專(zhuān)利名稱(chēng)：一種面向多種體制移動(dòng)通信應(yīng)用的雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向多種體制移動(dòng)通信應(yīng)用的雙頻段天線，具體涉及一種可工作在2G頻段、3G頻段和WLAN的低頻段，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)裝配方便的雙頻寬帶天線，也可作為無(wú)線通信系統(tǒng)基站或直放站天線陣列的單元結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今世界電信業(yè)發(fā)展最快、市場(chǎng)潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務(wù)。隨著第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G，包括WCDMA、TD-SCDMA和CDMA 2000系統(tǒng))的啟用，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)我國(guó)的移動(dòng)通信市場(chǎng)將出現(xiàn)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G，包括GSM、CDMA 系統(tǒng))、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)和無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)(WLAN，包括802. lla、802. lib,802. llg、)并存，GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA, CDMA2000等多種移動(dòng)通信制式兼有的局面。移動(dòng)通信系統(tǒng)是有線與無(wú)線的綜合體，它是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在其覆蓋范圍內(nèi)，通過(guò)空中接口(無(wú)線)將移動(dòng)臺(tái)與基站聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)而與移動(dòng)交換機(jī)相聯(lián)系(有線)的復(fù)合體。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，空間無(wú)線信號(hào)的發(fā)射和接收都是依靠移動(dòng)天線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，天線對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，起著舉足輕重的作用。天線的類(lèi)型與位置的選擇、天線參數(shù)的設(shè)置都將直接影響整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量，尤其在基站數(shù)量多、站距小、載頻數(shù)量多的高話務(wù)量地區(qū)，天線的選擇及參數(shù)的設(shè)置對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的干擾、覆蓋率、接通率及全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。不同制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)、不同的收發(fā)頻率、不同的服務(wù)要求需要選用不同類(lèi)型、不同規(guī)格的天線，因此，通常情況下，在多種移動(dòng)通信制式并存時(shí)，移動(dòng)通信基站需要為本基站的每一種制式的收發(fā)信機(jī)配備一副移動(dòng)天線，以接收和傳送本通信制式本收發(fā)頻率的空間信號(hào)。所以，在擁有多種移動(dòng)通信制式的基站，需要數(shù)量眾多的天線，為避免天線間的相互干擾，在每幅天線的水平與垂直方向都必須預(yù)留一定的空間。因此，放置天線的鐵塔必須制作得足夠大以便容納這些天線，數(shù)量眾多的天線和體積龐大的鐵塔會(huì)增大移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組建成本。為減少多種制式通信系統(tǒng)需要天線的個(gè)數(shù)，出現(xiàn)了雙頻或多頻天線，如中國(guó)專(zhuān)利 CN2691084Y、CN2744003Y等所揭示的雙頻天線或多頻天線，或者是GSM和CDMA系統(tǒng)雙頻天線，或者是GSM系統(tǒng)的900MHz和1800MHz的雙頻天線，或者是GSM系統(tǒng)的1800MHz和 WLAN2. 4GHz頻段的雙頻天線，并且上述專(zhuān)利所揭示的雙頻或多頻天線結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、生產(chǎn)
