一种ISM频段八木天线制造技术

本发明专利技术提供了一种ISM频段八木天线，所述天线包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子；所述天线振子的宽度为2mm，所述反向器的宽度为20mm、且所述反向器为矩形平面。本发明专利技术的ISM频段八木天线，包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子。采用本发明专利技术的ISM频段八木天线，能够对微弱信号进行非接触式的检测，实现非接触检测功能；通过合理地布线以及设计，可用于无线检测人体的体动信号。

A ISM band Yagi antenna

The invention provides a ISM band Yagi antenna, the antenna includes a PCB substrate, wherein the substrate is provided with a PCB antenna; the antenna oscillator width is 2mm, the reverse is the width of 20mm, and the reverse for rectangular plane. ISM band Yagi antenna of the invention includes a PCB substrate, wherein the substrate is provided with a PCB antenna. The ISM band using Yagi antenna of the invention, capable of non-contact detection of weak signal, realize the non-contact detection function; through reasonable layout and design, can be used for wireless detection of human body movement signal.

【技术实现步骤摘要】
一种ISM频段八木天线
本专利技术涉及射频天线
，尤其涉及一种新型的ISM频段八木天线。
技术介绍
随着物联网大数据的兴起，射频技术在智能硬件的设计中有着极为重要的作用。传统无线射频技术大多应用于短距离数据无线传输，如蓝牙、WIFI等无线通信技术。无线检测技术的专利技术以及支持理论的完善为射频技术带来更多的应用领域。天线设计是射频技术中十分关键的部分，在传统的无线通信领域中，天线设计的目标是能在一定距离内将数据无线发射与接收，对其性能要求不高。而应用于无线检测技术中的天线，对增益大小、方向性优异等指标的要求较高，才能进行无线检测。在蓝牙、WIFI所使用的无线通信模块中，天线是集成在电路板上的。可使用具有与电阻电容封装类似的陶瓷天线，或者在电路板上以铜为介质设计一定形状的平面PCB天线。考虑到无线检测对天线高性能的要求，目前针对无线检测应用所设计的天线采取的是独立设计方式，即根据需求单独设计天线，并提供SMA接头等连接接口，同时在设计的电路中也设计SMA接头以便连接天线。上述方法所设计的天线性能较好，但在其与电路部分连接之后势必会影响天线性能，导致检测效果下降，且很难再对射频性能进行改进。另外，在大规模商业化地生产中，改种分别设计并连接的方式会造成成本的增加。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提供一种ISM频段八木天线。为了实现本专利技术的目的，提供一种ISM频段八木天线，所述天线包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子；所述天线振子的宽度为2mm，所述反向器的宽度为20mm、且所述反向器为矩形平面。优选地，所述PCB基板材质为FR4。优选地，所述PCB基板厚度为1.2mm。优选地，所述反向器材质为铜。优选地，所述反向器长度为53mm。优选地，振子包括有源振子、第一引向器、第二引向器、第三引向器。优选地，所述有源振子、第一引向器、第二引向器、第三引向器长度分别为46.6mm、38mm、34mm、30mm。优选地，所述天线还包括微带线，所述微带线与所述有源振子连接。优选地，所述微带线宽度为2mm。区别于现有技术，上述ISM频段八木天线，包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子。采用本专利技术的ISM频段八木天线，能够对微弱信号进行非接触式的检测，实现非接触检测功能；通过合理地布线以及设计，可用于无线检测人体的体动信号。【附图说明】图1为本专利技术一个实施例中ISM频段八木天线的天线S11仿真结果图。图2为本专利技术一个实施例中ISM频段八木天线的天线方向图仿真结果。【具体实施方式】为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用来限定本专利技术。