CN109935968A - 双环双频天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双环双频天线，其结构包括介质板、双环贴片、微带馈电、金属接地片；双环贴片由设置在介质板正面的一个大环和一个小环拼接而成，微带馈电为设置在介质基板正面的矩形，双环贴片的底部与微带馈电的顶部相连；金属接地片为设置在介质基板背面的矩形。本发明具有双频带，辐射特性好，结构简单，体积小，易于加工制作，便于批量生产等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，特别涉及双频天线，主要用于双频无线通信***。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展以及市场需求的增加，现代无线通信要求随时随地的无线接入以及大容量、高速率的数据传输。为了适应无线通信技术的高速发展，相继诞生了多种通信协议，例如无线局域网络技术(Wireless local area networks，WLAN)和全球微波接入互操作(Worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)。WLAN被广泛应用于各种无线通信***中，它是基于IEEE 802.11a标准(5.15～5.35GHz，5.725～5.875GHz)和IEEE802.11b/g标准(2.4～2.484GHz)以无线信道作为传输媒介的计算机局域网，实现空中数据、语音和视频信号的传输。而WiMAX是基于IEEE 802.16标准(2～66GHz)，主要工作在2.5GHz频段(2.50～2.69GHz)、3.5GHz频段(3.40～3.69GHz)和5.5GHz频段(5.25～5.85GHz)，是针对微波和毫米波频段的一种新的空中接口标准，能提供面向互联网的高速连接。
近年来，无线通信***对天线的要求越来越高，具有剖面薄、体积小、质量小、易集成[等优点的微带天线得到了广泛的研究与应用。同时，现代无线通信***中经常要求多种工作频段共存，工作于双频或者多频段的无线通信***是目前发展的一个重要方向，因此，对双频微带天线的研究也很重要。实现双频通常有以下几种方法：(1)附加寄生贴片；(2)加载缝隙；(3)加载集总元件等。最后一种方法增加电路的电抗性，附加寄生贴片和加载集总元件的方法使得电路的结构变得复杂。加载缝隙的方法不改变原有天线的物理结构，保持了天线结构的简单性，得到了广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种尺寸小、平面化、结构简单、成本低、适用于双频无线通信***的双环双频天线。
本发明的结构是这样的：
一种双环双频天线，包括介质基板、双环辐射单元、微带馈电单元、接地单元；双环辐射单元与微带馈电单元位于介质基板的正面，双环辐射单元的底部与微带馈电单元的顶部相连，使得双环辐射单元与微带馈电单元合并成一个整体的导电单元；接地单元位于介质基板的背面下部。
双环辐射单元是由一个大环和一个小环拼接而成；大环是由一个大圆1切掉大圆1与大圆2的相交部分而成的；小环是由一个小圆1切掉小圆1与小圆2的相交部分而成的；大圆1的圆心与大圆2的圆心不相重合；小圆1的圆心与小圆2的圆心不相重合；大圆1、大圆2、小圆1与小圆2的圆心在同一垂直线上
微带馈电单元为矩形；微带馈电单元与介质基板的底边相重合，并且微带馈电单元位于介质基板底边的中间。
微带馈电单元的特性阻抗为50欧姆。
接地单元为矩形，接地单元的两侧边和底边分别与介质基板的两侧边和底边边缘相重合，即接地单元位于介质基板的整个下表面。
接地单元的上边边缘与位于介质基板上表面的双环辐射单元的下边缘在介质基板背面的投影相距0.62-0.9mm。
本发明的有益效果在于：
1.该天线结构简单，采用单极子双环辐射单元，有效地减小了天线的尺寸。
2.该天线采用单极子双环辐射单元实现了天线的双频特性，该天线具有双频带，辐射特性好，结构简单，体积小，易于加工制作，便于批量生产等优点。
附图说明
图1是本发明双环双频天线的俯视结构示意图；
图2是本发明双环双频天线的侧视结构示意图；
图3是本发明双环双频天线的仿真反射系数S11；
图4是本发明双环双频天线在2.45GHz和5.5GHz处的辐射方向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案的一个实施例作进一步的描述：