工序較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有的雙頻或多頻天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)工序多的缺點(diǎn)，提供了一種可用于移動(dòng)通信基站和直放站，且可調(diào)整兩個(gè)頻段相對(duì)位置及工作頻帶寬度的領(lǐng)結(jié)形雙頻天線。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案
一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，包括介質(zhì)基板，以及印刷于介質(zhì)基板上、下表面的天線臂，所述上、下表面的天線臂相互不對(duì)稱(chēng)交疊成領(lǐng)結(jié)形，所述下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，所述上表面的天線臂與饋電單元連接，在饋電單元中設(shè)有同軸接口，上、下表面的天線臂通過(guò)同軸接口連接。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，所述饋電單元由兩段寬度不同的傳輸線段構(gòu)成，具有寬帶阻抗變換功能。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，所述同軸接口包括接地引腳、內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體；其中，所述接地引腳、外導(dǎo)體分別與下表面的天線臂連接，所述內(nèi)導(dǎo)體以探針饋電形式接至饋電單元。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，所述下表面的天線臂末端的凹槽的形狀采用矩形、月形或三角形。作為本發(fā)明的雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線的進(jìn)一步優(yōu)化，所述介質(zhì)基板采用空氣介質(zhì)。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果
本發(fā)明基于簡(jiǎn)單的領(lǐng)結(jié)形天線結(jié)構(gòu)，給出了一種實(shí)現(xiàn)寬帶、雙頻工作的設(shè)計(jì)方法，天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，調(diào)試裝配方便。本發(fā)明在下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，不同的凹槽會(huì)產(chǎn)生不同的雙頻段特性，通過(guò)優(yōu)化凹槽的深度，可以有效地調(diào)控天線的兩個(gè)工作頻段，使其低頻段覆蓋2G (GSM和CDMA)頻段，高頻段覆蓋3G (WCDMA、TD-SCDMA和CDMA 2000)頻段以及WLAN低頻段(2450MHz頻段)，并可作為2G、3G、WLAN移動(dòng)通信基站或直放站的陣列天線的單元。本發(fā)明的天線的介質(zhì)基板采用空氣介質(zhì)結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)一步降低成本，和安裝調(diào)試。


圖I是本發(fā)明雙面印刷領(lǐng)結(jié)形天線的示意圖2是上表面天線臂饋電及下表面天線臂交疊端凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖2 Ca)是上表面天線臂饋電結(jié)構(gòu)示意圖，圖2 (b)是下表面天線臂交疊端凹槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是天線的兩臂之間交疊深度變化對(duì)回波損耗影響示意圖4是天線下表面天線臂端凹槽深度對(duì)對(duì)回波損耗的影響；
圖5是天線在2G、3G及WLAN頻段內(nèi)三個(gè)典型頻率上的方向圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-上表面天線臂，2-下表面天線臂，3-饋電單元，4-同軸接口， 5-介質(zhì)基板，6-上表面天線臂的邊長(zhǎng)，7-下表面天線臂，8-第一饋電單元傳輸線段，9-第二饋電單元傳輸線段，10-同軸接口的接地引腳，11-內(nèi)導(dǎo)體，12-凹槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
