CN201946749U - 单点馈电双频缝隙天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种单点馈电双频缝隙天线，适用于双频模式终端设备的信号传输及覆盖。天线主体为一个金属腔体，腔体侧壁刻有矩形带状辐射缝隙，腔体顶壁刻有圆形带状辐射缝隙，腔体内置一个探针，同时给第一天线和第二天线馈电。第一天线和第二天线的谐振频率直接和其尺寸相关，所以双频圆极化天线两个频段的频率和轴比可以分别独立设计。
Description
[技术领域]
本实用新型属于移动通信基站和终端天线领域，具体涉及一种单点馈电双频缝隙天线，适用于双频模式终端设备的信号传输及覆盖。
[技术背景]
伴随现代无线通信的迅猛发展，双频特别是单点馈电双频天线的需求越来越大。当前，单点馈电双频天线从实现机理的角度可以分为两种。一种是如G.B.Hsieh，M.H.Chen和K.L.Wong在《Single-feed dual-band circularly polarised microstrip antenna》(Electron.Lett.，vol.34，no.12，pp.1170-1171，Jun.1998)中提出的双频微带天线，低频段由微带天线的主辐射模式产生，另一个频段由微带的高次辐射模式产生。该技术是较多采用的使用单个辐射单元工作在双频的方案，但该技术方案的一个很大缺点是，产生高、低频段的两个模式彼此关联，高、低频模式中任一谐振频率改变的同时也会使另外一个模式的频率发生改变，对于需要自由设计天线两个不同频段的情形无法满足。另一种单点馈电双频工作的实现机理，如T.A.Denidni和Q.Rao在《Hybrid dielectric resonator antennas with radiating slot for dual-frequency operation》(刊在于IEEE Antennas Wireless Propagat.Lett.，vol.3，pp.321-323，2004)中提出的将两种不同类型的天线合成到一起，这种方法下提供双频中一个频段的天线(如缝隙)同时又充当另一个频段天线(如介质谐振器天线)的馈电结构，天线间耦合严重，同样无法支持两个不同频段的相对自由设计。
[发明内容]
本实用新型的目的是针对上述的技术缺陷，提出一种单点馈电双频缝隙天线，天线两个频段的由两个不同的腔体缝隙天线产生，两个腔体缝隙彼此不存在关联，因而双频天线的两个频段可相对独立设计。
本实用新型的目的是这样实现的：
单点馈电双频缝隙天线，其主体为一个金属腔体，所述的金属腔体上设有工作于双频中其中一个频段的第一天线和工作于双频中另外一个频段的第二天线，所述的第一天线是设于所述金属腔体侧壁的矩形带状辐射缝隙，所述的第二天线是设于所述金属腔体顶壁的圆形带状辐射缝隙，所述的金属腔体内设有一探针，该探针同时为矩形带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙馈电。
本实用新型提出了一种单点馈电双频缝隙天线，适用于双频模式终端设备的信号传输及覆盖。天线主体为一个金属腔体，腔体侧壁刻有矩形带状辐射缝隙，腔体顶壁刻有圆形带状辐射缝隙，腔体内置一个探针，同时给第一天线和第二天线馈电。第一天线和第二天线的谐振频率直接和其尺寸相关，所以双频天线两个频段的频率和轴比可以分别独立设计。
作为上述技术方案的改良，本实用新型的进一步技术方案如下：
进一步，上述的探针呈L型。
进一步，上述金属腔体外形呈长方体或正方体。
进一步，上述的矩形带状辐射缝隙刻于所述金属腔体的四周，将所述的金属腔体分割为位于所述矩形带状辐射缝隙下部的第一金属腔体和位于所述矩形带状辐射缝隙上部的第二金属腔体。
进一步，上述的矩形带状辐射缝隙下缘金属腔体侧壁上设有两个向上凸起的第一缝隙加载，该两个第一缝隙加载彼此中心对称设置。
第一缝隙加载用以激励矩形带状辐射缝隙的两个正交模式，产生圆极化场，工作在双频圆极化天线的一个频段。
进一步，上述的圆形带状辐射缝隙内部径向设置有沿周向顺次排列的第二缝隙加载，第三缝隙加载以及第四缝隙加载，所述的第二缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙所在平面的投影呈90°夹角，所述的第三缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙所在平面的投影呈45°夹角，所述的第四缝隙加载与所述的第三缝隙加载呈22.5°夹角。
第二缝隙加载，第三缝隙加载以及第四缝隙加载用以激励圆形带状辐射缝隙的圆极化场，使其工作在双频圆极化天线的另一个频段。
进一步，上述的第一缝隙加载为矩形或两个上下叠加贯通的矩形。
进一步，上述的矩形带状辐射缝隙处设有第一非金属支撑件。
进一步，上述的圆形带状辐射缝隙内部金属腔体壁和探针之间设有第二非金属支撑件。
[附图说明]
图1为本实用新型实施例Y方向的侧视效果图；
图2为本实用新型实施例X方向的侧视效果图；
图3为本实用新型实施例的俯视图；
图4为本实用新型实施例反射系数的仿真与实测值；
图5为本实用新型实施例矩形腔体缝隙天线轴比仿真与实测值；
图6为本实用新型实施例圆形腔体缝隙天线轴比仿真与实测值。
[具体实施方式]
以下结合附图和具体实施案例对本实用新型作进一步的详细说明，但不作为对本实用新型技术方案的限定。
本实施例的单点馈电双频缝隙天线的两个频段分别由矩形带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙提供，该矩形带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙由腔体内置的L型探针馈电。
