CN214589253U - 一种背馈单孔双馈微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于微带天线结构技术领域，具体涉及一种背馈单孔双馈微带天线，包括：介质基片，设置有辐射面和接地面；辐射贴片，设置在所述辐射面上，用于发射和接收电磁波；接地贴片，设置在所述接地面上；通孔，同时贯穿所述辐射贴片、所述介质基片和所述接地贴片；避让环，设置在所述接地面上，用于阻断所述接地贴片与所述通孔的电导通；其中：所述微带天线的发射馈电点和接收馈电点均设置在所述通孔的外周。采用本实用新型的天线时只需要一个辐射贴片，就可以实现同时收发，不需再匹配接收贴片和发射贴片，有效减小了整体产品面积，节约成本，同时不需要在系统上设计巴伦或者电桥等收发隔离电路，降低了系统设计的复杂度。

Description

一种背馈单孔双馈微带天线

技术领域

本实用新型属于微带天线结构技术领域，具体涉及一种背馈单孔双馈微带天线。

背景技术

随着智能设备的普及，越来越多的智能终端使用到了无线通信技术。微带天线作为雷达、Wi-Fi、蓝牙、广播、制导等无线通讯应用系统的关键部分，直接影响无线通讯应用系统的通信距离。特别是随着IOT技术的发展，产品越做越小，无线通信产品对性能优，面积小，成本低的天线需求越来越强烈。现有微带天线(micro strip antenna)是在一个薄介质基片上，一面附上金属层作为天线的参考地，另一面用光刻腐蚀等方法制成一定形状大小的金属层，在此金属面的内部打一个小的过孔或者从侧面接入微带线作为信号的接入馈电点，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。

现有技术采用单馈电点的辐射贴片形式，这种辐射贴片单个辐射贴片一般只能用发射或者接收一个链路，其应用上有以下几个缺点：

1.需要有两个辐射贴片分别用做发射辐射贴片和接收辐射贴片，这样需要更大的PCB面积，增加了产品成本，也不利于产品小型化；

2.需要在收发链路增加巴伦或者电桥等电路来增加收发隔离后才能接入单馈电点天线，这样增加了系统设计的复杂度，使产品设计难度大大增加，同时电路面积增大，不利于产品小型化设计；

3.当把收发链路直接连接到单馈电点天线的使用方式，这种方式收发隔离度会比较差，系统性能会受到限制，只能在对收发隔离度要求不高的系统中使用。

此外，根据微波天线原理，辐射贴片形状一定的条件下，辐射贴片尺寸的大小与其谐振频率成反比。现有微带辐射贴片一般为矩形形状，对于某个需要的谐振频率，对应的辐射贴片面积会比较大，这样一定程度上增加了产品面积和成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种背馈单孔双馈微带天线，能够优化天线面积，改进全双工系统收发天线应用模式。在一个天线面上实现了单孔2个馈电接口，减小设计难度，方便优化天线，形成了一个天线面2个馈电点的新天线形式。对于收发全双工的系统，采用本设计天线时只需要一个天线面，就可以实现同时收发，有效的减小了产品面积，节约成本；采用本设计的天线，不需要在系统上设计巴伦或者电桥等收发隔离电路，降低了系统设计的复杂度；本设计天线利用天线极化隔离和噪声相位抵消等原理，在只使用一个天线的状态下，保证收发链路之间的隔离度，减小收发链路之间的相互影响保证系统的性能。

为了达到上述技术目的，本实用新型所采用的具体技术方案为：

一种背馈单孔双馈微带天线，应用于5.8GHz雷达波的收发，包括：

介质基片，设置有辐射面和接地面；

辐射贴片，设置在所述辐射面上，用于发射和接收电磁波；

接地贴片，设置在所述接地面上；

通孔，同时贯穿所述辐射贴片、所述介质基片和所述接地贴片；

避让环，设置在所述接地面上，用于阻断所述接地贴片与所述通孔的电导通；

其中：所述微带天线的发射馈电点和接收馈电点均设置在所述通孔的外周。

进一步的，所述通孔设置在所述辐射贴片的中心。

进一步的，所述发射馈电点——所述辐射贴片的中心点——所述接收馈电点所形成的夹角为80°-100°。

进一步的，所述通孔为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

进一步的，所述通孔为圆孔，所述通孔的直径为3-4.4mm。

进一步的，所述避让环的宽度为0.15-0.35mm。

进一步的，所述通孔内设置有穿过所述介质基片的导电金属，所述发射馈电点和所述接收馈电点设置在在所述接地面上的所述导电金属上。

进一步的，所述导电金属为金属片，贴合设置在所述通孔的内表面。

进一步的，所述辐射贴片为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

进一步的，所述接地贴片为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

采用上述技术方案，本实用新型能够带来以下有益效果：

1、本实用新型在一个天线面上实现了单孔2个馈电接口，能够减小设计难度，方便优化天线，形成了一个天线面2个馈电点的新天线形式。对于收发全双工的系统，采用本设计天线时只需要一个天线面，就可以实现同时收发，不需再匹配接收贴片和发射贴片，有效减小了整体产品面积，节约成本，同时不需要在系统上设计巴伦或者电桥等收发隔离电路，降低了系统设计的复杂度；

2、本实用新型的通孔贯穿辐射贴片，能够增加辐射贴片上的电流路径，能够进一步缩减辐射贴片的面积；

3、本实用新型的发射馈电点——辐射贴片的中心点——接收馈电点所形成的夹角为80°-100°，利用了天线极化隔离和噪声相位抵消等原理，在只使用一个天线的状态下，保证收发链路之间的隔离度，减小收发链路之间的相互影响保证系统的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型具体实施方式中一种背馈单孔双馈微带天线的辐射面视图；