參看圖1，本發(fā)明的領(lǐng)結(jié)型天線由上表面天線臂I和下表面天線臂2構(gòu)成。上表面天線臂I和下表面天線臂2形成一定的交疊。其中，上表面天線臂通過(guò)饋電單元3由同軸接口 4進(jìn)行饋電，下表面天線臂2與同軸接口 4的外導(dǎo)體相接，同軸接口 4的內(nèi)導(dǎo)體11以探針饋電形式，接至饋電單元3。參看圖2，結(jié)合圖(a)、(b)所示，該天線的上表面天線臂I、下表面天線臂2分別印刷于介質(zhì)基片5的上下面。上表面天線臂I的長(zhǎng)度可以通過(guò)調(diào)節(jié)邊長(zhǎng)6控制，下表面天線臂2的長(zhǎng)度可以根據(jù)需要，通過(guò)調(diào)節(jié)邊長(zhǎng)7控制。饋電單元3由寬度不同的傳輸線段8、9 兩段構(gòu)成，具有寬帶阻抗變換功能。同軸接口 4的接地引腳10與內(nèi)導(dǎo)體11分別接至下表面天線臂2和饋電單元3的傳輸線段9的中心。在下表面天線臂的交疊端，有凹槽12。凹槽12的形狀可以采用矩形、月形或三角形，槽的深度由設(shè)計(jì)優(yōu)化確定。不同的凹槽會(huì)產(chǎn)生不同的雙頻段特性，通過(guò)優(yōu)化凹槽的深度，可以有效地調(diào)控天線的兩個(gè)工作頻段，使其低頻段覆蓋2G (GSM和CDMA)頻段，高頻段覆蓋 3G (WCDMA、TD-SCDMA 和 CDMA 2000)頻段以及 WLAN 低頻段(2450MHz 頻段)。參看圖3所示的兩臂交疊深度對(duì)工作頻段回波損耗的影響，圖中以?xún)杀壑g距離表示交疊情況，距離為負(fù)，表示形成交疊。當(dāng)兩臂之間的距離從_7mm開(kāi)始逐漸增大時(shí)，回波損耗曲線中一個(gè)諧振點(diǎn)逐漸變成兩個(gè)諧振點(diǎn)，并漸漸相互遠(yuǎn)離，低頻諧振點(diǎn)緩慢地向低頻端偏移，高頻諧振點(diǎn)則快速向高頻端移動(dòng)。表明通過(guò)改變領(lǐng)結(jié)形天線兩臂之間的距離，可以調(diào)整天線的兩個(gè)工作頻段的相對(duì)位置。參看圖4所示的天線下表面天線臂端凹槽深度對(duì)對(duì)回波損耗的影響?？梢钥闯?， 凹槽12取不同深度時(shí)，對(duì)天線工作頻段回波損耗的產(chǎn)生不同的影響。說(shuō)明選擇適當(dāng)?shù)陌疾凵疃?，可以進(jìn)一步控制雙頻段的位置和頻段寬度。有利于雙頻段覆蓋2G、3G和WLAN低頻段。參看圖5，所示為天線在2G、3G及WLAN頻段內(nèi)三個(gè)典型頻率上的方向圖。三個(gè)典型頻率 f=0. 88GHz,f=2. OOGHz 和 f=2. 455GHz 分別處于 2G 頻段、3G 頻段和 WLAN 2. 45GHz 頻段內(nèi)。其中圖5 (a)、(b)所給出的分別是f=0. 88GHz時(shí)的E-面和H-面方向圖，圖5 (C)、 (d)所給出的分別是f=2. OOGHz時(shí)的E-面和H-面方向圖，圖5 (e)、(f)所給出的分別是 f=2. 455GHz時(shí)的E-面和H-面方向圖。從圖中看出，本發(fā)明可以滿足移動(dòng)通信系統(tǒng)的需要， 或便于本設(shè)計(jì)天線作為基站或直放站陣列單元使用。
權(quán)利要求
1.一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，包括介質(zhì)基板，以及印刷于介質(zhì)基板上、下表面的天線臂， 其特征在于所述上、下表面的天線臂相互不對(duì)稱(chēng)交疊成領(lǐng)結(jié)形，所述下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，所述上表面的天線臂與饋電單元連接，在饋電單元中設(shè)有同軸接口， 上、下表面的天線臂通過(guò)同軸接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，其特征在于所述饋電單元由兩段寬度不同的傳輸線段構(gòu)成，具有寬帶阻抗變換功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，其特征在于所述同軸接口包括接地引腳、內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體；其中，所述接地引腳、外導(dǎo)體分別與下表面的天線臂連接，所述內(nèi)導(dǎo)體以探針饋電形式接至饋電單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，其特征在于所述下表面的天線臂末端的凹槽的形狀采用矩形、月形或三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，其特征在于所述介質(zhì)基板采用空氣介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種面向多種體制移動(dòng)通信應(yīng)用的雙頻段領(lǐng)結(jié)形天線，包括介質(zhì)基板，以及印刷于介質(zhì)基板上、下表面的天線臂，所述上、下表面的天線臂相互不對(duì)稱(chēng)交疊成領(lǐng)結(jié)形，所述下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，所述上表面的天線臂與饋電單元連接，在饋電單元中設(shè)有同軸接口，上、下表面的天線臂通過(guò)同軸接口連接。本發(fā)明可以有效地控制天線的工作頻段，使其覆蓋2G、3G及WLAN低頻段，也可作為2G、3G及WLAN移動(dòng)通信基站或直放站單元天線使用。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK102610906SQ201210007139
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者劉征, 張晶晶, 王冰, 盛偉, 郝建強(qiáng) 申請(qǐng)人:南京中網(wǎng)衛(wèi)星通信股份有限公司