小型多频天线的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种小型多频天线。


背景技术：

2.随着科技进步与经济社会发展，人们对汽车智能化的程度要求也越来越高，车联网应势而生。车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。车联网目前主要连接方式为3g(第三代移动通讯)和4g(第四代移动通讯)，天线作为无线通讯中重要的一员，成为了实现车联网的关键因素之一。由于小汽车经常会在公路快速移动且汽车主要构成部件为金属部件，需要保证网络通讯信号稳定且信号良好，所以小汽车对通讯天线性能要求也会比较高。现有的4g汽车天线，天线性能较好的产品，尺寸比较大；而尺寸比较小的产品，其天线性能较差不能满足现有需求。
3.因此，亟需一种小型多频天线，在满足小型化的同时具有优异的天线性能。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种小型多频天线，在满足小型化的条件下，能够同时辐射高频信号与低频信号，且具有较高的天线效率与优异的天线性能。
5.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
6.一种小型多频天线，包括第一天线单元，第一天线单元具体包括：
7.辐射部，包括阻抗匹配段、辐射支节、接地臂和寄生单元，所述阻抗匹配段位于馈电输入点与所述辐射支节之间；
8.所述阻抗匹配段包括第一馈电臂和阻抗匹配臂，所述第一馈电臂的一端与所述馈电输入点连接，另一端与所述辐射支节连接，所述阻抗匹配臂设置在所述第一馈电臂上；
9.所述辐射支节包括第二馈电臂、高频辐射臂、第三馈电臂和低频辐射臂，所述第二馈电臂的一端与所述第一馈电臂连接，另一端与所述高频辐射臂和所述第三馈电臂连接，所述低频辐射臂与所述第三馈电臂的末端连接；
10.参考地，用于与辐射部形成电流平衡，所述接地臂一端与所述参考地连接，另一端与所述第二馈电臂连接，所述寄生单元与所述参考地连接。
11.优选地，所述辐射部还包括缝隙结构和增强辐射臂，所述增强辐射臂与所述第一馈电臂连接在所述第二馈电臂的同一端，所述缝隙结构位于所述增强辐射臂与所述第一馈电臂之间。
12.优选地，所述寄生单元的长度为低频辐射臂辐射信号的四分之一波长。
13.优选地，所述低频辐射臂的长度为低频辐射臂辐射信号的四分之一波长。
14.优选地，所述低频辐射臂包括第一低频辐射臂和第二低频辐射臂，所述第一低频辐射臂所在直线与所述第二低频辐射臂所在直线交叉设置。
15.优选地，所述高频辐射臂的长度为高频辐射臂辐射信号的四分之一波长。
16.优选地，还包括第二天线单元，所述第二天线单元位于所述参考地和所述辐射部
之间。
17.优选地，所述低频辐射臂位于所述第二天线单元与所述高频辐射臂之间。
18.优选地，所述第二天线单元为gps天线单元。
19.本实用新型的有益效果在于：将阻抗匹配段设置在靠近馈电输入点的位置，提高天线阻抗匹配效果；设置寄生单元，与辐射支节的辐射效果叠加，提高天线的辐射性能；将接地臂与第二馈电臂连接，改变辐射支节上面的电流，部分电流经接地臂流回参考地，将整个天线尺寸缩小，且接地臂与馈电点形成一段双传输线模式，变换天线阻抗，将部分容抗变换成了感抗，从而可以改善天线的谐振性能。与现有技术相比，可以在缩小天线尺寸的同时，能够同时辐射高频信号与低频信号，且具有较高的天线效率与优异的天线性能。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例中第一天线单元的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例中第一天线单元的辐射部的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例中小型多频天线的结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例中一天线样品的天线效率测试结果图。
24.附图标记：1、第一天线单元；100、辐射部；110、阻抗匹配段；111、第一馈电臂；112、阻抗匹配臂；120、辐射支节；121、第二馈电臂；122、高频辐射臂；123、第三馈电臂；124、低频辐射臂；1241、第一低频辐射臂；1242、第二低频辐射臂；130、接地臂；140、寄生单元；150、缝隙结构；160、增强辐射臂；200、参考地；300、馈电输入点；400、接地点；2、第二天线单元；3、电缆。
具体实施方式
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
26.本技术实施例通过提供一种小型多频天线，解决现有技术中的4g汽车天线不能同时满足小尺寸与高性能的问题。
27.如图1至图3所示，为本技术实施例：
28.一种小型多频天线，包括第一天线单元1，第一天线单元1包括辐射部100和参考地200。馈电输入点300与辐射部100连接，接地点400与参考地200连接。辐射部100包括阻抗匹配段110、辐射支节120、接地臂130和寄生单元140。阻抗匹配段110包括第一馈电臂111和阻抗匹配臂112，辐射支节120包括第二馈电臂121、高频辐射臂122、第三馈电臂123和低频辐射臂124。
29.第一馈电臂111的一端与馈电输入点300连接，另一端第二馈电臂121连接，阻抗匹配臂112设置在第一馈电臂111上。由于馈电输入点300处为天线电流最大处，将阻抗匹配臂112设置在靠近馈电输入点300的位置，可以调节天线整体的阻抗匹配，提高天线的匹配效果，产生较优的天线带宽。
