一種寬帶差分天線(xiàn)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種寬帶差分天線(xiàn)，包括介質(zhì)基板(1)和緊貼于介質(zhì)基板(1)下表面的金屬接地板(2)，還包括位于介質(zhì)基板(1)上表面的金屬貼片(3)和4個(gè)短路針(41、42、43、44)，所述短路針(41、42、43、44)穿過(guò)介質(zhì)基板(1)將金屬貼片(3)與金屬接地板(2)相連接，還包括二個(gè)饋電口(51、52)和二個(gè)同軸饋電探針(61、62)，所述饋電口(51、52)位于金屬接地板(2)上，所述同軸饋電探針(61、62)一端與金屬貼片(3)相連，另一端穿過(guò)介質(zhì)基板(1)伸入饋電口(51、52)中。本發(fā)明的寬帶差分天線(xiàn)，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種寬帶差分天線(xiàn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的寬帶差分天線(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了全集成射頻前端產(chǎn)品的需要。集成射頻前端通常采用差分技術(shù)實(shí)現(xiàn)，作為射頻前端的關(guān)鍵部件之一，大多數(shù)天線(xiàn)設(shè)計(jì)為單端口器件，差分天線(xiàn)改變了傳統(tǒng)天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，直接把差分信號(hào)饋入到天線(xiàn)的兩個(gè)端口，為設(shè)計(jì)高集成的射頻前端提供了新的途徑。
[0003]與常規(guī)的微波天線(xiàn)相比，微帶天線(xiàn)具有體積小，重量輕，低剖面，能與載體共行，制造簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛采用。微帶天線(xiàn)又可以分為三大類(lèi):微帶貼片天線(xiàn)，微帶縫天線(xiàn)，微帶行波天線(xiàn)。其中，微帶貼片天線(xiàn)最大的特點(diǎn)是效率高，但阻抗頻帶較窄。微帶貼片天線(xiàn)以其相對(duì)效率高、分析方法成熟而得到廣泛應(yīng)用，但由于這種天線(xiàn)的帶寬較窄使其應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制。
[0004]近年來(lái)，人們?cè)谡箤捨炀€(xiàn)頻帶方面做了大量的研究。常用的方法有:采用厚基板，附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，采用楔形或階梯型基板，采用非線(xiàn)性基板材料，非線(xiàn)性調(diào)整原件，采用多層結(jié)構(gòu)，在貼片或接地板“開(kāi)窗”等。但是，這些方法不可避免的增大了天線(xiàn)的幾何尺寸，同時(shí)使得天線(xiàn)的復(fù)雜程度增加，不便于加工和使用。
[0005]總之，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是:寬帶微帶天線(xiàn)的體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶差分天線(xiàn)，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
[0008]—種寬帶差分天線(xiàn)，其特征在于:包括介質(zhì)基板和緊貼于介質(zhì)基板下表面的金屬接地板，還包括位于介質(zhì)基板上表面的金屬貼片和4個(gè)短路針，所述短路針穿過(guò)介質(zhì)基板將金屬貼片與金屬接地板相連接，還包括二個(gè)饋電口和二個(gè)同軸饋電探針，所述饋電口位于金屬接地板上，所述同軸饋電探針一端與金屬貼片相連，另一端穿過(guò)介質(zhì)基板伸入饋電口中。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:
[0010]體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:與傳統(tǒng)的矩形貼片相比，三角形貼片天線(xiàn)由于其形狀結(jié)構(gòu)的特殊性，更容易在多個(gè)頻率上諧振。為了展寬帶寬，在所述輻射貼片和金屬接地板之間內(nèi)置四個(gè)短路針，通過(guò)控制短路探針的位置及尺寸，從而增加了模式并調(diào)整了原有模式的頻率。相對(duì)于別的展寬帶寬的方法，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、小型化等優(yōu)點(diǎn)。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明寬帶差分天線(xiàn)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明寬帶差分天線(xiàn)的實(shí)施例中具體尺寸規(guī)格圖；
[0014]圖3是本發(fā)明采用HFSS進(jìn)行仿真的Sll圖。
[0015]圖4是本發(fā)明天線(xiàn)在3.5GHz的仿真輻射方向圖。
[0016]圖5是本發(fā)明天線(xiàn)在4.5GHz的仿真輻射方向圖。
[0017]圖6是本發(fā)明天線(xiàn)在5.5GHz的仿真輻射方向圖。
