天線合路板及天線的制作方法

本實用新型涉及射頻識別技術領域，尤其涉及一種天線合路板及天線。

背景技術：

天線作為射頻識別系統中用于收發射頻信號的重要裝置，其輻射性能的好壞決定了整個系統射頻識別覆蓋的范圍，尤其在應用于車輛管理等實際場景中，如果覆蓋范圍不理想，直接影響到識別的準確度和效率。天線的增益、方向、駐波是天線最主要的性能指標之一， 其影響上述指標的原因包括天線本身傳輸線路的損耗及阻抗匹配等，但是如果通過改變線路材質、結構等方式存在一定的局限性，尤其對增益的增加會遇到一定的瓶頸，無法適應特定應用場景下天線的性能要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種天線合路板及天線，解決現有技術中天線性能不佳的技術問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的一種天線合路板，包括基板，所述基板的第一表面包括：

對稱設置的若干饋電微帶線，每個饋電微帶線的第一端設置有連接天線振子的導電部；

設置在若干饋電微帶線對稱中心位置的匹配電路，所述匹配電路連接所述若干饋電微帶線的第二端以調整所述饋電微帶線的阻抗匹配；

連接信號處理模塊的饋電部，所述饋電部通過所述匹配電路連接所述若干饋電微帶線以收發射頻信號。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，與所述基板的第一表面相對的第二表面設置有金屬地板，所述導電部、饋電部中至少一個的接地端通過所述基板上的金屬過孔與所述金屬地板連接。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，所述接地端包括第一貼片區及第二貼片區，所述第一貼片區與所述第二貼片區之間設置有可收容同軸電纜的空隙。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，所述若干饋電微帶線中的第一饋電微帶線、第二饋電微帶線相對于第一對稱軸相互對稱，沿著第一對稱軸靠近所述匹配電路方向呈波形延伸，所述第一饋電微帶線的第二端與所述第二饋電微帶線的第二端相互連接并與第一對稱軸相交的位置形成第一連接點，通過所述第一連接點與所述匹配電路連接。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，在所述第一饋電微帶線與所述第二饋電微帶線相對于第一對稱軸之間設置有隔離電阻。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，所述匹配電路包括相對于第二對稱軸相互對稱的第一匹配微帶線、第二匹配微帶線，沿著第二對稱軸靠近所述饋電部方向呈波形延伸，所述第一匹配微帶線的第二端與所述第二匹配微帶線的第二端相互連接并與第二對稱軸相交的位置形成第二連接點，通過所述第二連接點與所述饋電部連接；

所述第一匹配微帶線的第一端、第二匹配微帶線的第一端連接所述饋電微帶線的第二端。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，所述第一匹配微帶線的第一端、第二匹配微帶線的第一端通過隔離器件連接所述饋電微帶線的第二端，所述隔離器件為電阻、電感或電容中的一種。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，在所述第一匹配微帶線與所述第二匹配微帶線相對于第二對稱軸之間設置有隔離電阻。

作為本實用新型上述天線合路板的進一步改進，在所述第一匹配微帶線及第二匹配微帶線沿著第二對稱軸相對的位置設置有金屬貼片，所述金屬貼片與所述第一匹配微帶線、第二匹配微帶線之間設置匹配電容，與所述基板的第一表面相對的第二表面設置有金屬地板，所述金屬貼片通過所述基板上的金屬過孔與所述金屬地板連接。為了解決上述技術問題，本實用新型的一種天線，包括上述的天線合路板及與所述天線合路板配合的若干天線振子、接口單元，每個天線振子分別連接所述天線合路板上對應的一個導電部，所述接口單元與所述天線合路板上的饋電部連接。

與現有技術相比，本實用新型通過在基板上設置若干饋電微帶線，每個饋電微帶線分別連接一個天線振子，通過收集多個天線振子的射頻信號并與匹配電路配合將合成的信號傳輸給饋電部。本實用新型與多個天線振子配合在保證天線性能的情況下，大大提高了天線的增益。

結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優點將變得更加清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施方式或現有技術的技術方案，下面將對實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一實施方式中基板第一表面示意圖。

圖2為本實用新型一實施方式中基板第二表面示意圖。

圖3為本實用新型一實施方式中天線示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的各實施方式對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本實用新型，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內。

需要說明的是，在不同的實施方式中，可能使用相同的標號或標記，但這些并不代表結構或功能上的絕對聯系關系。并且，各實施方式中所提到的“第一”、“第二”也并不代表結構或功能上的絕對區分關系，這些僅僅是為了描述的方便。

如圖1所示，本實用新型一實施方式中基板第一表面示意圖。天線合路板的主體是一個基板，基板可以采用常見的絕緣復合材料，基板具有可以覆金屬線路的兩個表面，分別為相對的第一表面和第二表面。應用于天線設計中的天線合路板，第二表面貼附在天線外殼的內表面上。

