一种差分馈电双频平面天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种差分馈电双频平面天线，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；介质基板通过支撑结构固定在反射板上；第一馈线与第二馈线连接反射板和介质基板；天线辐射单元蚀刻介质基板上，其包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；微带线馈电结构连接第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子；本实用新型专利技术采用差分馈电结构结合平面结构，便于与差分射频前端结合，实现双频工作，增益高，辐射方向图稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种差分馈电双频平面天线
本技术涉及移动通信的研究领域，特别涉及一种差分馈电双频平面天线。
技术介绍
采用差分端口的集成射频前端近年来获得了越来越多的关注，因为传统天线多数设计为单端口器件，为了解决单端口天线与射频前端的集成，通常采用巴伦(平衡不平衡转换器)把差分信号转换为单端口信号后馈入单端口天线。差分天线与传统天线不同的是，差分天线采用了两个馈电端口，可以把信号直接馈入到天线的两个端口，从而避免了巴伦的使用，从而减少了信号在输入端口的损耗，提高了天线效率，同时可直接与射频前端连接，有利于提高系统的集成度，因此，差分天线的研究具有十分重要的现实意义和良好的应用前景。随着现代移动通信的发展，出现了多种工作在不同频段的通信系统共存的局面，双频天线使用一副天线即可满足多种制式的通信系统需求，具有可节约制作成本，减小天线占地面积，降低通信系统复杂性等优点。在无线网络接入领域，现阶段WiMAX和Wi-Fi垂直切换技术已经被开发利用。Wi-Fi系统和WiMAX系统如果可以同时工作，即可以实现远距离传输、高速的宽带接入，又具有灵活性和移动性。因此，WLAN/WiMAX双频天线作为无线局域网系统关键部件之一，其研究是具有理论意义和实用价值的。常见的差分馈电双频天线的实现方法主要有两种，分别是陷波天线和振子天线。陷波天线具有结构简单、易于制造等优点，但是陷波天线一般是全向天线，增益较低且方向图不稳定；振子天线一般是多个独立振子的组合，需要设置多个馈电端口，增加了系统的复杂性，且振子天线多为立体结构，所占辐射面积较大，不易于在实际场合大规模布置。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种差分馈电双频平面天线，是一种采用平面结构，辐射增益高，且方向图稳定的差分馈电双频平面天线，该天线能覆盖2.45-GHz和3.5-GHz频段。本技术的目的通过以下的技术方案实现：一种差分馈电双频平面天线，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；所述反射板为底座，采用金属板；所述介质基板通过支撑结构固定在反射板上；所述辐射单元蚀刻在介质基板上；所述第一馈线连接反射板和介质基板，所述第二馈线连接反射板和介质基板；所述天线辐射单元包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；所述第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；所述微带线馈电结构不与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子同面。优选的，天线辐射单元是轴对称结构，对称轴横向穿过天线辐射单元的中心位置；优选的，第一蝴蝶结振子与第二蝴蝶结振子的较窄端相对，关于天线辐射单元中心对称；第一蝴蝶结振子与第二蝴蝶结振子蚀刻在介质基板的背面；优选的，第一长臂振子在第一蝴蝶结振子的较宽端，第二长臂振子在第二蝴蝶结振子的较宽端，第一长臂振子与第二长臂振子关于天线辐射单元中心对称；第一长臂振子与第二长臂振子蚀刻在介质基板的背面；优选的，微带线馈电结构为金属短截线，并关于天线辐射单元的对称轴对称，与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子平行；微带线馈电结构蚀刻在介质基板的正面；优选的，微带线馈电结构的特征阻抗为50Ω；优选的，介质基板采用高频板材Rogers4350B，其厚度为0.76mm，相对介电常数为3.48；优选的，第一馈线和第二馈线的内芯穿过非金属化过孔分别与微带线馈电结构的两端连接；优选的，支撑结构包含M根支撑柱，M≥4，且支撑柱为绝缘材料；优选的，绝缘材料为塑料；优选的，反射板为铝板。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本技术采用差分馈电，避免了巴伦的使用，从而减少由于巴伦的使用引起的射频前端损耗，提高天线效率，同时采用平面结构，使用集合振子，减少馈电端口，减少辐射面积，提高射频前端集成度，结构简单，易于制作，易于在实际场合大规模布置；本专利技术能覆盖无线局域网2.4-GHz、WiMAX3.5-GHz两个频段，且在2.40-2.48GHz的频段内增益达到8.8dBi以上，在3.4-3.6GHz频段内增益达到9.7dBi以上，同时具有稳定的方向图。附图说明图1是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线的立体结构示意图。图2是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线的剖面图。图3是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线的正视图。