一種雙頻天線、雙極化雙頻天線及隔離元件制備方法
【專利說明】-種雙頻天線、雙極化雙頻天線及隔離元件制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種雙頻天線、雙極化雙頻天線及隔離元件 制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 不同通信系統(tǒng)需采用不同頻帶的發(fā)送/接收天線，因此，天線應(yīng)能夠接收多個(gè)頻帶 的無線電信號W應(yīng)用于多個(gè)通信系統(tǒng)。對于發(fā)送/接收多個(gè)頻率的無線電信號，可W使用多 個(gè)單頻天線或在多個(gè)頻率上工作的多頻天線。然而，在提高通信系統(tǒng)空間利用率與可操作 性方面，使用多頻的發(fā)送/接收天線比使用多個(gè)單頻發(fā)送/接收天線，對通信系統(tǒng)的集成化 設(shè)計(jì)是更有利的。
[0003] 專利文獻(xiàn)CN00806915公開了一種多頻共用天線的方案，通過在電介質(zhì)基板的內(nèi)側(cè) 福射元件與外側(cè)福射元件的間隙連接兩個(gè)福射元件的電感線圈，從而實(shí)現(xiàn)雙頻共用甚至多 頻共用。
[0004] 《電波科學(xué)學(xué)報(bào)》1990年第2期《展寬半波對稱振子帶寬的一種方法》提出了一種通 過增加諧振回路展寬對稱振子帶寬的方法，當(dāng)振子工作在低頻時(shí)，對應(yīng)其并聯(lián)諧振回路呈 短路狀態(tài)。當(dāng)振子工作在高頻時(shí)，對應(yīng)其并聯(lián)諧振回路呈開路狀態(tài)。運(yùn)樣對稱振子實(shí)現(xiàn)雙頻 甚至多頻。
[0005] 專利文獻(xiàn)CN201180004411提出了一種緊湊多頻天線，其天線元件配置在介質(zhì)的一 面，經(jīng)過金屬通孔并聯(lián)另一面的電感器，并且與介質(zhì)另一面的串聯(lián)電容器形成電容器，經(jīng)由 運(yùn)些電容器和串聯(lián)電感器電連接到輸入/輸出端。通過適當(dāng)?shù)卮_定并聯(lián)電感器的電感、串聯(lián) 電容器的電容和串聯(lián)電感器的電感W創(chuàng)建多個(gè)預(yù)期頻率附近的諧振點(diǎn)。
[0006] 上述文獻(xiàn)的方案如果應(yīng)用于高頻段（比如移動(dòng)通信700MHz~2700MHz頻段），因?yàn)?電感線圈在高頻段會(huì)產(chǎn)生寄生旁路電容和等效串聯(lián)電阻的綜合效應(yīng)，電容在高頻段也存在 寄生旁路電感及串聯(lián)電阻效應(yīng)，同時(shí)存在元件的焊接工藝差異，運(yùn)些非理想的寄生效應(yīng)及 電阻效應(yīng)將導(dǎo)致實(shí)際參數(shù)與理想?yún)?shù)的偏差，影響設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，且難W保證產(chǎn)品的批量一 致性。
[0007] 專利文獻(xiàn)CN201320047905提出了一種無源探測天線振子，主要包括連接塊、U形支 架、天線接收忍和擠壓塊W及左右天線接收端，左右天線接收端用圓形鍛錫侶棒制作，兩端 連接并固定在U型支架上，提高了電磁波信號的接收面積，并有效地降低了信噪比，然而，該 種探測天線只工作于單個(gè)頻帶，應(yīng)用于多頻系統(tǒng)時(shí)，需在單個(gè)測試系統(tǒng)安裝多個(gè)探測天線， 增大測試系統(tǒng)的復(fù)雜性。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[000引本發(fā)明的目的在于提供一種雙頻天線、雙極化雙頻天線及隔離元件制備方法，該 雙頻天線通過采用將平衡饋電部分、福射臂部分W及隔離部件設(shè)置在介質(zhì)板上，實(shí)現(xiàn)了傳 輸?shù)母邷?zhǔn)確性及生產(chǎn)的批量一致性，改善了現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，同時(shí)具有體積輕小的優(yōu) 勢。