在基板的第一表面上，包括對稱設置的若干饋電微帶線110、匹配電路120及饋電部140。在本實施方式中，饋電微帶線110為四個，大致位于基板的四個方向，相對于基板的中心相互對稱。饋電微帶線110的作用在于內部用于傳輸射頻信號，具有相對的兩端，分別為第一端和第二端，饋電微帶線110的第一端設置有導電部130，導電部130的目的在于作為連接天線振子的端口，可以是饋電微帶線110的延伸，形狀可以根據實際連接的需要進行設計。在本實施方式中采用同軸電纜連接導電部130和天線振子，導電部130包括相互獨立的信號端131及接地端132，信號端131用于與同軸電纜的內導體連接，接地端132用于與同軸電纜的外導體連接。優選地，如圖2所示，在基板的第二表面設置有金屬地板160，如上所述，天線合路板安裝在天線外殼內后，基板第二表面的金屬地板160貼附在天線外殼內表面上，此時金屬地板160可以等效為地，作為射頻信號的傳輸回路，所以接地端132可以通過基板上的金屬過孔151與金屬地板160連接。為了便于同軸電纜的焊接及連接的穩定性，接地端132包括第一貼片區和第二貼片區，第一貼片區和第二貼片區為基板上的兩個覆金屬塊，如上所述實施方式接地，第一貼片區和第二貼片區之間設置有可收容同軸電纜的空隙133，在焊接安裝的時候，同軸電纜可以直接卡放在空隙133中，同軸電纜的外導體分別與第一貼片區、第二貼片區焊接，同軸電纜的內導體與信號端131焊接。

如圖1所示，四個饋電微帶線110兩兩一組連接匹配電路120，保證合路的效果。以第一饋電微帶線111、第二饋電微帶線112為例，第一饋電微帶線111、第二饋電微帶線112相對于第一對稱軸相互對稱，保證兩路信號的平衡。需要說明的是，各實施方式中所提到的第一對稱軸、第二對稱軸并不是一個實際存在的元件，而是為了方便描述對稱而引用的一個參考線（圖未示）。第一饋電微帶線111、第二饋電微帶線112分別在第一對稱軸的相對兩邊，相互對稱。為了保證饋電微帶線的傳輸長度且不占用多余的空間，饋電微帶線可以采用波形結構，即可以呈“S”型曲折地沿著第一對稱軸靠近匹配電路120的方向延伸，形狀可以根據實際的需求調整，例如彎折處可以采用直角、弧形等方式，但是第一饋電微帶線111的形狀和第二饋電微帶線112的形狀應該相互對稱。第一饋電微帶線111的第二端與第二饋電微帶線112的第二端相互連接并與第一對稱軸相交的位置形成第一連接點，通過第一連接點與匹配電路120連接。即射頻信號通過第一饋電微帶線111的第一端、第二饋電微帶線112的第一端進入，通過曲折的線路分別傳輸到第一饋電微帶線111的第二端、第二饋電微帶線112的第二端，在第一連接點匯合成一路信號，形成了一個兩路變一路的信號傳輸結構，為了保持對稱，連接點應該位于基板的中心線上，與匹配電路120連接。由于第一饋電微帶線111、第二饋電微帶線112采用曲折并相互對稱的方式布線，所以兩個饋電微帶線靠近第一對稱軸的彎折處相距較近，為了保證第一饋電微帶線111和第二饋電微帶線112之間的隔離效果，在第一饋電微帶線111和第二饋電微帶線112相對于第一對稱軸之間設置有隔離電阻113，具體地，隔離電阻113設置在遠離匹配單元的第一個靠近第一對稱軸的彎折處，隔離電阻113的兩端橫跨第一對稱軸設置在第一饋電微帶線111和第二饋電微帶線112上，即隔離電阻113設置在射頻信號剛進入第一饋電微帶線111的第一端的第一個彎折處及第二饋電微帶線112的第一端的第一個彎折處。因為饋電微帶線是對稱設置的，所以其他兩兩一組的兩個饋電微帶線也采用類似的方式布線，保證沿著基板的中心線對稱，以符合天線合路板的性能要求。

