[发明专利]同心半圆环微带天线及基于智能家居的无线传感器天线

说明书

本发明属于智能天线技术领域，公开了一种同心半圆环微带天线及基于智能家居的无线传感器天线，构成分为介质层，接地平面以及天线谐振体，它是在一块厚度小于工作波长的介质基板上的一面敷以金属辐射片，另一面上敷以金属薄层作为接地板而成，结合相关WiFi模块板载pcb天线设计，将天线设计在一块材料为环氧树脂的介质板之上，同时保证天线谐振体上下区域保持净空达到相关增益高、超带宽等效果。本发明使用一种PCB天线来进行传感器类天线制作，并采用一种新式天线结构以及半圆环天线结构设计，能够使天线满足2.4ISM频段和传感器工作要求，具有低成本、小型化等优势，适合用于智能家居无线传感器模块。

技术领域

本发明属于智能天线技术领域，尤其涉及一种同心半圆环微带天线及基于智能家居的无线传感器天线。

背景技术

目前，随着物联网的兴起，使用2.4G ISM频段的无线电子产品越来越多，降低这些产品的制造成本是提高竞争力的重要手段，降低成本就意味着创造了价值。

现有无线通讯电子设备一般采用多根射频天线。然而这些天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。这些指标极限的基本原理使得天线的小型化技术难度远远超过了其它器件，而由于射频器件的电磁场分析的复杂性，逼近这些极限值都成为了巨大的技术挑战。比如，传统的终端通信天线主要基于电单极子或偶极子的辐射原理进行设计，最常用的平面反F天线(PIFA)。传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度

对比专利(CN204088568U)共面波导同心圆环天线，结构相比较为简单，满足2.4GISM频段。

对比专利(CN202797265U)单圆环小型微带天线，本次采用内外双圆环天线设计，极大增加天线增益。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有无线通讯电子设备一般采用多根射频天线。然而这些天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度。

现有天线不能满足2.4ISM频段和传感器工作要求，低成高、体型大。

解决以上问题的意义为：

本发明使用一种PCB天线来进行传感器类天线制作，并采用一种新式天线结构以及半圆环天线结构设计，能够使天线满足2.4ISM频段和传感器工作要求，并且具有低成本、小型化等优势，适合用于智能家居无线传感器模块。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种同心半圆环微带天线及基于智能家居的无线传感器天线。

本发明是这样实现的，一种同心半圆环WLAN微带天线，所述同心半圆环WLAN微带天线设置有基板；

所述基板上表面设有双圆环形贴片、微带线馈电激励片、第一金属接地板、第二金属接地板、第三金属接地板；

所述阻抗匹配输入传输线的一端与双圆环形贴片相连，另一端与微带线馈电激励片的一端相连，微带线馈电激励片的另一端与第三金属接地板相连；

所述双圆环形贴片包括内半圆环形贴片、外半圆环形贴片；所述半圆环形贴片与外半圆环形贴片在边缘处相连；

所述半圆环形贴片与外半圆环形贴片的半圆内外径尺寸小于1/4λ，其中λ为自由空间波长；

所述第一金属接地板、第二金属接地板、第三金属接地板设置在基板后方区域。

进一步，所述半圆环形贴片与外半圆环形贴片的半圆内外径尺寸，对于2.4G频段天线，长度满足：