参照图1、2及3所示，金属腔体四周刻有矩形带状辐射缝隙3，将金属腔体分为位于矩形带状辐射缝隙3下部的第一金属腔体1和位于矩形带状辐射缝隙3上部的第二金属腔体2，第一金属腔体1和第二金属腔体2两部分之间由第一非金属支撑件6连接。矩形带状辐射缝隙3下缘金属腔体侧壁上设有两个向上凸起的第一缝隙加载4，该两个第一缝隙加载4彼此中心对称设置。第一缝隙加载4用于激励矩形带状辐射缝隙3的圆极化场。
第二金属腔体2上方刻有圆形带状辐射缝隙5，圆形带状辐射缝隙5内部径向设置有沿该圆形带状辐射缝隙5周向顺次排列的第二缝隙加载9，第三缝隙加载10以及第四缝隙加载11，用以激励圆形带状辐射缝隙5的圆极化场。第二缝隙加载9与L型探针在该圆形带状辐射缝隙5所在平面的投影呈90°夹角，第三缝隙加载10与L型探针在该圆形带状辐射缝隙5所在平面的投影呈45°夹角，第四缝隙加载11与第三缝隙加载10呈22.5°夹角。
金属腔体内置L型探针8，同时给矩形带状辐射缝隙3和圆形带状辐射缝隙5馈电。L型探针8上方设有第二非金属支撑件7，用以支撑圆形带状辐射缝隙3内部的金属腔体壁。
本实施例矩形带状辐射缝隙的长度为4*A＝4*33＝132mm。
本实施例圆形带状辐射缝隙半径为R＝6.9mm，宽度为Wa＝1mm。
本实施例L型探针水平及垂直部分长度分别为Lh＝14.5mm，Lv＝20mm。
图4为本实施例反射系数的仿真与实测值。图5及图6分别为本实用新型实施例矩形带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙轴比的仿真及试验值。上述结果表明，天线两个频段反射系数及轴比的仿真和试验值吻合，本实用新型是成功的双频圆极化天线设计。
需要特别说明的是：如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型结构、装置等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.单点馈电双频缝隙天线，其主体为一个金属腔体，其特征在于：所述的金属腔体上设有工作于双频中其中一个频段的第一天线和工作于双频中另外一个频段的第二天线，所述的第一天线是设于所述金属腔体侧壁的矩形带状辐射缝隙，所述的第二天线是设于所述金属腔体顶壁的圆形带状辐射缝隙，所述的金属腔体内设有一探针，该探针同时为矩形带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙馈电。
2.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的探针呈L型。
3.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述金属腔体外形呈长方体或正方体。
4.根据权利要求3所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的矩形带状辐射缝隙刻于所述金属腔体的四周，将所述的金属腔体分割为位于所述矩形带状辐射缝隙下部的第一金属腔体和位于所述矩形带状辐射缝隙上部的第二金属腔体。
5.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的矩形带状辐射缝隙下缘金属腔体侧壁上设有两个向上凸起的第一缝隙加载，该两个第一缝隙加载彼此中心对称设置。
6.根据权利要求2所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的圆形带状辐射缝隙内部径向设置有沿周向顺次排列的第二缝隙加载，第三缝隙加载以及第四缝隙加载，所述的第二缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙所在平面的投影呈90°夹角，所述的第三缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙所在平面的投影呈45°夹角，所述的第四缝隙加载与所述的第三缝隙加载呈22.5°夹角。
7.根据权利要求5所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的第一缝隙加载为矩形或两个上下叠加贯通的矩形。
8.根据权利要求4所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的矩形带状辐射缝隙处设有第一非金属支撑件。
9.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于：所述的圆形带状辐射缝隙内部金属腔体壁和探针之间设有第二非金属支撑件。
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| CN 201120017077 CN201946749U (zh) | 2011-01-15 | 2011-01-15 | 单点馈电双频缝隙天线 |
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| CN107221747A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-09-29 | 华南理工大学 | 一种层叠式腔体滤波天线 |
| WO2017190591A1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Antenna apparatus and method with dielectric for providing continuous insulation between antenna portions |
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2011
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