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0010] -種雙頻天線，包括依次電連接的饋電單元、傳輸線及福射臂單元;所述福射臂單 元包括具有第一、第二高頻福射臂的內(nèi)側(cè)福射單元和具有第一、第二低頻福射臂的外側(cè)福 射單元和兩個(gè)用于隔高頻通低頻的隔離元件，第一、第二高頻福射臂的一端與傳輸線連接， 所述第一高頻福射臂的另一端和第一低頻福射臂通過一隔離元件電連接，所述第二高頻福 射臂的另一端和第二低頻福射臂通過另一隔離元件電連接;所述每個(gè)隔離元件為一端開路 或短路的平行雙線結(jié)構(gòu)，組成隔離元件的平行雙線另一端的兩個(gè)導(dǎo)體分別與相應(yīng)的高頻福 射臂和低頻福射臂連接。
[0011] 進(jìn)一步的，還包括介質(zhì)板，所述饋電單元、傳輸線及福射臂單元均蝕刻于該介質(zhì)板 上，每個(gè)隔離元件的兩個(gè)導(dǎo)體分別蝕刻于介質(zhì)板的正反兩面。
[0012] 優(yōu)選的，所述饋電單元為己倫平衡饋電單元，其包括在所述介質(zhì)板的正面蝕刻出 并依次連接的第一、第二和第=導(dǎo)體帶，W及介質(zhì)板的反面蝕刻出的接地帶，并且，所述第 一、第二導(dǎo)體帶與接地帶構(gòu)成微帶線結(jié)構(gòu)，第=導(dǎo)體帶與接地帶構(gòu)成平行雙線結(jié)構(gòu)。
[0013] 具體的，所述第一、第二和第=導(dǎo)體帶被設(shè)計(jì)成先階梯型變細(xì)后再向外傾斜變粗 并在第=導(dǎo)體帶的末端形成平行雙線，所述接地帶被設(shè)計(jì)成向內(nèi)傾斜變細(xì)并最終形成與第 =導(dǎo)體帶的平行雙線配合的平行雙線。
[0014] 具體的，所述第一高頻福射臂和第二低頻福射臂設(shè)于介質(zhì)板的正面，第二高頻福 射臂和第一低頻福射臂設(shè)于介質(zhì)板的反面，并且所述第一高頻福射臂和第二低頻福射臂與 隔離元件位于介質(zhì)板正面的導(dǎo)體連接，第二高頻福射臂和第一低頻福射臂與隔離元件位于 介質(zhì)板反面的導(dǎo)體連接。
[0015] 所述內(nèi)側(cè)福射單元與隔離元件之間串聯(lián)有可變電阻。
[0016] 進(jìn)一步的，所述己倫平衡饋電單元的末端與一端帶有N型接頭的同軸線焊接。
[0017] 進(jìn)一步的，該雙頻天線還包括安裝板和用于固定該天線的支架，所述介質(zhì)板通過 安裝板與支架連接。
[0018] 本發(fā)明還設(shè)及一種上述隔離元件的的制備方法，包括W下步驟:選擇兩條導(dǎo)體或 傳輸線形成平行雙線作為隔離元件的基體;將平行雙線的一端進(jìn)行開路或短路處理;測量 并觀察平行雙線的輸入端特性并判斷其輸入端特性是否阻高頻通低頻;當(dāng)輸入端特性滿足 阻高頻通低頻時(shí)提取其作為隔離元件；當(dāng)輸入特性不滿足阻高頻通低頻時(shí)，改變平行雙線 的物理線長和特性阻抗，直到滿足阻高頻通低頻的輸入端特性要求。
[0019] 本發(fā)明還設(shè)及了一種雙極化雙頻天線，包括兩個(gè)上述雙頻天線，所述兩個(gè)雙頻天 線垂直相交，并且兩個(gè)雙頻天線的對稱軸相互重疊。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 內(nèi)側(cè)福射單元與外側(cè)福射單元的間隙利用末端短路或者開路的平行雙線連接，該 平行雙線形成隔離元件，對于高頻段呈現(xiàn)為高阻抗線，起到隔離高頻的作用，對于低頻段呈 現(xiàn)為低阻抗線，起到直通低頻的作用，W實(shí)現(xiàn)雙頻段特性。所述隔離元件采用具有穩(wěn)定參數(shù) 的平行雙線實(shí)現(xiàn)，使相關(guān)設(shè)計(jì)具有高的準(zhǔn)確性及批量一致性，改善了現(xiàn)有技術(shù)方案的不足。
[0022] 本發(fā)明可在內(nèi)側(cè)福射單元串聯(lián)電阻，通過改變電阻值來控制探測天線的接收電 平，W滿足實(shí)際測量的要求。