图1～2中给出的是本发明的实施例：一种双环双频天线，其特征在于：包括介质基板(1)、覆于介质基板(1)正面的由导电介质铜构成的双环辐射单元(2)和微带馈电单元(3)、以及覆于介质基板(1)背面的由导电介质铜构成的接地单元(4)。双环辐射单元(2)由一个大环(2-1)和一个小环(2-2)拼接而成；大环(2-1)是由一个大圆1(2-3)切掉大圆1(2-3)与大圆2(2-4)的相交部分而成的；小环(2-2)是由一个小圆1(2-5)切掉小圆1(2-5)与小圆2(2-6)的相交部分而成的；大圆1(2-3)的圆心与大圆2(2-4)的圆心不相重合；小圆1(2-5)的圆心与小圆2(2-6)的圆心不相重合；大圆1(2-3)、大圆2(2-4)、小圆1(2-5)与小圆2(2-6)的圆心在同一垂直线上。所述的微带馈电单元(3)为矩形；微带馈电单元(3)与介质基板(1)的底边相重合，并且微带馈电单元(3)位于介质基板(1)底边的中间；微带馈电单元(3)的特性阻抗为50欧姆。接地单元(4)为矩形，接地单元(4)的两侧边和底边分别与介质基板(1)的两侧边和底边边缘相重合；接地单元(4)的上边边缘与位于介质基板(1)上表面的双环辐射单元(2)的下边缘在介质基板(1)背面的投影相距0.62-0.9mm。
本发明的双环双频天线采用的是介电常数为4.4的FR4介质基板，介质基板的长度和宽度分别为30mm和24mm，厚度为1.6mm。双环辐射单元的两个环是通过四个圆演变来的，其中两个大圆的半径分别为11mm和10.3mm，两个小圆的半径分别为7.5mm和6.5mm；两个大圆的圆心距离介质基板底边边缘的距离分别为16.5mm和16.2mm，两个小圆的圆心距离介质基板底边边缘的距离分别为13mm和12.8mm。微带馈电单元是矩形，其长度和宽度分别为7.62mm和3.2mm；接地单元也是矩形，其长度和宽度分别为7mm和24mm。
对照附图3，图3给出了双环双频天线的反射系数S11。根据图2可见，天线有两个工作频率范围(S11＜-10dB)，分别为2.387～2.498GHz和3.57～5.95GHz，覆盖WLAN频段(2.4～2.484GHz、5.15～5.35GHz、5.725～5.875GHz)和WiMAX频段(5.25～5.85GHz)。
对照附图4，图4给出了天线在2.45GHz和5.5GHz处的辐射方向图，从图中可以看出，在这两个频点上，天线的辐射方向图都具有全向的辐射特性。
本发明的双环双频天线可以工作在2.387～2.498GHz和3.57～5.95GHz两个工作频段，这个工作频段可以覆盖WLAN频段(2.4～2.484GHz、5.15～5.35GHz、5.725～5.875GHz)和WiMAX频段(5.25～5.85GHz)，并且双环双频天线在其工作频段内都具有全向的辐射特性。而且天线的结构简单、体积小、易于加工制作，因此本发明具有广泛的应用前景。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种双环双频天线，其特征在于：包括介质板(1)、双环贴片(2)、微带馈电(3)、金属接地片(4)；
双环贴片(2)与微带馈电(3)位于介质板(1)的正面，双环贴片(2)的底部与微带馈电(3)的顶部相连，使得双环贴片(2)与微带馈电(3)合并成一个整体的导电单元；金属接地片(4)位于介质板(1)的背面下部。
2.如权利要求1所述的双环双频天线，其特征在于：所述的双环贴片(2)是由一个大环(2-1)和一个小环(2-2)拼接而成；大环(2-1)是由一个大圆1(2-3)切去大圆2(2-4)而成的；小环(2-2)是由一个小圆1(2-5)切去小圆2(2-6)而成的；大圆1(2-3)的圆心与大圆2(2-4)的圆心不相重合；小圆1(2-5)的圆心与小圆2(2-6)的圆心不相重合；大圆1(2-3)、大圆2(2-4)、小圆1(2-5)与小圆2(2-6)的圆心在同一垂直线上。
3.如权利要求1所述的双环双频天线，其特征在于：所述的微带馈电(3)为矩形；微带馈电(3)与介质板(1)的底边相重合，并且微带馈电(3)位于介质板(1)底边的中间；微带馈电(3)的特性阻抗为50欧姆。
4.如权利要求2所述的双环双频天线，其特征在于：所述的金属接地片(4)为矩形，金属接地片(4)的两侧边和底边分别与介质板(1)的两侧边和底边边缘相重合。
5.如权利要求5所述的双环双频天线，其特征在于：金属接地片(4)的上边边缘与位于介质板(1)正面的双环贴片(2)的下边缘在介质板(1)背面的投影相距0.62-0.9mm。
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| CN (1) | CN109935968A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2019-04-18 CN CN201910315401.9A patent/CN109935968A/zh active Pending
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