CN108448245A - 一种差分馈电双频平面天线 - Google Patents

一种差分馈电双频平面天线 Download PDF

Info

Publication number
CN108448245A
CN108448245A CN201810487981.5A CN201810487981A CN108448245A CN 108448245 A CN108448245 A CN 108448245A CN 201810487981 A CN201810487981 A CN 201810487981A CN 108448245 A CN108448245 A CN 108448245A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oscillator
long
bowknot
armed
medium substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810487981.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108448245B (zh
Inventor
靳贵平
曾广洁
黎淼兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201810487981.5A priority Critical patent/CN108448245B/zh
Publication of CN108448245A publication Critical patent/CN108448245A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108448245B publication Critical patent/CN108448245B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种差分馈电双频平面天线，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；介质基板通过支撑结构固定在反射板上；第一馈线与第二馈线连接反射板和介质基板；天线辐射单元蚀刻介质基板上，其包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；微带线馈电结构连接第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子；本发明采用差分馈电结构结合平面结构，便于与差分射频前端结合，实现双频工作，增益高，辐射方向图稳定。

Description

一种差分馈电双频平面天线
技术领域
本发明涉及移动通信的研究领域，特别涉及一种差分馈电双频平面天线。
背景技术
采用差分端口的集成射频前端近年来获得了越来越多的关注，因为传统天线多数设计为单端口器件，为了解决单端口天线与射频前端的集成，通常采用巴伦(平衡不平衡转换器)把差分信号转换为单端口信号后馈入单端口天线。差分天线与传统天线不同的是，差分天线采用了两个馈电端口，可以把信号直接馈入到天线的两个端口，从而避免了巴伦的使用，从而减少了信号在输入端口的损耗，提高了天线效率，同时可直接与射频前端连接，有利于提高系统的集成度，因此，差分天线的研究具有十分重要的现实意义和良好的应用前景。
随着现代移动通信的发展，出现了多种工作在不同频段的通信系统共存的局面，双频天线使用一副天线即可满足多种制式的通信系统需求，具有可节约制作成本，减小天线占地面积，降低通信系统复杂性等优点。在无线网络接入领域，现阶段WiMAX和Wi-Fi垂直切换技术已经被开发利用。Wi-Fi系统和WiMAX系统如果可以同时工作，即可以实现远距离传输、高速的宽带接入，又具有灵活性和移动性。因此，WLAN/WiMAX双频天线作为无线局域网系统关键部件之一，其研究是具有理论意义和实用价值的。
常见的差分馈电双频天线的实现方法主要有两种，分别是陷波天线和振子天线。陷波天线具有结构简单、易于制造等优点，但是陷波天线一般是全向天线，增益较低且方向图不稳定；振子天线一般是多个独立振子的组合，需要设置多个馈电端口，增加了系统的复杂性，且振子天线多为立体结构，所占辐射面积较大，不易于在实际场合大规模布置。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种差分馈电双频平面天线，是一种采用平面结构，辐射增益高，且方向图稳定的差分馈电双频平面天线，该天线能覆盖2.45-GHz和3.5-GHz频段。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种差分馈电双频平面天线，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；
所述反射板为底座，采用金属板；
所述介质基板通过支撑结构固定在反射板上；所述辐射单元蚀刻在介质基板上；
所述第一馈线连接反射板和介质基板，所述第二馈线连接反射板和介质基板；