[0023] 己倫平衡饋電部分、傳輸線W及福射臂部分皆設(shè)置在介質(zhì)板上，反面的金屬地與 正面的導(dǎo)體帶形成微帶線結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體帶與反面金屬地形成平行雙線結(jié)構(gòu)，傳輸線也為平行 雙線結(jié)構(gòu)，相比常規(guī)使用圓形鍛錫侶棒制作的方案，本方案具有重量輕的優(yōu)勢。 【【附圖說明】】
[0024] 圖1為本發(fā)明雙頻天線的電路原理圖。
[0025] 圖2為圖1所示雙頻天線的隔離元件的一個(gè)實(shí)施方式示意圖。
[0026] 圖3為圖1所示雙頻天線的隔離元件的另一個(gè)實(shí)施方式示意圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明雙頻天線的物理結(jié)構(gòu)示意圖，其中虛線示出了介質(zhì)板反面的電路結(jié) 構(gòu)。
[00%]圖5為圖4所示雙頻天線己倫平衡饋電單元的立體圖。
[0029] 圖6為圖4所示傳輸線的立體圖。
[0030] 圖7為圖4所示的福射臂單元立體圖，其中示出了福射臂與隔離元件的連接關(guān)系。
[0031] 圖8為本發(fā)明的雙極化雙頻天線的立體圖，其由兩個(gè)圖4所示的雙頻天線垂直相交 組成。 【【具體實(shí)施方式】】
[0032] 下面結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，其中附圖中相同的標(biāo)號 全部指的是相同的部件。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對于示出本發(fā)明的特征是不必要 的，則將其省略。
[0033] 參考圖1至8,圖1為本發(fā)明的雙頻天線的電路原理圖，圖2和圖3為圖1中設(shè)及的隔 離元件的電路原理圖，其中，圖2所示的平行雙線的一端被短路，圖3所示的平行雙線的一端 為開路。
[0034] 本發(fā)明的雙頻天線100包括依次電連接的饋電單元1、傳輸線2和福射臂單元3。
[0035] 所述饋電單元1具有饋點(diǎn)，用于與外部的饋電網(wǎng)絡(luò)連接，W將饋電網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娦?號經(jīng)由饋點(diǎn)傳輸?shù)礁Ｉ浔蹎卧?并由福射臂單元3向空間發(fā)射或?qū)⒏Ｉ浔蹎卧?接收到的信 號經(jīng)饋電單元1的饋點(diǎn)傳輸?shù)酵獠康酿侂娋W(wǎng)絡(luò)中。
[0036] 所述福射臂單元3包括第一、第二高頻福射臂106、107和第一、第二低頻福射臂 110、111，^及兩個(gè)用^隔離高頻通低頻的隔離元件108、109。其中第一高頻福射臂106通過 一個(gè)隔離元件108與第一低頻福射臂110電連接，第二高頻福射臂107通過另一個(gè)隔離元件 109與第二低頻福射臂111電連接。
[0037] 由圖1可W看出，在福射臂單元3中，信號從傳輸線2經(jīng)高頻福射臂106、107傳輸?shù)?低頻福射臂110、111，也即，第一、第二高頻福射臂106、107無論從機(jī)械結(jié)構(gòu)，還是信號傳輸 上都比第一、第二低頻福射臂更靠近傳輸線2。為了便于描述和理解，第一、第二高 頻福射臂統(tǒng)稱為內(nèi)側(cè)福射單元，第一、第二低頻福射臂則統(tǒng)稱為外側(cè)福射單元。
[0038] 請結(jié)合圖2和圖3,兩個(gè)隔離元件108、109的結(jié)構(gòu)相同，W隔離元件108為例。所述隔 離元件108為一端開路或短路的平行雙線結(jié)構(gòu)（即具有兩根平行的導(dǎo)體108U1082,平行雙 線的導(dǎo)體1081、1082-端與開路器或短路器連接），所述隔離元件的另一端中，一個(gè)導(dǎo)體 1081與內(nèi)側(cè)福射單元連接，另一個(gè)導(dǎo)體1082則與外側(cè)福射單元連接。
[0039] 具體地，隔離元件108、109采用物理長