图4是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线的阻抗带宽示意图。图5是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线的增益示意图。图6是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线在2.45GHz的辐射正视面方向图。图7是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线在2.45GHz的辐射左视面方向图。图8是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线在3.5GHz的辐射左视面方向图。图9是本专利技术所述一种差分馈电双频平面天线在3.5GHz的辐射正视面方向图。图中，1-辐射单元，2-反射板，3A-第一馈线，3B-第二馈线，4-支持结构，5A-第一蝴蝶结振子，5B-第二蝴蝶结振子，6A-第一长臂振子，6B-第二长臂振子，7-微带线馈电结构，8-介质基板，9A-第一非金属化过孔，9B-第二非金属化过孔。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，一种差分馈电双频平面天线，包括反射板2、支撑结构4、第一馈线3A、第二馈线3B、介质基板8、天线辐射单元1；反射板2为底座，采用金属板，这里选择铝板；介质基板8通过支撑结构4固定在反射板2上；辐射单元1蚀刻在介质基板8上；介质基板8采用高频板材Rogers4350B，其厚度为0.76mm，相对介电常数为3.48；第一馈线3A连接反射板2和介质基板8，第二馈线3B连接反射板2和介质基板8，如图2所示；第一馈线3A和第二馈线3B分别馈入幅度相等、相位相差180度的差分信号；第一馈线3A和第二馈线3B都采用软同轴，第一馈线3A内芯通过非金属化过孔9A与微带线馈电结构7的一端焊接，第二馈线3B内芯通过非金属化过孔9B与微带线馈电结构7的另一端焊接；第一馈线3A和第二馈线3B的外芯分别与第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B焊接。天线辐射单元1包含第一蝴蝶结振子5A、第二蝴蝶结振子5B、第一长臂振子6A、第二长臂振子6B、微带线馈电结构3；所述第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B对称；第一长臂振子6A与第一蝴蝶结振子5A连接，第二长臂振子6A与第二蝴蝶结振子6B接连；第一长臂振子6A和第二长臂振子6B对称；微带线馈电结构7连接第一蝴蝶结振子5A和第二蝴蝶结振子5B。天线辐射单元1是轴对称结构，对称轴穿过天线辐射单元1的中心位置；其中，第一蝴蝶结振子5A与第二蝴蝶结振子5B的较窄端相对，关于天线辐射单元1中心对称，且第一蝴蝶结振子5A与第二蝴蝶结振子5B蚀刻在介质基板8的背面；第一长臂振子6A连接在第一蝴蝶结振子5A的较宽端，第二长臂振子6B连接在第二蝴蝶结振子5B的较宽端，第一长臂振子6A与第二长臂振子6B关于天线辐射单元1中心对称，且第一长臂振子6A与第二长臂振子6B蚀刻在介质基板8的背面；带线馈电结构7为金属短截线，带线馈电结构7关于天线辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；所述反射板为底座，采用金属板；所述介质基板通过支撑结构固定在反射板上；所述辐射单元蚀刻在介质基板上；所述第一馈线连接反射板和介质基板，所述第二馈线连接反射板和介质基板；所述天线辐射单元是轴对称结构，对称轴横向穿过天线辐射单元的中心位置；所述天线辐射单元包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；所述第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；所述微带线馈电结构不与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子同面。

【技术特征摘要】
1.一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，包括反射板、支撑结构、第一馈线、第二馈线、介质基板、天线辐射单元；所述反射板为底座，采用金属板；所述介质基板通过支撑结构固定在反射板上；所述辐射单元蚀刻在介质基板上；所述第一馈线连接反射板和介质基板，所述第二馈线连接反射板和介质基板；所述天线辐射单元是轴对称结构，对称轴横向穿过天线辐射单元的中心位置；所述天线辐射单元包含第一蝴蝶结振子、第二蝴蝶结振子、第一长臂振子、第二长臂振子、微带线馈电结构；所述第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子对称；第一长臂振子与第一蝴蝶结振子连接，第二长臂振子与第二蝴蝶结振子接连；第一长臂振子和第二长臂振子对称；所述微带线馈电结构不与第一蝴蝶结振子和第二蝴蝶结振子同面。2.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述第一蝴蝶结振子与第二蝴蝶结振子的较窄端相对，关于天线辐射单元中心对称；第一蝴蝶结振子与第二蝴蝶结振子蚀刻在介质基板的背面。3.根据权利要求1所述的一种差分馈电双频平面天线，其特征在于，所述第一长臂振...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳贵平，曾广洁，黎淼兰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44