CN204760547U - 一种单馈点双频微带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单馈点双频微带天线，涉及通信天线领域，该装置包括基板，所述基板的一面设置有金属辐射贴片，另一面设置有金属接地层，所述金属辐射贴片上设置有馈电点；包括同轴连接线，所述同轴连接线的一端与连接头电连接，另一端依次穿过金属接地层和基板后与馈电点电连接；所述金属辐射贴片呈矩形，该矩形的长度为a、宽度为b，a/b＝1.02～1.15；所述金属辐射贴片两个长边的中心连线为L1，所述金属辐射贴片两个短边的中心连线为L2，所述馈电点与L1的中点之间的距离为x，所述馈电点与L2的中心之间的距离为y，x/y＝0.8～1.5。本实用新型能够降低射频链路滤波的难度，天线的增益较大，辐射方向图对称性较好。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信天线领域，具体涉及一种单馈点双频微带天线。
背景技术
微带天线是在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。
微带天线的剖面较薄、体积较小、质量较轻、成本较低、且与集成电路有良好的兼容性，容易与载体共形，生产成本较低，广泛用于无线通信、移动通信、卫星通信、雷达目标精确识别、电子对抗、地质矿藏勘探、地球物理勘测，在军事和民用领域均具有较大的应用空间。
由于微带天线的频带较窄，通常需要在微带天线的金属辐射单元上开槽、或者在金属腐蚀单元上添加寄生单元，从而增加微带天线的谐振频段，实现微带天线双频工作的目的。
通过开槽或添加寄生单元的方式增加谐振频段后，由于两个谐振频段的电场极化方向相同，上、下行之间隔离度仅为8～12dB，会增加射频链路滤波的难度，进而限制发射机的发射功率；同时，增加的谐振频段的辐射效率较低，天线增益较小，且金属辐射单元被开槽或寄生单元破坏了对称性，天线的辐射方向图也会发生倾斜。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种单馈点双频微带天线，能够降低射频链路滤波的难度，天线的增益较大，辐射方向图对称性较好。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种单馈点双频微带天线，包括基板，所述基板的一面设置有金属辐射贴片，另一面设置有金属接地层，所述金属辐射贴片上设置有馈电点；
包括同轴连接线，所述同轴连接线的一端与连接头电连接，另一端依次穿过金属接地层和基板后与馈电点电连接；
所述金属辐射贴片呈矩形，该矩形的长度为a、宽度为b，a/b＝1.02～1.15；所述金属辐射贴片两个长边的中心连线为L1，所述金属辐射贴片两个短边的中心连线为L2，所述馈电点与L1的中点之间的距离为x，所述馈电点与L2的中心之间的距离为y，x/y＝0.8～1.5。
在上述技术方案的基础上，所述同轴连接线包括连接头和芯线，所述连接头与芯线连接；所述连接头位于金属接地层的底部，所述芯线的一端与连接头电连接，另一端依次穿过金属接地层和基板后与馈电点电连接，所述芯线的外侧包覆有屏蔽层。
在上述技术方案的基础上，所述金属辐射贴片的长度为84.5mm、宽度为79.2mm，所述馈电点与L1的中点之间的距离为24.5mm，馈电点与L2的中心之间的距离为20mm。
在上述技术方案的基础上，所述金属辐射贴片的长度为77.9mm、宽度为73.3mm，所述馈电点与L1的中点之间的距离为22.6mm，馈电点与L2的中心之间的距离为18.5mm。
在上述技术方案的基础上，所述金属辐射贴片的长度为36mm、宽度为32.4mm，所述馈电点与L1的中点之间的距离为10.4mm，馈电点与L2的中心之间的距离为8.2mm。
在上述技术方案的基础上，所述金属辐射贴片的厚度为0.035mm。
在上述技术方案的基础上，所述基板的横截面呈长度为180mm、宽度为150mm的矩形。
在上述技术方案的基础上，所述基板的厚度为3mm。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型中的单馈点双频微带天线，其金属辐射贴片呈矩形，矩形的长边与短边相互垂直，使得微带天线的两谐振频段电场极化正交，具有很好的极化分极效果，有利于提高上下行收发天线的隔离度。
(2)本实用新型中的单馈点双频微带天线，其金属辐射贴片的长度为a、宽度为b，a/b＝1.02～1.15，能够形成两个对应频段的谐振，辐射效率高，方向图对称性较高。
(3)本实用新型中的单馈点双频微带天线，金属辐射贴片两个长边的中心连线为L1、两个短边的中心连线为L2，馈电点与L1的中点之间的距离为x，馈电点与L2的中心之间的距离为y，x/y＝0.8～1.5，此时，馈电点与两组谐振边中心频点阻抗匹配度较高，使得微带天线的能量能够较好的传输。
附图说明
图1为本实用新型实施例中馈点双频微带天线的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图中：1-金属辐射贴片，2-基板，3-芯线，4-连接头，5-金属接地层，6-馈电点。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型实施例提供一种单馈点双频微带天线，包括基板2和同轴连接线，基板2的一面设置有金属辐射贴片1，另一面设置有金属接地层5，金属辐射贴片1上设置有馈电点6。
同轴连接线包括连接头4和芯线3，连接头4与芯线3连接。连接头4位于金属接地层5的底部，芯线3的一端与连接头4电连接，另一端依次穿过金属接地层5和基板2后与馈电点6电连接，芯线3的外部包覆有屏蔽层。
基板2的横截面呈长度为180mm、宽度为150mm的矩形，基板2的厚度为3mm，基板2采用聚四氟乙烯制成。
参加图2所示，金属辐射贴片1呈矩形，该矩形的长度为a、宽度为b，a/b＝1.02～1.15，本实用新型实施例中，金属辐射贴片1的长度为84.5mm、宽度为79.2mm、厚度为0.035mm。此时，金属辐射贴片1的长度与CDMA的上行频段的物理波长824～849MHz对应，金属辐射贴片1的宽度与CDMA的下行频段869～894MHz的物理波长对应。
