宽带双频差分天线制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带双频差分天线，包括用于发射电磁波能量的辐射片（1）；U型槽（2），大致对称的平行设置在辐射片（1）的两侧边缘；用于承载辐射片（1）的介质板（3）；用于给辐射片（1）提供信号馈电的馈电部（4），连接到接地板（5）上的天线接口（6）的内导体；用于承载天线主体并提供接地信号的接地板（5）；用于输入差分信号的天线接口（6）。本发明专利技术的宽带双频差分天线，结构简单、方向图对称、工作频带宽、交叉极化低、增益较大，具有良好的推广前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种宽带双频差分天线，包括用于发射电磁波能量的辐射片（1）；U型槽（2），大致对称的平行设置在辐射片（1）的两侧边缘；用于承载辐射片（1）的介质板（3）；用于给辐射片（1）提供信号馈电的馈电部（4），连接到接地板（5）上的天线接口（6）的内导体；用于承载天线主体并提供接地信号的接地板（5）；用于输入差分信号的天线接口（6）。本专利技术的宽带双频差分天线，结构简单、方向图对称、工作频带宽、交叉极化低、增益较大，具有良好的推广前景。【专利说明】宽带双频差分天线
本专利技术涉及一种双频、宽带差分天线，确切地说，涉及一种可应用于双频差分系统的信号收发天线，属于通信天线的
。
技术介绍
由于差分电路具有线性度高、抗干扰性能强、动态范围大且具有谐波抑制的优点，因而被广泛应用于射频通信系统中。差分电路的应用提高了信号的共模抑制和对干扰的抑制，可提高射频信号的性能指标。现有技术中，大部分天线设计都采用单个端口的设计方案，若将单端口天线应用于差分系统中，需要连接额外的平衡非平衡转换器，即巴伦来实现单端口到双端口的转换。另一方面，差分天线可以有效避免巴伦的使用，能直接与差分电路相连，并且差分天线具有方向图高度对称、交叉极化低的优点。目前，随着通信技术的发展，单频已经不能满足通信系统的需求。通信系统的发展已经提出了双频差分天线的要求。但是，现有的双频差分天线的阻抗带宽都普遍比较窄。因此，设计低成本且抗干扰的宽带双频差分天线对于通信系统来说具有重要大意义。
技术实现思路
基于上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种广泛适用于差分系统的宽带差分双频天线，该装置在实现宽带双频的同时，还具有制造结构简单、方向图对称、交叉极化低、增益大等优点。根据本专利技术的一个方面，提供了一种宽带双频差分天线，包括:辐射片1，形成为矩形，其设置在介质板3上以用于发射电磁波能量；U型槽2，大致对称的平行设置在辐射片I的两侧边缘；介质板3，用于承载辐射片I ;馈电部4，设置在辐射片I下方并与辐射片I保持一定间隔，其连接到天线接口(6)的内导体，用于给辐射片I提供信号馈电；接地板5，用于承载天线主体并提供接地信号；天线接口 6，外导体与接地板5相连以接地，内导体与馈电部4相连以输入差分信号。优选的，所述天线第一谐振频率与辐射片(I)中垂直于U型槽(2)的边长Wp呈负相关关系。优选的，所述天线第二谐振频率f2与U型槽(2)的延伸长度L呈负相关关系。其中，所述辐射片I距离接地板5的高度Hp远大于介质板3的厚度。其中，所述馈电部4形成为“工”字型金属件，所述“工”字型馈电部4包括竖直方向的垂直部以及水平方向的顶部和底部。其中，所述馈电部4对称的设置在辐射片I的轴线两侧并使得两个馈电部4的连线垂直于所述U型槽2。其中，所述馈电部4的高度Hb小于高度Hp，馈电部4的底端与接地板5的距离Ha小于Hp/2。优选的，所述两个馈电部4的垂直部之间的距离d约为0.6Wp，Wp为为辐射片I中垂直于U型槽2的边长Wp。所述馈电部4的垂直部距离其顶部或底部一端部的距离为Ta，距离其顶部或底部另一端部的距离为Tb，优选的，Ta/Tb的比值约为fVA，其中为天线的第一谐振频率，f2为天线的第二谐振频率。可选的，所述接地板5上设置有多个支撑件，该多个支撑件连接到介质板3以支撑介质板3及其上的辐射片1，以使得馈电部4与介质板3保持一定间距。可选的，所述馈电部4顶部设置有多个绝缘柱以支撑介质板3，使得馈电部4与介质板3保持一定间隔。