30.更为具体地，如图1所示，馈电输入点300与电缆3电性连接，用于输入电流，其为面波导结构，即参考地200上设有一个凹槽结构，馈电输入点300位于该凹槽结构内，馈电输入点300除与传输线连接的侧边，其他侧边均被参考地200包围，这种结构可以提高天线的信号屏蔽效果，进而可以减小其他天线单元给第一天线单元带来的不良影响。
31.第二馈电臂121的另一端分别与高频辐射臂122和第三馈电臂123连接，第三馈电臂123的另一端与低频辐射臂124连接。高频辐射臂122用于辐射高频信号，其长度约为所辐射的高频信号的四分之一波长，在高频段产生较好的谐振，从而让整个天线在高频段具有良好辐射效果。低频辐射臂124用于辐射低频信号，其长度约为所辐射的低频信号的四分之一波长，能在低频段产生较好的谐振，从而让整个天线在低频段具有良好辐射效果。需要说明的是，高频辐射臂122的长度为高频辐射臂122辐射信号的四分之一波长包括高频辐射臂122的长度略大于或者略小于高频辐射臂122辐射信号的四分之一波长的情况，经小型多频天线其他部分共同作用下能够实现高频辐射臂122辐射预期的高频信号即可。同理，低频辐射臂124的长度为低频辐射臂124辐射信号的四分之一波长包括低频辐射臂124的长度略大于或者略小于低频辐射臂124辐射信号的四分之一波长的情况。
32.接地臂130一端与第二馈电臂121连接，另一端与参考地200连接。设置接地臂130可以改变辐射支节120上面的电流，部分电流通过接地臂130流回参考地200，可以缩小天线的尺寸。接地臂130与馈电输入点300形成一段双传输线模式，变换天线阻抗，将部分容抗变换成了感抗，从而可以是天线整体形成较好的谐振。
33.寄生单元140与参考地200连接，寄生单元140参与整个第一天线单元1的辐射，使第一天线单元1在辐射时产生叠加效果，从而使整个天线得的一个较好的辐射效果。更为具体地，寄生单元140的长度为低频辐射臂124辐射信号的四分之一波长，用于改善第一天线单元1的低频辐射性能。需要说明的是，寄生单元140的长度为低频辐射臂124辐射信号的四分之一波长包括寄生单元140的长度的长度略大于或者略小于低频辐射臂124辐射信号的四分之一波长的情况。为了缩小小型多频天线的尺寸，如图1至图3所示，寄生单元呈平面卷盘折弯状分布，还可以根据产品实际加工尺寸对寄生单元的折弯形状进行改进，此处不再作具体阐述。
34.为了解决现有技术中4g汽车天线不能同时满足小尺寸与高性能的问题，本技术将阻抗匹配段设置在靠近馈电输入点的位置，提高天线阻抗匹配效果；设置寄生单元，与辐射支节的辐射效果叠加，提高天线的辐射性能；将接地臂与第二馈电臂连接，改变辐射支节上面的电流，部分电流经接地臂流回参考地，将整个天线尺寸缩小，且接地臂与馈电点形成一段双传输线模式，变换天线阻抗，将部分容抗变换成了感抗，从而可以改善天线的谐振性能。与现有技术相比，可以在缩小天线尺寸的同时，能够同时辐射高频信号与低频信号，且具有较高的天线效率与优异的天线性能。
35.优选地，辐射部100还包括缝隙结构150和增强辐射臂160。增强辐射臂160与第一馈电臂111连接在第二馈电臂121的同一端，缝隙结构150位于增强辐射臂160与第一馈电臂111之间，即第一馈电臂111、第二馈电臂121与增强辐射臂160间的空隙即为缝隙结构150。设置缝隙结构150与增强辐射臂160，可以改变电流的流动方向，使得电流的流动距离增加，从而可以增大第一天线单元1的电长度，有利于缩短其物理尺寸。更为具体地，增强辐射臂160为低频信号增强辐射臂，有利于改善第一天线单元1的低频辐射性能。
36.优选地，低频辐射臂124包括第一低频辐射臂1241和第二低频辐射臂1242，第一低频辐射臂1241所在直线与第二低频辐射臂1242所在直线交叉设置。交叉设置的第一低频辐射臂1241与第二低频辐射臂1242在增加低频辐射臂124的物理长度，改善第一天线单元1的低频辐射性能的同时，改变电流路径，有助于缩小天线的最大尺寸。示例性的，如图1至图3所示，第一低频辐射臂1241所在直线与第二低频辐射臂1242所在直线互相垂直。
37.优选地，如图3所示，小型多频天线还包括第二天线单元2，第二天线单元2位于参考地200与辐射部100之间。更为具体地，低频辐射臂124位于第二天线单元2与高频辐射臂122之间，有效防止第二天线单元2对高频辐射臂122辐射高频信号产生干扰。示例性的，如图3所示，第二低频辐射臂1242的一侧与第三馈电臂123共同将高频辐射臂122的末端包裹起来，第二天线单元2位于第二低频辐射臂1242的另一侧，能够有效减少第二天线单元2对高频辐射臂122辐射性能的影响。
38.优选地，第二天线单元2为gps天线单元。汽车一般都具有gps定位功能，在不改变小型多频天线的尺寸小，将第一天线单元1与第二天线单元2集成在同一个电路板上，使得小型多频天线的功能更加强大，满足当今产品小型化、轻量化以及高集成化的发展趋势。
39.根据图3所示的小型多频天线制备一天线样品，该天线样品的整体宽度约为46mm，高度约为52mm，厚度约为0.8mm，辐射低频信号频段为880
‑
960mhz，辐射高频信号频段为1710
‑
2690mhz，所连电缆为1.6m的1.5ds电缆，测试天线效率的结果如图4所示，该天线样品的平均效率大于30％。
40.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
41.以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。