專利名稱：?jiǎn)吸c(diǎn)饋電雙頻混合天線的制作方法
單點(diǎn)饋電雙頻混合天線本發(fā)明屬于移動(dòng)通信基站和終端天線領(lǐng)域，具體涉及一種單點(diǎn)饋電雙頻混合天 線。移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了雙頻通訊天線，特別是單點(diǎn)饋電雙頻天線的需求。目 前的單點(diǎn)饋電雙頻天線，從實(shí)現(xiàn)機(jī)理的角度可以分為兩種。一種是如G. B. Hsieh, M. H. Chen 禾口 K. L. ffong 在〈〈Single_feeddual_band circularly polarised microstrip antenna)) (Electron. Lett.，vol. 34，no. 12，pp. 1170-1171，Jun. 1998)中提出的雙頻微帶天線，低頻 段由微帶的一個(gè)輻射模式產(chǎn)生，另一個(gè)頻段由微帶的高次輻射模式產(chǎn)生。該技術(shù)是一種普 遍采用的單個(gè)輻射單元工作在雙頻段的方案，但該技術(shù)方案的一大缺點(diǎn)是，產(chǎn)生高、低頻段 的兩個(gè)模式存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，低頻模式頻率改變的同時(shí)也會(huì)使高頻模式的頻率發(fā)生改變，對(duì) 于需要任意設(shè)計(jì)天線兩個(gè)頻段的情形無(wú)法滿足。另一種雙頻工作實(shí)現(xiàn)機(jī)理的如A. Buerkle, K. Sarabandi 禾口 H. Mosallaei在《Compact slotand dielectric resonator antenna with dual-resonance, broadbandcharacteristies)) ( fO^T" IEEE Trans. Antenna Propagat.， vol. 53,no. 3,pp. 1020-1027,Mar. 2005)中提出的將兩種不同類型的天線合成到一起，這種 方法下提供雙頻中一個(gè)頻段的天線(如縫隙)同時(shí)又充當(dāng)另一個(gè)頻段天線的饋電結(jié)構(gòu)，頻 段間耦合嚴(yán)重，同樣無(wú)法支持兩個(gè)不同頻段的獨(dú)立自由設(shè)計(jì)。本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)的缺陷與不足，提出一種單點(diǎn)饋電雙頻混合天線， 天線的兩個(gè)頻段分別由設(shè)于腔體上的帶狀輻射縫隙和介質(zhì)諧振器得到，兩個(gè)頻段可互不干 擾的獨(dú)立設(shè)計(jì)與預(yù)調(diào)節(jié)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其主體為一個(gè)金屬腔體，所述的金屬腔體上設(shè)有工作于 雙頻中其中一個(gè)頻段的第一天線和工作于雙頻中另外一個(gè)頻段的第二天線，所述的第一天 線是腔體縫隙天線，該腔體縫隙天線是設(shè)于所述金屬腔體上的帶狀輻射縫隙，所述的第二 天線是設(shè)于所述金屬腔體上方的介質(zhì)諧振器天線，所述的金屬腔體頂端還設(shè)有一耦合縫 隙，所述的介質(zhì)諧振器天線設(shè)于該耦合縫隙的上方，該耦合縫隙激勵(lì)所述的介質(zhì)諧振器天 線，所述的金屬腔體內(nèi)設(shè)有一探針，該探針直接激勵(lì)所述的帶狀輻射縫隙，同時(shí)通過(guò)激勵(lì)耦 合縫隙而間接為介質(zhì)諧振器天線饋電。本技術(shù)方案提出了一種單點(diǎn)饋電介質(zhì)諧振器-帶狀輻射縫隙混合天線，適用于雙 頻模式下基站或終端設(shè)備的信號(hào)傳輸及覆蓋。天線主體為一個(gè)金屬腔體，腔體上刻有帶狀 輻射縫隙，該帶狀輻射縫隙工作在雙頻天線中的其中一個(gè)頻段。腔體上方有一個(gè)介質(zhì)諧振 器，介質(zhì)諧振器由其下方的耦合縫隙激勵(lì)，使其工作在雙頻天線的另一個(gè)頻段。腔體內(nèi)置一 個(gè)探針，探針直接激勵(lì)腔體帶狀輻射縫隙天線，同時(shí)通過(guò)激勵(lì)耦合縫隙而間接給介質(zhì)諧振器天線饋電，進(jìn)而形成雙頻天線。由于腔體帶狀輻射縫隙天線諧振頻率直接和其尺寸相關(guān)， 而介質(zhì)諧振器天線諧振頻率跟其尺寸及介質(zhì)材料的介電常數(shù)相關(guān)，所以本發(fā)明的有益效果 在于雙頻天線的兩個(gè)頻段可以分別獨(dú)立由腔體帶狀輻射縫隙及介質(zhì)諧振器決定，相互干 擾很小，且雙頻混合天線的兩個(gè)頻段可獨(dú)立自由設(shè)計(jì)。