匹配電路120的作用是為了調整饋電微帶線110的阻抗匹配，因此匹配電路120設置在若干饋電微帶線對稱的中心位置，即可以是基板的中心位置，保證與任何一個饋電微帶線的連接都是一樣的、對稱的。如上所述，匹配電路120與若干饋電微帶線110的第二端連接，即可以是第一饋電微帶線111的第二端、第二饋電微帶線112的第二端通過第一連接點與匹配電路120連接。在本實施方式中，匹配電路120包括相對于第二對稱軸相互對稱的第一匹配微帶線121、第二匹配微帶線122，如上所述，第二對稱軸也是一個用于描述的參考線，沿著第二對稱軸靠近饋電部140方向呈波形延伸，第一匹配微帶線121的第二端與第二匹配微帶線122的第二端相互連接并在與第二對稱軸相交的位置形成第二連接點，通過第二連接點與饋電部140連接。此處的匹配微帶線的形狀設置與饋電微帶線的形狀設置類似，可以參照饋電微帶線的詳細描述。第一匹配微帶線121的第一端、第二匹配微帶線122的第一端連接饋電微帶線的第二端，即與上述的第一連接點連接，在本實施方式中，將四個天線振子收發的信號通過饋電微帶線合成兩路信號，再將兩路信號通過第一匹配微帶線121、第二匹配微帶線122合成一路信號。與第一饋電微帶線111、第二饋電微帶線112類似，第一匹配微帶線121與第二匹配微帶線122相對于第二對稱軸之間設置有隔離電阻125，用于防止第一匹配微帶線121與第二匹配微帶線122相互之間的干擾。

在實際的應用過程中，天線合路板通過制造廠生產之后基本上就很難再做修改了，但是制造廠在生產不同批次的天線合路板時，性能會存在上下波動，這樣勢必會影響整個天線的穩定性。匹配電路120的另一作用就在于可以對整個天線合路板的匹配在出廠之后做一次微調。當因天線加工誤差、材料特性誤差等因素造成天線性能下降時，可調整匹配電路中元件的數值或位置來確保天線處于良好的性能狀態。在優選的實施方式中，匹配電路120中，第一匹配微帶線121的第一端、第二匹配微帶線122的第一端通過隔離器件124連接饋電微帶線110的第二端，隔離器件124可以為電阻、電感或電容中的一種。在更多的實施方式中，第一匹配微帶線121及第二匹配微帶線122沿著第二對稱軸相對的位置設置有金屬貼片126，金屬貼片126即也是相對于第二對稱軸對稱，如圖1所示，金屬貼片126設置在第一匹配微帶線121、第二匹配微帶線122遠離饋電部140的一側，金屬貼片126的一邊與第一匹配微帶線121、第二匹配微帶線122靠近金屬貼片126的一段平行。需要的說明的是，金屬貼片126并不代表僅僅是一個整體貼片，還可以相對于第二對稱軸對稱的兩邊各設置一塊。金屬貼片126接地，具體的實施方式可以參照導電部130的接地端132的實施方式，通過金屬過孔151與基板第二表面上的金屬地板160連接。在金屬貼片126與第一匹配微帶線121、第二匹配微帶線122之間橫跨設置有匹配電容123，在本實施方式中，匹配電容123設置有四個，第一匹配微帶線121、第二匹配微帶線122分別兩個，分別位于隔離器件124的兩側。

饋電部140的目的在于連接信號處理模塊，饋電部140通過匹配電路120連接上述饋電微帶線110，保證天線與信號處理模塊進行射頻信號的收發。饋電部140與信號處理模塊之間連接也可以是通過同軸電纜，饋電部140也可以參照導電部130的設置，包括信號端和接地端，信號端與同軸電纜的內導體連接，接地端與同軸電纜的外導體連接，接地端可以通過金屬過孔與基板第二表面的金屬地板連接。

在天線合路板上還設置有多個安裝螺絲孔152，為了保證天線合路板的充分接地及安裝牢固性，安裝螺絲孔152的布置也是對稱設置的，天線合路板通過安裝螺絲孔利用螺絲將天線合路板安裝在天線外殼的內表面上。

如圖2所示，本實用新型一實施方式中基板第二表面示意圖。基板第二表面即為基板第一表面的背面，如上所述，基板第二表面上設置有金屬地板160，可以采用覆金屬的方式形成，金屬過孔151是通過穿過基板本身從第一表面連接到第二表面的金屬地板160上。安裝螺絲孔152相應地也是穿過整個基板，以便利用螺絲安裝整個天線合路板。

如圖3所示，本實用新型一實施方式中天線示意圖。天線1的主體是一個天線外殼，天線外殼內安裝有天線合路板10、天線振子20，及連接天線合路板10與天線振子20之間的同軸電纜30。在本實施方式中，天線合路板10采用上述實施方式中的天線合路板，包括與四個天線振子20對應的導電部，一個導電部通過同軸電纜連接對應一個天線振子20，在天線外殼的邊緣還有設置一個接口單元31，接口單元31在天線外殼的外表面設置一個與信號處理模塊連接的端口，接口單元31與天線合路板上的饋電部連接。在實際的使用過程中，天線和信號處理模塊是作為兩個裝置分別安裝在龍門架，通過接口單元31與信號處理模塊之間進行通信，實現射頻信號的識別處理。

綜上所述，本實用新型通過在基板上設置若干饋電微帶線，每個饋電微帶線分別連接一個天線振子，通過收集多個天線振子的射頻信號并與匹配電路配合將合成的信號傳輸給饋電部。本實用新型與多個天線振子配合在保證天線性能的情況下，大大提高了天線的增益。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。