本专利技术的有益效果是，本专利技术的天线通过两个U形槽引入一个较高天线辐射频率，实现双频发射；两个馈电部通过耦合馈电引入电容实现很好地阻抗匹配，有利于扩展天线的带宽；该天线通过使用空气介质来保证较大的辐射增益；差分结构使得天线能够直接应用于差分电路中，避免了额外巴伦的使用，并且差分结构的天线能有效抑制信号干扰，具有方向图高度对称、交叉极化低的优点。并且制造结构简单、可直接与差分电路相连、工作频带宽、方向图对称、交叉极化低、增益较大，具有良好的推广前景。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】【附图说明】图1显示了本专利技术的宽带双频差分天线的三维结构示意图；图2显示了本专利技术的宽带双频差分天线的主视图；图3显示了本专利技术的宽带双频差分天线的等效电路图；图4显示了本专利技术优选实施例的的宽带双频差分天线的实物图；图5显示了本专利技术的宽带双频差分天线的差分反射系数实验结果图；图6显示了本专利技术的宽带双频差分天线在频率为第一谐振频率时的仿真辐射方向图；图7显示了本专利技术的宽带双频差分天线在第二谐振频率仿真值时的仿真辐射方向图；图8显示了本专利技术的宽带双频差分天线在第二谐振频率实测值时的仿真辐射方向图。附图标记说明:1-辐射片；2-U形槽；3-介质板；4-馈电部；5-接地板；6-无线电天线接口。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。图1显示了本专利技术的宽带双频差分天线的三维结构示意图。图2显示了本专利技术的宽带双频差分天线的主视图。如图1和图2所示，本专利技术的宽带双频差分天线包括下述组件:辐射片1、U形槽2、介质板3、馈电部4、接地板5和天线接口 6。其中,福射片I构成本专利技术天线的福射部。辐射片I设置在介质板3上，用于以电磁波能量的形式发射无线电信号。参见图1，辐射片I优选的印制在介质板3的中间，辐射片I采用辐射性能较好的金属片形成为矩形，例如铜或金等。更优选的，辐射片I形状为正方形。天线的极化是一个重要参数，是指在最大辐射方向上辐射电波的极化，其定义为在最大辐射方向上电场矢量端点运动的轨迹，由于天线本身物理结构等原因，天线辐射远场的电场矢量除了有所需要方向的运动外，还在其正交方向上存在分量，这就指的天线的交叉极化。其形成主要是因为辐射片边界的不一致性，使得产生的交叉极化分量无法抵消。本专利技术通过差分信号对辐射片I进行馈电，因为差分信号的两路信号幅度相等，相位相反，对称的天线结构使得两路信号形成的交叉极化分量在远场相互抵消，降低了交叉极化，线性极化效果最佳。辐射片I距离接地板5的高度Hp设置为远大于介质板3的厚度。这样,辐射片I下方的介质板3的厚度相对于高度Hp来说可以忽略不计，使辐射片I下方基本可视为空气介质，空气介质介电常数为I，这样使得辐射片I下方整体介电常数较小。根据天线理论，辐射片I与接地板5之间介质的介电常数越小，阻抗带宽越大，天线辐射性能越好，天线具有较强的辐射增益。优选的，介质板3到接地板5的距离Hp约为为第一谐振频率的波长。在本专利技术的一个优选实施例中，福射片I距离接地板5的高度Hp=31.5mm,介质板3厚度为1.5mm。U型槽2大致对称的平行设置在辐射片I的两侧边缘，沿辐射片I的边缘平行延伸。根据天线频率的实际需要，U型槽2可以设置在矩形辐射片I的两侧短边或两侧长边附近。当辐射片I为正方形时，U型槽2设置在任一对平行的两侧边缘即可。U型槽2是通过在辐射片I的两侧边缘挖空形成的“U”型凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带双频差分天线，包括：辐射片（1），形成为矩形，其设置在介质板（3）上以用于发射电磁波能量；U型槽（2），大致对称的平行设置在辐射片（1）的两侧边缘；介质板（3），用于承载辐射片（1）；馈电部（4），设置在辐射片（1）下方并与辐射片（1）保持一定间隔，其连接到天线接口（6）的内导体，用于给辐射片（1）提供信号馈电；接地板（5），用于承载天线主体并提供接地信号；天线接口（6），外导体与接地板（5）相连以接地，内导体与馈电部（4）相连以输入差分信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永乐，廖梦笔，苏明，刘元安，黎淑兰，于翠屏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：