一种近远场天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种近远场天线。该天线包括辐射器和馈电网络，其中，所述辐射器包括反射腔和四副偶极子辐射元，所述四副偶极子辐射元排列成一个正方形；所述馈电网络是具有一个输入端和四个输出端的传输线网络，所述四个输出端与所述四副偶极子辐射元一一对应连接；所述馈电网络使得由所述输入端输入的微波信号在到达所述四个偶极子辐射元时的信号幅度相同，并且在到达相对的两个偶极子辐射元时的信号相位相同，在到达相邻的两个偶极子辐射元时的信号相位相差９０度。本实用新型专利技术通过独特的组阵方式和灵活的馈电方式，实现了近场天线和远场天线的合二为一，并在性能、小型化方面优于目前业界的近场天线或远场天线。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及孩史波、无线通讯
，具体涉及一种近远场天线。
技术介绍
天线的场区，可以分为近场区和远场区。近场区和远场区具有不同的性质， 相比较而言，近场区是距离天线较近的区域，远场区是距离天线较远的区域。利用天线近场特性的天线，称为近场天线，通信距离较短；利用天线远场特性 的天线称为远场天线，主要应用于距离较远的通信。远场天线关注的重要指标 之一，是增益；与之对应，近场天线关注的重要指标是电场(磁场)强度。目前，现有技术的天线很难达到(远场)增益和(近场)电场强度(或磁 场强度)都同时让人满意的程度。而在有些领域，例如无线射频识别(RFID) 领域，有时需要电子标签在距离阅读器不同距离(包含近场区和远场区)时能 够被稳定地读^^。为解决上述问题，现有技术通常的方法是在近处(近场区)时釆用近场 天线，在远处(远场区)时采用远场天线。这样，至少要使用两副天线。这种 方法至少有以下缺点一、 两副天线的成本较一副天线高；二、 两副天线的安装空间较大，可能在某些情况下限制其应用；三、 近场天线和远场天线之间存在相互干扰，可能影响到信息的读取。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种近远场天线，通过将近场天线 和远场天线合二为一，使得天线能够同时应用于近场区和远场区，并能同时达 到较好的近场性能和远场性能。为解决上述技术问题，本技术提供方案如下一种近远场天线，包括辐射器和馈电网络；所述辐射器包括反射腔和固定在所述反射腔中的四副偶极子辐射元，所述 反射腔为一个长方体的无盖金属盒，且所述反射腔的底面为一正方形的反射 板；所述四副偶极子辐射元排列成一个正方形，且该正方形的四条边分别平行 于所述反射板的四条边；馈电网络是具有一个输入端和四个输出端的 一分四的传输线网络，其中，第一输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第 一幅度值、相位变化量为第一相位值的传输线，与第一偶极子辐射元连接；第二输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值的传输线，与第二偶极子辐射元连接，所 述第二偶极子辐射元与所述第 一偶极子辐射元相对；第三输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第 一幅度值、相位变化量为第一相位值与90度之和的传输线，与第三偶极子辐 射元连4妄；第四输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第 一幅度值、相位变化量为第一相位值与90度之和的传输线，与第四偶极子辐 射元连接，所述第四偶极子辐射元与所述第三偶极子辐射元相对。优选地，上述近远场天线中，所述馈电网络包括一个分配器，该分配器将 所述一个输入端分别与所述四个输出端相连接。优选地，上述近远场天线中，所述馈电网络贴合在所述反射板的外表面， 所述输出端分别通过所述反射板上预先设置的穿孔与对应的偶极子辐射元连 接。优选地，上述近远场天线中，所述输出端的传输线为同轴电缆或微带线。 优选地，上述近远场天线中，所述输出端的传输线为同轴电缆时，该输出端的地线焊接在对应的偶极子辐射元的 一个臂上，芯线焊接在对应的偶极子辐射元的另一臂上。优选地，上述近远场天线中，对于连接到相对的两个偶极子辐射元的两个 输出端，该两个输出端的传输线长度相等。优选地，上述近远场天线中，所述反射腔的折边上设置有一射频接头，所述馈电网络的输入端与该射频接头相连。优选地，上述近远场天线中，还包括天线罩，该天线罩与所述反射腔形成 一个空间，且所述四个偶极子辐射元位于该空间内。