所述天线辐射单元包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；所述第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；所述微带线馈电结构不与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子同面。
优选的，天线辐射单元是轴对称结构，对称轴横向穿过天线辐射单元的中心位置；
优选的，第一蝴蝶振子与第二蝴蝶振子的较窄端相对，关于天线辐射单元中心对称；第一蝴蝶振子与第二蝴蝶振子蚀刻在介质基板的背面；
优选的，第一长臂振子在第一蝴蝶振子的较宽端，第二长臂振子在第二蝴蝶振子的较宽端，第一长臂振子与第二长臂振子关于天线辐射单元中心对称；第一长臂振子与第二长臂振子蚀刻在介质基板的背面；
优选的，微带线馈电结构为金属短截线，并关于天线辐射单元的对称轴对称，与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子平行；微带线馈电结构蚀刻在介质基板的正面；
优选的，微带线馈电结构的特征阻抗为50Ω；
优选的，介质基板采用高频板材Rogers4350B，其厚度为0.76mm，相对介电常数为3.48；
优选的，第一馈线和第二馈线的内芯穿过非金属化过孔分别与微带线馈电结构的两端连接；
优选的，支撑结构包含M根支撑柱，M≥4，且支撑柱为绝缘材料；
优选的，绝缘材料为塑料；
优选的，反射板为铝板。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明采用差分馈电，避免了巴伦的使用，从而减少由于巴伦的使用引起的射频前端损耗，提高天线效率，同时采用平面结构，使用集合振子，减少馈电端口，减少辐射面积，提高射频前端集成度，结构简单，易于制作，易于在实际场合大规模布置；本发明能覆盖无线局域网2.4-GHz、WiMAX3.5-GHz两个频段，且在2.40-2.48GHz的频段内增益达到8.8dBi以上，在3.4-3.6GHz频段内增益达到9.7dBi以上，同时具有稳定的方向图。
附图说明
图1是本发明所述一种差分馈电双频平面天线的立体结构示意图。
图2是本发明所述一种差分馈电双频平面天线的剖面图。
图3是本发明所述一种差分馈电双频平面天线的正视图。
图4是本发明所述一种差分馈电双频平面天线的阻抗带宽示意图。
图5是本发明所述一种差分馈电双频平面天线的增益示意图。
图6是本发明所述一种差分馈电双频平面天线在2.45GHz的辐射正视面方向图。
图7是本发明所述一种差分馈电双频平面天线在2.45GHz的辐射左视面方向图。
图8是本发明所述一种差分馈电双频平面天线在3.5GHz的辐射左视面方向图。
图9是本发明所述一种差分馈电双频平面天线在3.5GHz的辐射正视面方向图。
图中，1-辐射单元，2-反射板，3A-第一馈线，3B-第二馈线，4-支持结构，5A-第一蝴蝶振子，5B-第二蝴蝶振子，6A-第一长臂振子，6B-第二长臂振子，7-微带线馈电结构，8-介质基板，9A-第一非金属化过孔，9B-第二非金属化过孔。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种差分馈电双频平面天线，包括反射板2、支撑结构4、第一馈线3A、第二馈线3B、介质基板8、天线辐射单元1；
反射板2为底座，采用金属板，这里选择铝板；
介质基板8通过支撑结构4固定在反射板2上；辐射单元1蚀刻在介质基板8上；介质基板8采用高频板材Rogers4350B，其厚度为0.76mm，相对介电常数为3.48；
第一馈线3A连接反射板2和介质基板8，第二馈线3B连接反射板2和介质基板8，如图2所示；第一馈线3A和第二馈线3B分别馈入幅度相等、相位相差180度的差分信号；第一馈线3A和第二馈线3B都采用软同轴，第一馈线3A内芯通过非金属化过孔9A与微带线馈电结构7的一端焊接，第二馈线3B内芯通过非金属化过孔9B与微带线馈电结构7的另一端焊接；第一馈线3A和第二馈线3B的外芯分别与第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B焊接。
天线辐射单元1包含第一蝴蝶结振子5A、第二蝴蝶结振子5B、第一长臂振子6A、第二长臂振子6B、微带线馈电结构3；所述第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B对称；第一长臂振子6A与第一蝴蝶结振子5A连接，第二长臂振子6A与第二蝴蝶结振子6B接连；第一长臂振子6A和第二长臂振子6B对称；微带线馈电结构7连接第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B。
天线辐射单元1是轴对称结构，对称轴穿过天线辐射单元1的中心位置；其中，第一蝴蝶振子5A与第二蝴蝶振子5B的较窄端相对，关于天线辐射单元1中心对称，且第一蝴蝶振子5A与第二蝴蝶振子5B蚀刻在介质基板8的背面；第一长臂振子6A连接在第一蝴蝶振子5A的较宽端，第二长臂振子6B连接在第二蝴蝶振子5B的较宽端，第一长臂振子6A与第二长臂振子6B关于天线辐射单元1中心对称，且第一长臂振子6A与第二长臂振子6B蚀刻在介质基板8的背面；带线馈电结构7为金属短截线，带线馈电结构7关于天线辐射单元1的对称轴对称，与第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B平行，且微带线馈电结构7蚀刻在介质基板8的正面，如图3所示。