[0018]圖中，介質(zhì)基板I，金屬接地板2，金屬貼片3，短路針41、42、43、44，饋電口51、52，同軸饋電探針61、62。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本發(fā)明寬帶差分天線(xiàn)，包括介質(zhì)基板I和緊貼于介質(zhì)基板I下表面的金屬接地板2，還包括位于介質(zhì)基板I上表面的金屬貼片3和4個(gè)短路針41、42、43、44，所述短路針41、42、43、44穿過(guò)介質(zhì)基板I將金屬貼片3與金屬接地板2相連接，還包括二個(gè)饋電口 51、52和二個(gè)同軸饋電探針61、62，所述饋電口 51、52位于金屬接地板2上，所述同軸饋電探針61、62—端與金屬貼片3相連，另一端穿過(guò)介質(zhì)基板I伸入饋電口 51、52中。
[0020]所述金屬貼片3呈等邊三角形，所述介質(zhì)基板I呈矩形。
[0021]所述呈等邊三角形的金屬貼片3的底邊與介質(zhì)基板I的一個(gè)邊平行。
[0022]所述二個(gè)同軸饋電探針61、62分別位于金屬貼片3兩底角附近。
[0023]所述4個(gè)短路針41、42、43、44兩兩對(duì)稱(chēng)均勻布置在金屬貼片3頂角平分線(xiàn)兩側(cè)。
[0024]所述的同軸饋電輸入端口阻抗為50歐姆。
[0025]本發(fā)明利用微帶貼片天線(xiàn)上加載短路針的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻率上的諧振狀態(tài)。貝占片形狀采用三角形結(jié)構(gòu)，利用三角形本身的諧振模式以及加載短路針?biāo)氲闹C振模式，從而最終達(dá)到多模工作狀態(tài)，形成一個(gè)寬帶天線(xiàn)。
[0026]為了在保持天線(xiàn)面積的條件下擴(kuò)大帶寬，采用了加載短路針的方法增加了諧振模式，同時(shí)，加載短路針也有著調(diào)節(jié)三角形貼片本征模式的諧振頻率的作用，通過(guò)將這些模式調(diào)節(jié)到一起，形成一個(gè)通帶。
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]實(shí)施例1
[0029]—種加載短路針的等邊三角形貼片寬帶差分天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，有關(guān)尺寸規(guī)格如圖2所示，所采用的介質(zhì)板為介電常數(shù)2.2、厚度3.175mm的Rogers RT/duroid 5880板材。結(jié)合圖2，該差分天線(xiàn)的各尺寸參數(shù)如下:a = 50mm，d0 = 1mm，d = 2mm，11 = 43.lmm，hl =2mm，12 = 18mm，h2 = 15mm，13 = 10mm，h3 = 29.5mm 0
[0030]本實(shí)例差分天線(xiàn)是在電磁仿真軟件HFSS.13中建模仿真的。圖3是本實(shí)例中的反射系數(shù)仿真圖。從圖3中可以看出，天線(xiàn)的帶寬可覆蓋2.95?6.15GHz的頻帶，阻抗帶寬為71.1%，與一般的貼片天線(xiàn)相比帶寬顯著增大。
[0031]在通帶范圍內(nèi)取三個(gè)頻率點(diǎn):3.5GHz,4.5GHz、5.5GHz，這三個(gè)頻點(diǎn)的輻射方向圖分別如圖4、5、6所示。從這三個(gè)圖可以看出，在通帶范圍內(nèi)三角形的最大輻射方向一致，SP本發(fā)明可以獲得良好的定向輻射性能。
[0032]綜上所述，本發(fā)明一種加載短路針的等邊三角形貼片寬帶差分天線(xiàn)，通過(guò)利用加載短路針而引入諧振模和三角形貼片本征模式實(shí)現(xiàn)了一種具有寬帶寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、低剖面、帶寬寬、小型化等特性的差分天線(xiàn)，非常適用于現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬帶差分天線(xiàn)，其特征在于:包括介質(zhì)基板(I)和緊貼于介質(zhì)基板(I)下表面的金屬接地板(2)，還包括位于介質(zhì)基板(I)上表面的金屬貼片(3)和4個(gè)短路針(41、42、43、44)，所述短路針(41、42、43、44)穿過(guò)介質(zhì)基板(1)將金屬貼片(3)與金屬接地板(2)相連接，還包括二個(gè)饋電口(51、52)和二個(gè)同軸饋電探針(61、62)，所述饋電口(51、52)位于金屬接地板(2)上，所述同軸饋電探針(61、62) —端與金屬貼片(3)相連，另一端穿過(guò)介質(zhì)基板(I)伸入饋電口(51、52)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶差分天線(xiàn)，其特征在于:所述金屬貼片(3)呈等邊三角形，所述介質(zhì)基板(I)呈矩形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶差分天線(xiàn)，其特征在于:所述呈等邊三角形的金屬貼片(3)的底邊與介質(zhì)基板(I)的一個(gè)邊平行。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬帶差分天線(xiàn)，其特征在于:所述二個(gè)同軸饋電探針(61、62)分別位于金屬貼片(3)兩底角附近。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的寬帶差分天線(xiàn)，其特征在于:所述4個(gè)短路針(41、42、43、44)兩兩對(duì)稱(chēng)布置在金屬貼片(3)頂角平分線(xiàn)兩側(cè)。
【文檔編號(hào)】H01Q13/10GK105896036SQ201610300963
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】劉倩文, 鄧靜, 鄧一靜, 王雪道, 王建朋
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)