从以上所述可以看出，本技术提供的近远场天线，通过四个偶极子辐 射元，组成一个不连续的方环天线，并在该方环天线上，将天线的馈点从一个增加到四个；再通过新颖的馈电网络保证了各偶极子辐射元的馈电幅度相同， 使得方环天线上电流幅度在各处的分布尽可能一样，接近于理想的方环天线理 论模型，从而达到比较好的近场天线的效果；并且，本技术采用了4个偶 极子辐射元，并将辐射元拉开一定的间距，压缩了天线方向图的波束宽度，从益；本技术的近远场天线能够同时用于近场区和远场区，无需分别安装两 种天线，从而能够降低天线成本；并且，其性能、小型化方面优于目前业界的 近场天线或远场天线。附图说明图1为本技术实施例所述近远场天线的辐射器的俯视图； 图2为本技术实施例所述近远场天线的馈电网络的示意图； 图3为本技术实施例所述近远场天线的侧^L图； 图4为本技术实施例的近远场天线的远场方向图的仿真结果图； 图5为本技术实施例的近远场天线的近场性能的仿真结果图。具体实施方式本技术综合考虑近场通信中的方环天线和远场通信中的板状天线的 各自特点，通过将近场天线和远场天线合二为一，设计出了一种近远场天线。 该天线克服了现有技术中方环天线和板状天线的缺点，能够同时应用于近场区 和远场区。以下通过附图结合具体实施例对本技术作进一步说明。在近场通信中，常用到环天线(如方环天线或圓环天线)。理想的方环天 线(基于假象的方环天线分析的基础模型)，其电流的幅度在环上各处都是相 同的；在相位方面，方环天线任意一对对边的相位都相同，但两对对边之间的相位相差90度(理想圆环天线也相类似)。理想的方环天线的性能比较好，而 实际中使用的方环环天线(或圓环天线)，由于电流从馈点处向远离馈点的地 方流动时，电流幅度急剧衰减，从而导致实际性能比理想的方环天线(或圓环 天线)差很多。在远场通信中，通常会用到板状天线(微带天线的一种)。板状天线的反 射板的尺寸通常会比较大，边长达到一个波长。例如工作在840MHz的板状天 线，其边长达到36cm左右。本实施例为克服近场天线和远场天线的缺点，提出一种近远场天线。本实 施例所述近远场天线主要包括一个新颖的辐射器和一个馈电网络。请参考图 1 ~图2,其中图1为本实施例所述近远场天线的辐射器10的俯视图，图2为 本实施例中的馈电网络20的示意图。其中，所述辐射器10具体包括一个反射腔1和四副偶极子辐射元2,每 个偶极子辐射元包括左右两个臂。反射腔1是一个长方体的无盖金属盒(即具 有五个面)。该长方体有两个面是正方形，其中的一面是无盖的那一面，并且 该无盖的一面的外法线方向作为该天线最大辐射方向；与该无盖的一面正对的 那一面是反射板8。反射腔l用电的良导体(例如铝材、铜材等)制成。反射 腔1的壁厚在2mm左右，外形尺寸184 mm x 184 mm x 50 mm。四副偶极子 辐射元2，是四个相同(或大致相同)的偶极子辐射元，并排列成一个正方形， 且该正方形的四条边分别平行于所述反射板的四条边。本实施例中，每个偶极子的长度(即偶极子长轴的长度)为122 mm，宽 度为10mm，厚度为lmm。每个偶极子两臂之间的馈电缝隙宽度为2 mm。偶 极子距离反射板30 60mm。四个偶极子辐射元2位于同一平面上，且它们的 长轴中心线排列成一个边长为140mm的正方形，并且该正方形的四条边分别 平行于反射腔l的无盖面(或反射板8)的四条边。每个偶极子辐射元2用电 的良导体(例如铜材)制成。每个偶极子辐射元2采用合适的方式(例如衬板、 介质螺钉等方式)固定在反射腔l内。这里，四个偶极子辐射元2所在平面还 可以高于所述反射腔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近远场天线，其特征在于，包括辐射器和馈电网络；　所述辐射器包括反射腔和固定在所述反射腔中的四副偶极子辐射元，所述反射腔为一个长方体的无盖金属盒，且所述反射腔的底面为一正方形的反射板；所述四副偶极子辐射元排列成一个正方形，且该正方形 的四条边分别平行于所述反射板的四条边；　馈电网络是具有一个输入端和四个输出端的一分四的传输线网络，其中，　第一输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值的传输线，与第一偶极子辐射元 连接；　第二输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值的传输线，与第二偶极子辐射元连接，所述第二偶极子辐射元与所述第一偶极子辐射元相对；　第三输出端通过使得所述输入端输入的微波信号 的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值与９０度之和的传输线，与第三偶极子辐射元连接；　第四输出端通过使得所述输入端输入的微波信号的信号幅度变化量为第一幅度值、相位变化量为第一相位值与９０度之和的传输线，与第四偶极子辐射元 连接，所述第四偶极子辐射元与所述第三偶极子辐射元相对。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程胜祥，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]