如图4所示，是本实施例的阻抗带宽，由图可以得出结论，本发明的差分馈电双频平面天线具有2.37-2.51GHz，3.36-3.70GHz的阻抗带宽，回波损耗基本达-15dB，可覆盖WLAN的2.40-2.48GHz频段和WiMAX的3.4-3.6GHz频段，且由如图5所示，可知本实施例在2.40-2.48GHz的频段内增益达到8.8dBi以上，在3.4-3.6GHz频段内增益达到9.7dBi以上。
如图6和图7所示，以图2为正视图，图6是本实例在2.4GHz频段中心频点的增益正视面方向图，图7为本实例在2.4GHz频段中心频点的增益左视面方向图，由图可知，差分馈电双频平面天线具有稳定的辐射方向增益图，前后比大于15dB，天线适用于WLAN系统。
如图8和图9所示，以图2为正视图，图8是本实例在3.5GHz频段中心频点的增益左视面方向图，图9为本实例在3.5GHz频段中心频点的增益正视面方向图，是本实例在3.5GHz频段中心频点的增益方向图，由图可知，本发明的差分馈电双频平面天线具有稳定的辐射方向增益图，前后比大于20dB，天线适用于WiMAX系统。
本实施例仅用一个辐射单元就可以实现两个频段获得15dB的阻抗带宽，具有简单的平面结构，制作简单；且本实施例是由差分馈电的，有利于与射频前端的集成；工作带宽大，阻抗带宽可覆盖WLAN的2.40-2.481GHz频段和WiMAX的3.4-3.6GHz频段，天线增益高，同时辐射方向图稳定。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；
所述反射板为底座，采用金属板；
所述介质基板通过支撑结构固定在反射板上；所述辐射单元蚀刻在介质基板上；
所述第一馈线连接反射板和介质基板，所述第二馈线连接反射板和介质基板；
所述天线辐射单元是轴对称结构，对称轴横向穿过天线辐射单元中心位置；
所述天线辐射单元包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；所述第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；所述微带线馈电结构不与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子同一面。
2.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述第一蝴蝶振子与第二蝴蝶振子的较窄端相对，关于天线辐射单元中心对称；第一蝴蝶振子与第二蝴蝶振子蚀刻在介质基板的背面。
3.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述第一长臂振子在第一蝴蝶振子的较宽端，第二长臂振子在第二蝴蝶振子的较宽端，第一长臂振子与第二长臂振子关于天线辐射单元中心对称；第一长臂振子与第二长臂振子蚀刻在介质基板的背面。
4.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述微带线馈电结构为金属短截线，所述微带线馈电结构关于天线辐射单元的对称轴对称，与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子平行，微带线馈电结构蚀刻在介质基板的正面。
5.根据权利要求4所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述微带线馈电结构的特征阻抗为50Ω。
6.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述第一馈线和第二馈线的内芯穿过非金属化过孔分别与微带线馈电结构的两端连接。
7.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述支撑结构包含M根支撑柱，M≥4，所述支撑柱为绝缘材料。
8.根据权利要求7所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述绝缘材料为塑料。
9.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述反射板为铝板。
CN201810487981.5A 2018-05-21 2018-05-21 一种差分馈电双频平面天线 Active CN108448245B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810487981.5A CN108448245B (zh) 2018-05-21 2018-05-21 一种差分馈电双频平面天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810487981.5A CN108448245B (zh) 2018-05-21 2018-05-21 一种差分馈电双频平面天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108448245A true CN108448245A (zh) 2018-08-24
CN108448245B CN108448245B (zh) 2023-09-29