本专利技术为无线方式检测微弱信号的系统提供一种天线，在频率的选择上，根据无线检测微弱信号，即频率越高检测精度越高，当频率达到5GHz时，对PCB布线的要求以及成本均较高，而高的频率很少采用FR4材料作为基板。因此，基于现有2.4GHz工频段(ISMBand)在物联网中的广泛应用，该天线的工作中心频率被设计在工频段之内；微弱信号的特点幅值小、频率低，对整个检测系统要求有较大的增益。为解决该问题，选择产生较高增益且具有较强方向性的八木天线作为原型，将天线与电路一体化进行天线设计。具体地，本专利技术提供一种ISM频段八木天线，采用PCB贴片式的设计，即所述天线包括PCB基板。所述PCB基板上设有天线振子，天线振子中包括反向器。为电路与天线一体化后二者互相干扰的问题，增加传统八木天线反向器的面积，将其从原始宽度为2mm变为宽度20mm左右的矩形平面。所述天线振子的宽度为2mm，以上满足国内ISM频段射频器件采用50Ω阻抗匹配标准，通过设计天线振子的宽度为2mm以使天线达到ISM频段的50欧姆阻抗匹配。所述反向器材质为铜。所述反向器长度为53mm。以上该反向器能够放置一定规模的电路。由于这一部分在电路设计中会被设置为地平面；因此，即使在此部分上的电路各不相同，但这一地平面会减少电路部分与天线之前的相互干扰，使得电路中高频信号传输时各元器件与电线尽量与地平面相互耦合，而不是器件之间互相耦合。在本专利技术一优选实施例中，所述PCB基板材质为FR4；更优选地，所述PCB基板厚度为1.2mm。在工频段内PCB天线振子的宽度为：其中，W为微带的宽度，h为介质基片的厚度，当W/h>1时，该式成立；ee为有效介电常数。天线振子包括有源振子、第一引向器、第二引向器、第三引向器。优选地，所述有源振子、第一引向器、第二引向器、第三引向器长度分别为46.6mm、38mm、34mm、30mm。在一些优选实施例中，所述天线还包括微带线，所述微带线与所述有源振子连接。优选地，所述微带线宽度为2mm。使得射频信号从天线的反向器处引出，通过2mm宽的微带线将射频信号引导至天线的有源振子处。具体应用中，如图1所示，本专利技术实施例中的天线S11仿真结果，表1为图1中各个频率点的回波损耗大小。表1该表1中，结果反映的射频器件的发射效率。根据定义S11为负值，S11绝对值越大表明天线接收到的反射能量越小，即发射出去的能量较高；而天线设计是将大部分能量发射到周围的空间中。因此，如果在某一频段内天线的S11值过大，则表示在该频段天线的辐射效率较低。从表1中所示结果可以看到天线在工频段内匹配程度较好，辐射性能较为优异。如图2所示，为天线平面方向图仿真结果。从图中可以看出天线在前向辐射能量较大，而在其他方向上辐射的能量较少。即该天线具有较强的方向性，能够将绝大部分能量集中在前方辐射。本专利技术的八木天线可以作为无线检测系统中的发射天线使用，由于天线本身具有较大的正向增益和较强的方向性，能够对微弱信号进行非接触式的检测。通过设计电路并将其合理地放置在天线反向器预留的空间内，根据需求设计，实现非接触检测功能。本专利技术的八木天线为ISM频段的射频传感器，在反向器所在的地平面上放置电路部分。通过合理地布线以及设计，可用于无线检测人体的体动信号。经实验证明，该传感器能够在适当的距离内以无线方式检测到人体的体动信号。需要说明的是，在本专利技术中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上上述仅为本专利技术型的实施例，并非因此限制本专利技术的专利保护范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ISM频段八木天线，其特征在于，所述天线包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子；所述天线振子的宽度为2mm，所述反向器的宽度为20mm、且所述反向器为矩形平面。

【技术特征摘要】
1.一种ISM频段八木天线，其特征在于，所述天线包括PCB基板，所述PCB基板上设有天线振子；所述天线振子的宽度为2mm，所述反向器的宽度为20mm、且所述反向器为矩形平面。2.根据权利要求1所述的ISM频段八木天线，其特征在于，所述PCB基板材质为FR4。3.根据权利要求1所述的ISM频段八木天线，其特征在于，所述PCB基板厚度为1.2mm。4.根据权利要求1所述的ISM频段八木天线，其特征在于，所述反向器材质为铜。5.根据权利要求1所述的ISM频段八木天线，其特征在于，所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方，曲道奎，王宏玉，李邦宇，宋吉来，刘世昌，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，中国科学院国有资产经营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21