作為上述技術(shù)方案的改良，本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案如下進(jìn)一步，上述的金屬腔體外形為長(zhǎng)方體或者正方體。進(jìn)一步，上述的金屬腔體四周或局部刻有至少一條帶狀輻射縫隙，所述的耦合縫 隙呈矩形。帶狀輻射縫隙工作在主模上，其周長(zhǎng)為一個(gè)工作波長(zhǎng)。進(jìn)一步，上述的帶狀輻射縫隙為多組漸變或者蝶形縫隙的組合體。進(jìn)一步，上述的介質(zhì)諧振器為長(zhǎng)方體，且放置于所述的耦合縫隙正上方。進(jìn)一步，上述的介質(zhì)諧振器為正方體、半橢球體、半球體、錐體或四面體。進(jìn)一步，上述的耦合縫隙為蝶形。進(jìn)一步，上述的探針呈L型，且所述的金屬腔體下方設(shè)有L型探針連接出口。進(jìn)一步，上述的L型探針?biāo)讲糠志嚯x金屬腔體上部0. 5mm-2mm。進(jìn)一步，上述的帶狀輻射縫隙將金屬腔體分為位于該帶狀輻射縫隙下方的第一金 屬腔體和位于該帶狀輻射縫隙上方的第二金屬腔體，所述的第一金屬腔體的上邊緣和一個(gè) 金屬反射板相連接。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例X方向的側(cè)視效果圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例Y方向的側(cè)視效果圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例反射系數(shù)的仿真及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖5為本發(fā)明實(shí)施例改變帶狀輻射縫隙長(zhǎng)度后反射系數(shù)仿真值；圖6為本發(fā)明實(shí)施例改變介質(zhì)諧振器尺寸后反射系數(shù)仿真值；圖7為本發(fā)明實(shí)施例改變介質(zhì)諧振器介電常數(shù)后反射系數(shù)仿真值。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明 技術(shù)方案的限定。本發(fā)明提出的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其兩個(gè)頻段分別由腔體縫隙天線和介質(zhì)諧 振器天線提供，腔體縫隙天線和介質(zhì)諧振器天線由金屬腔體內(nèi)置的L型探針饋電。介質(zhì)諧 振器天線工作在其主模式TEmy上。參照?qǐng)D1、圖2及圖3所示，本實(shí)施例的腔體縫隙天線是刻于金屬腔體上的帶狀輻 射縫隙4，該帶狀輻射縫隙4將金屬腔分為第一金屬腔體1和第二金屬腔體2兩個(gè)部分，第 一金屬腔體1的上邊緣和反射板3連接，第一金屬腔體1和第二金屬腔體2之間有非金屬 支撐件。第二金屬腔2上方刻有矩形耦合縫隙7，用以激勵(lì)其正上方放置的介質(zhì)諧振器5。 金屬腔體內(nèi)置L型探針6，其直接給帶狀輻射縫隙4饋電，并同時(shí)通過(guò)耦合縫隙7間接給介 質(zhì)諧振器5饋電。
4
本實(shí)施例的帶狀輻射縫隙周長(zhǎng)為4*A = 4*35 = 140mm = 1. 1 λ lt)本實(shí)施例的介質(zhì)諧振器5尺寸為a*b*d-15mm*9. 4mm*7. 5mm = 0. 26 λ 2Φ0. 16入2氺0. 13 λ 2。本實(shí)施例的L型探針垂直及水平長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)v = 24mm, Lh = 20mm。如圖4為本實(shí)施例單點(diǎn)饋電雙頻混合天線的仿真及實(shí)測(cè)反射系數(shù)圖，實(shí)測(cè)和仿真 數(shù)據(jù)接近，表明本實(shí)施例是成功的雙頻天線。如圖5為本實(shí)施例單點(diǎn)饋電雙頻混合天線僅改變腔體縫隙天線長(zhǎng)度情況下不同 的天線反射系數(shù)仿真圖，結(jié)果表明腔體縫隙天線的諧振頻率由其周長(zhǎng)直接控制，不同周長(zhǎng) 下介質(zhì)諧振器天線的諧振頻率并沒(méi)有受很大影響。如圖6為本實(shí)施例的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線僅改變介質(zhì)諧振器大小情況下不同 的反射系數(shù)仿真圖，結(jié)果表明，介質(zhì)尺寸可直接控制介質(zhì)諧振器天線的諧振頻率，而此時(shí)腔 體縫隙天線的諧振頻率幾乎未受影響。