Family

ID=63204226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810487981.5A Active CN108448245B (zh) 2018-05-21 2018-05-21 一种差分馈电双频平面天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108448245B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742530A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 华南理工大学 一种差分馈电三频平面天线
CN111224232A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 比亚迪股份有限公司 双频段全向天线及列车
CN114614246A (zh) * 2022-02-15 2022-06-10 深圳市汇芯通信技术有限公司 波束可重构天线及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015211425A (ja) * 2014-04-30 2015-11-24 大井電気株式会社 マルチバンドアンテナ
CN106450723A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 华南理工大学 一种适用于宽带平面振子天线的差分馈电结构及方法
CN107528115A (zh) * 2017-08-04 2017-12-29 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种差分馈电双极化振子组件、振子单元及振子天线
CN107634341A (zh) * 2017-08-22 2018-01-26 南京邮电大学 双频宽带蝶形平面天线
CN208368725U (zh) * 2018-05-21 2019-01-11 华南理工大学 一种差分馈电双频平面天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015211425A (ja) * 2014-04-30 2015-11-24 大井電気株式会社 マルチバンドアンテナ
CN106450723A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 华南理工大学 一种适用于宽带平面振子天线的差分馈电结构及方法
CN107528115A (zh) * 2017-08-04 2017-12-29 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种差分馈电双极化振子组件、振子单元及振子天线
CN107634341A (zh) * 2017-08-22 2018-01-26 南京邮电大学 双频宽带蝶形平面天线
CN208368725U (zh) * 2018-05-21 2019-01-11 华南理工大学 一种差分馈电双频平面天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XULIN QUAN等: "Development of a directional dual-band planar antenna for wireless applications" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111224232A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 比亚迪股份有限公司 双频段全向天线及列车
CN109742530A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 华南理工大学 一种差分馈电三频平面天线
CN114614246A (zh) * 2022-02-15 2022-06-10 深圳市汇芯通信技术有限公司 波束可重构天线及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN108448245B (zh) 2023-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109273836B (zh) 基于紧耦合偶极子及各向异性匹配层的宽带宽角扫描天线
CN108847521A (zh) 宽带差分馈电微带滤波天线
CN109586011B (zh) 宽带介质天线
CN109994817A (zh) 一种超宽带双极化基站天线
CN202585722U (zh) 一种双带圆极化天线
CN101488604A (zh) 含两种分形的复合分形天线
CN206506021U (zh) 一种容性耦合馈电的紧凑型双频双模双极化宽带贴片天线
CN113690600B (zh) 一种双极化全向超表面天线
CN109301455A (zh) 一种宽带低剖面定向天线
CN112054301A (zh) 一种小型化线极化、双极化、圆极化和三极化5g天线
CN107634322A (zh) 双频高增益全向天线
CN106941210A (zh) 超宽带高增益全向天线及其超宽带振子单元
CN108448245A (zh) 一种差分馈电双频平面天线
CN207116688U (zh) 双频高增益全向天线
CN113690599B (zh) 一种水平极化全向超表面天线
CN215342996U (zh) 圆极化天线
CN114552216A (zh) 一种低剖面Vivaldi超宽带紧耦合天线
CN109659680A (zh) 一种基于基片集成波导的双频双极化天线
CN206225547U (zh) 一种差分馈电宽带圆极化天线
CN113097726A (zh) 一种双频双圆极化微带天线
CN208368725U (zh) 一种差分馈电双频平面天线
CN204927514U (zh) 一种具有电大谐振特性的微带贴片天线
CN209516001U (zh) 一种差分馈电三频平面天线
CN110444876A (zh) 高增益宽带圆极化天线及无线通信设备
CN114094329B (zh) 一种对称式顶部Peano分形加载的微带贴片天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant