[实用新型]一种零阶谐振天线和无线路由器

说明书

技术领域

本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种零阶谐振天线和无线路由器。

背景技术

现有技术的零阶谐振天线有两种，一种为水平平放的零阶谐振天线，该天线在使用时平放于水平面上，另外一种为竖直于地面摆放的零阶谐振天线，该天线产生的辐射特性与水平平放的零阶谐振天线相同。

上述两种零阶谐振天线均基于复合左右手传输的原理，复合左右手传输线是一种同时具有左手传输和右手传输特性的传输线。该类型传输线由周期性的谐振单元组成，每个谐振单元等效于图1中的电路，电路由一个串联谐振器再级联一个并联谐振器构成。复合左右手传输线的传播常数为：

综合公式(1)和(2)可知，传输常数在ω_se和ω_sh之间存在一个禁带，当ω_se＝ω_sh时则会形成平衡态，当ω<ω_se时，传输线呈现左手传输特性；当ω>ω_sh时则呈现右手传输线特性；当ω_se<ω<ω_sh则出现禁带，即β(ω)＝0，此时，电磁波无法传输。

当复合左右手传输线开路时，传输线在β(ω)＝0处的输入阻抗为：

其中Y_sh为并联谐振的导纳，N为周期数，Δz为传输线长度。

从公式(3)可知，开路复合左右手传输线的输入阻抗只与并联谐振器有关，当并联谐振器发生谐振时，Z_in＝0，且该谐振的Q值为：

因为该谐振发生于β(ω)＝0时，因此，该谐振成为零阶谐振。现有技术的零阶谐振天线就是利用公式(3)、(4)的原理设计的天线。

然而，现有技术的零阶谐振天线存在以下缺点：

串联电容导致加工的难度增加；串联电容在实际应用中容易受到PCB基板的介电常数影响，造成生产中的不一致性出现；低于零阶谐振的频率存在负阶谐振，容易对负阶谐振产生干扰，并且令设计者难以判断零阶谐振的准确位置；串联电容导致天线需要一定长度的尺寸才能满足串联电容的电容量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种零阶谐振天线和无线路由器，旨在解决现有技术的零阶谐振天线加工难度大、稳定性差、低于零阶谐振的频率存在负阶谐振容易对负阶谐振产生干扰和尺寸大的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种零阶谐振天线，所述零阶谐振天线包括至少一个谐振单元，所述谐振单元包括串联电感，通过微带传输线分别与串联电感并联的并联电容和并联电感，并联电容的另一端和并联电感的另一端均接天线地。

进一步地，所述串联电感和并联电感采用贴片电感或电感线圈，并联电容采用贴片电容。

进一步地，所述串联电感和并联电感是通过微带线实现的等效电感，并联电容是通过微带线实现的等效电容。

进一步地，所述零阶谐振天线包括基板，附着于基板的正面的感性微带线、与感性微带线的一端相连的天线地和与感性微带线的另一端相连的微带传输线；

微带传输线在每个谐振单元内通过自感实现等效的串联电感，感性微带线与天线地相连实现等效的并联电感，微带传输线与天线地之间实现等效的并联电容，微带传输线与天线地之间通过等效的并联电容形成共面波导结构。

进一步地，所述感性微带线呈弯折状或者直线状。

进一步地，所述微带传输线不与感性微带线相连的一端采用开路结构或者短路结构。

进一步地，所述微带传输线与感性微带线相连的一端具有天线的馈电点，采用同轴电缆在基板的正面馈电，或者采用微带在基板的背面馈电。

进一步地，采用同轴电缆在基板的正面馈电时，同轴电缆的外导体焊接至天线地，内导体焊接至天线的馈电点；采用微带在基板的背面馈电时，与天线的馈电点对应的基板位置设置金属化通孔，基板的背面附着有连接同轴电缆的微带输出口，微带传输线和微带输出口之间通过金属化通孔相连。

进一步地，所述零阶谐振天线包括二个或二个以上串联的谐振单元；零阶谐振天线还包括至少一个附着于基板的正面的感性微带线，感性微带线的一端与所述天线地相连，感性微带线的另一端与所述微带传输线相连。

第二方面，本实用新型提供了一种无线路由器，所述无线路由器包括上述的零阶谐振天线。