如圖7為本實(shí)施例的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線僅改變介質(zhì)諧振器介電常數(shù)情況下 不同的反射系數(shù)仿真圖，結(jié)果表明，介電常數(shù)也可直接控制介質(zhì)諧振器天線的諧振頻率，而 此時(shí)腔體縫隙天線的諧振頻率未受很大影響。需要特別說(shuō)明的是如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種實(shí)施方式，并不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。凡與本發(fā)明結(jié)構(gòu)、裝置等近似、雷同，或是對(duì)于本發(fā) 明構(gòu)思前提下做出若干技術(shù)推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其主體為一個(gè)金屬腔體，其特征在于所述的金屬腔體上 設(shè)有工作于雙頻中其中一個(gè)頻段的第一天線和工作于雙頻中另外一個(gè)頻段的第二天線，所 述的第一天線是腔體縫隙天線，該腔體縫隙天線是設(shè)于所述金屬腔體上的帶狀輻射縫隙， 所述的第二天線是設(shè)于所述金屬腔體上方的介質(zhì)諧振器天線，所述的金屬腔體頂端還設(shè)有 一耦合縫隙，所述的介質(zhì)諧振器天線設(shè)于該耦合縫隙的上方，該耦合縫隙激勵(lì)所述的介質(zhì) 諧振器天線，所述的金屬腔體內(nèi)設(shè)有一探針，該探針直接激勵(lì)所述的帶狀輻射縫隙，同時(shí)通 過(guò)激勵(lì)耦合縫隙而間接為介質(zhì)諧振器天線饋電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的金屬腔體外形 為長(zhǎng)方體或者正方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的金屬腔體四周 或局部刻有至少一條帶狀輻射縫隙，所述的耦合縫隙呈矩形。帶狀輻射縫隙工作在主模上， 其周長(zhǎng)為一個(gè)工作波長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的帶狀輻射縫隙 為多組漸變或者蝶形縫隙的組合體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述介質(zhì)諧振器為長(zhǎng) 方體，且放置于所述的耦合縫隙正上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的介質(zhì)諧振器為 正方體、半橢球體、半球體、錐體或四面體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的耦合縫隙為蝶形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的探針呈L型，且 所述的金屬腔體下方設(shè)有L型探針連接出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的L型探針?biāo)?部分距離金屬腔體上部0. 5mm-2mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其特征在于所述的帶狀 輻射縫隙將金屬腔體分為位于該帶狀輻射縫隙下方的第一金屬腔體和位于該帶狀輻射縫 隙上方的第二金屬腔體，所述的第一金屬腔體的上邊緣和一個(gè)金屬反射板相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了單點(diǎn)饋電雙頻混合天線，其主體為一個(gè)金屬腔體，所述的金屬腔體上設(shè)有工作于雙頻中其中一個(gè)頻段的第一天線和工作于雙頻中另外一個(gè)頻段的第二天線，第一天線是腔體縫隙天線，該腔體縫隙天線是設(shè)于金屬腔體上的帶狀輻射縫隙，第二天線是設(shè)于金屬腔體上方的介質(zhì)諧振器天線，金屬腔體頂端還設(shè)有一耦合縫隙，介質(zhì)諧振器天線設(shè)于該耦合縫隙的上方，金屬腔體內(nèi)設(shè)有一探針，該探針直接激勵(lì)所述的帶狀輻射縫隙，同時(shí)通過(guò)激勵(lì)耦合縫隙而間接為介質(zhì)諧振器天線饋電，雙頻天線的兩個(gè)頻段可以分別獨(dú)立由腔體縫隙天線及介質(zhì)諧振器決定，相互干擾很小，且雙頻混合天線的兩個(gè)頻段可獨(dú)立自由設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK102097680SQ201110022090
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月15日
發(fā)明者丁勇, 伍裕江, 張利華, 張志勇, 成院波, 潘晉, 陸文, 高曉春 申請(qǐng)人:廣東通宇通訊股份有限公司