图2为本实用新型具体实施方式中一种背馈单孔双馈微带天线的接地面视图；

图3为本实用新型具体实施方式中，一种背馈单孔双馈微带天线的侧面视图；

其中：1、介质基片；2、辐射贴片；3、发射馈电点；4、接收馈电点；5、通孔；6、避让环；7、接地贴片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本实用新型，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

在本实用新型的一个实施例中，提出一种背馈单孔双馈微带天线，如图 1-3所示，包括：

介质基片1，包括辐射面和接地面；在本实施例中，介质基片1材料为FR4，面积大于预设置的辐射贴片2和接地贴片7；

辐射贴片2，设置在辐射面上，用于发射和接收电磁波，材质为铜片刻蚀在介质基片1上；

接地贴片7，设置在接地面上，材质为铜片刻蚀在介质基片1上，为了防止边缘效应影响天线性能，面积稍大于辐射贴片2，正投影时，边缘超出辐射贴片2的边缘1～2mm或1～2mm以上；

通孔5，同时贯穿辐射贴片2、介质基片1和接地贴片7；

避让环6，设置在接地面上，用于阻断接地贴片7与通孔5的电导通；

其中：微带天线的发射馈电点3和接收馈电点4均设置在通孔5的外周。

馈电点用来连接阻抗转换器，阻抗转换器的作用为使电路中的反射波变弱，从而减少损耗。同时对器件的增益，噪声，输出功率也有重要的影响。

在本实施例中，用一个辐射贴片2上实现了单孔2个馈电接口，能够减小设计难度，方便优化天线，形成了一个天线面2个馈电点的新天线形式。对于收发全双工的系统，采用本设计天线时只需要一个天线面，就可以实现同时收发，不需再匹配接收贴片和发射贴片，有效减小了整体产品面积，节约成本，同时不需要在系统上设计巴伦或者电桥等收发隔离电路，降低了系统设计的复杂度；

本实用新型的通孔5贯穿辐射贴片2，能够增加辐射贴片2上的电流路径，根据微波天线原理，能够进一步缩减辐射贴片2的面积，改进全双工系统收发天线应用模式。

在一个实施例中，由于辐射贴片2所能够接收和发射的雷达波段与电流路径的特殊关系，根据微波天线原理，为了降低整体辐射贴片2的面积，通孔5 设置在辐射贴片2的中心。

在一个实施例中，为了增加发射馈电点3与接收馈电点4之间的隔离度，发射馈电点3——辐射贴片2的中心点——接收馈电点4所形成的夹角为80° -100°，一般情况下最优角度为90°。

在一个实施例中，为了使辐射贴片2在发射雷达波和接收雷达波时电流路径长度一致，同时使辐射贴片2的面积得到最大范围的应用，辐射贴片2为正 4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...，通孔5为正4N边形或圆形，其中N＝1、 2、3...，将通孔5设置在辐射贴片2的中心，由于辐射贴片2和通孔5都是为正N边形或圆形，他们至少存在两条相互垂直的内部最长连线，本实施例需保证辐射贴片2的一组相互垂直的内部最长连线的延长直线与通孔5的一组相互垂直的内部最长连线的延长直线重合，馈电点处于通孔5的这组相互垂直的内部最长连线上。

在一个实施例中，如图1或图2所示，辐射贴片2为圆形，通孔5为圆孔，通孔5的直径为3-4.4mm，避让环6的宽度为0.15-0.35mm。针对5.8GHz波段的雷达信号收发，介质基片1的厚度为0.5～2.2mm，介电常数为1.8～5.5，辐射贴片2为圆形，直径为11.6～13.6mm。

在一个实施例中，通孔5内设置有穿过介质基片1的导电金属，材质为铜，作用为导电，发射馈电点3和接收馈电点4设置在在接地面上的导电金属上。

在本实施例中，导电金属为金属片，贴合设置在通孔5的内表面。

在一个实施例中，接地贴片7为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种背馈单孔双馈微带天线，其特征在于，包括：

介质基片，设置有辐射面和接地面；

辐射贴片，设置在所述辐射面上，用于发射和接收电磁波；

接地贴片，设置在所述接地面上；

通孔，同时贯穿所述辐射贴片、所述介质基片和所述接地贴片；

避让环，设置在所述接地面上，用于阻断所述接地贴片与所述通孔的电导通；

其中：所述微带天线的发射馈电点和接收馈电点均设置在所述通孔的外周。

2.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述通孔设置在所述辐射贴片的中心。

3.根据权利要求2所述的微带天线，其特征在于：所述发射馈电点——所述辐射贴片的中心点——所述接收馈电点所形成的夹角为80°-100°。

4.根据权利要求3所述的微带天线，其特征在于：所述通孔为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

5.根据权利要求4所述的微带天线，其特征在于：所述通孔为圆孔，所述通孔的直径为3-4.4mm。

6.根据权利要求4所述的微带天线，其特征在于：所述避让环的宽度为0.15-0.35mm。

7.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述通孔内设置有穿过所述介质基片的导电金属，所述发射馈电点和所述接收馈电点设置在所述接地面上的所述导电金属上。

8.根据权利要求7所述的微带天线，其特征在于：所述导电金属为金属片，贴合设置在所述通孔的内表面。

9.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述辐射贴片为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

10.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述接地贴片为正4N边形或圆形，其中N＝1、2、3...。

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