金属辐射贴片1两个长边的中心连线为L1、两个短边的中心连线为L2，馈电点6与L1的中点之间的距离为x，馈电点6与L2的中心之间的距离为y，x/y＝0.8～1.5，本实用新型实施例中，馈电点6与L1的中点之间的距离为24.5mm，馈电点6与L2的中心之间的距离为20mm，此时，馈电点6与两组谐振边中心频点阻抗匹配。
本实用新型实施例的工作原理如下：微带天线中的金属辐射贴片1相当于一个电感电容谐振电路，通过同轴馈电的电磁波在金属辐射贴片1产生电磁谐振，最后把电磁波能量辐射出去或接收下来。
金属辐射贴片1的横截面呈矩形时，其短边决定了微带天线工作频率的大小，短边越大，工作频率越低。
馈电点6同时对金属辐射贴片1的长边和宽边进行激励，金属辐射贴片1的长边和宽边的物理分别激励起对应的谐振频段。通过控制长边和宽边的长度，使微带天线的工作频段正好分别覆盖CDMA通信制式的上下行频段。调整馈电点6的位置，完成与50欧姆同轴连接线阻抗匹配传输。
将本实用新型实施例的微带天线放入暗波室进行测试，得到的测试结果为：
该微带天线在工作频段内的驻波比小于1.8，说明微带天线中的天线与馈线的阻抗能够较好的匹配；该微带天线在工作带宽内中心频点的水平波束宽度为68±3°，垂直面波束宽度为63±3°，波束偏移0°，增益为6.8dBi，说明微带天线的增益较高，辐射方向图对称性较好；该微带天线的上下行两链路隔离度＞20dB，隔离度较好。
同时，本实用新型的微带天线也适用于GSM、WCDMA等其它频分双工通信系统。
微带天线用于GSM时，金属辐射贴片1的长度为77.9mm、宽度为73.3mm、厚度为0.035mm。此时，金属辐射贴片1的长度与GSM的上行频段的物理波长885～915MHz对应，金属辐射贴片1的宽度与GSM的下行频段930～960MHz的物理波长对应。馈电点6与L1的中点之间的距离为22.6mm，馈电点6与L2的中心之间的距离为18.5mm，馈电点6与两组谐振边中心频点阻抗匹配。
微带天线用于WCDMA时，金属辐射贴片1的长度为36mm、宽度为32.4mm、厚度为0.035mm。此时，金属辐射贴片1的长度与WCDMA的上行频段的物理波长1920～1980MHz对应，金属辐射贴片1的宽度与WCDMA的下行频段2110～2170MHz的物理波长对应。馈电点6与L1的中点之间的距离为10.4mm，馈电点6与L2的中心之间的距离为8.2mm，馈电点6与两组谐振边中心频点阻抗匹配。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (8)
1.一种单馈点双频微带天线，其特征在于：
包括基板(2)，所述基板(2)的一面设置有金属辐射贴片(1)，另一面设置有金属接地层(5)，所述金属辐射贴片(1)上设置有馈电点(6)；
包括同轴连接线，所述同轴连接线的一端与连接头(4)电连接，另一端依次穿过金属接地层(5)和基板(2)后与馈电点(6)电连接；
所述金属辐射贴片(1)呈矩形，该矩形的长度为a、宽度为b，a/b＝1.02～1.15；所述金属辐射贴片(1)两个长边的中心连线为L1，所述金属辐射贴片(1)两个短边的中心连线为L2，所述馈电点(6)与L1的中点之间的距离为x，所述馈电点(6)与L2的中心之间的距离为y，x/y＝0.8～1.5。
2.如权利要求1所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述同轴连接线包括连接头(4)和芯线(3)，所述连接头(4)与芯线(3)连接；所述连接头(4)位于金属接地层(5)的底部，所述芯线(3)的一端与连接头(4)电连接，另一端依次穿过金属接地层(5)和基板(2)后与馈电点(6)电连接，所述芯线(3)的外侧包覆有屏蔽层。
3.如权利要求1所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述金属辐射贴片(1)的长度为84.5mm、宽度为79.2mm，所述馈电点(6)与L1的中点之间的距离为24.5mm，馈电点(6)与L2的中心之间的距离为20mm。
4.如权利要求1所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述金属辐射贴片(1)的长度为77.9mm、宽度为73.3mm，所述馈电点(6)与L1的中点之间的距离为22.6mm，馈电点(6)与L2的中心之间的距离为18.5mm。
5.如权利要求1所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述金属辐射贴片(1)的长度为36mm、宽度为32.4mm，所述馈电点(6)与L1的中点之间的距离为10.4mm，馈电点(6)与L2的中心之间的距离为8.2mm。
6.如权利要求1至5中任一项所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述金属辐射贴片(1)的厚度为0.035mm。
7.如权利要求1至5中任一项所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述基板(2)的横截面呈长度为180mm、宽度为150mm的矩形。
8.如权利要求1至5中任一项所述的单馈点双频微带天线，其特征在于：所述基板(2)的厚度为3mm。
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|---|---|---|---|---|
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| CN109659685A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-19 | 欧普照明股份有限公司 | 天线及无线设备 |
| CN113131186A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-16 | 联想(北京)有限公司 | 一种超宽带天线、电子设备及信号接收方法 |
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