一种双频天线的制作方法

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种双频天线。

背景技术：

近年来在无线通信中，射频收发前端作为整个通信系统的重要组成部分，也随着整个通信领域的更新而不断发展，在其发展过程中，也面临着产品成本较高、硬件设计难度增加的问题。例如，随着通信系统的不断发展完备，wifi产品中的mimo系统存在天线数量不断增加的问题。

然而，受制于wifi产品的天线布局空间有限，天线的可布局空间不足会导致天线隔离度不够，存在影响无线天线的通信质量的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种双频天线，旨在解决天线的可布局空间不足会导致天线隔离度不够，存在影响无线天线的通信质量的问题。

本申请实施例提供了一种双频天线，包括天线主体、微带合路器、第一馈电端口以及第二馈电端口，所述天线主体包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述天线主体的馈电点位于所述第一辐射单元与所述第二辐射单元的连接处，所述第一馈电端口和所述第二馈电端口分别通过所述微带合路器共接于所述天线主体的馈电点。

可选的，所述微带合路器包括第一滤波单元、第二滤波单元、接地端以及用于连接所述第一滤波单元、所述第二滤波单元以及所述馈电点的合路网络，所述第一滤波单元与所述合路网络的第一分支连接，所述第二滤波单元与所述合路网络的第二分支连接，所述合路网络的合路分支与所述馈电点连接。

可选的，所述第一滤波单元为高通滤波单元，第二滤波单元为低通滤波单元。

可选的，所述微带合路器还包括第一端口匹配段和第二端口匹配段，所述第一端口匹配段设于所述第一馈电端口与所述合路网络的第一分支之间，所述第二端口匹配段设于所述第二馈电端口与所述合路网络的第二分支之间。

可选的，所述第一端口匹配段和所述第二端口匹配段均为阻抗变换器。

可选的，所述双频天线还包括微带线，所述天线主体的馈电点通过所述微带线与所述合路网络的合路分支连接。

可选的，所述微带线的阻抗为50欧姆。

可选的，所述合路网络的形状呈“t”型。

可选的，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元中的辐射段相连，并形成凹形结构。

可选的，所述合路网络为阶梯阻抗变换结构。

本申请提供的双频天线中，所述包括天线主体、微带合路器、第一馈电端口以及第二馈电端口，所述天线主体包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述天线主体的馈电点位于所述第一辐射单元与所述第二辐射单元的连接点，所述第一馈电端口和所述第二馈电端口分别通过所述微带合路器共接于所述天线主体的馈电点，从而在有限的产品空间内减少了天线数量，且使得天线各频段具有较好的隔离度，解决了天线的可布局空间不足导致天线隔离度不够，影响无线天线的通信质量的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的双频天线的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的双频天线的的背面示意图；

图3为本申请实施例提供的双频合路器架构的示意图；

图4为本申请实施例提供的sir谐振器的示意图；

图5为本申请实施例提供的开路枝节加载的低通滤波器等效电路图；

图6为本申请实施例提供的双频天线的s参数；

图7为本申请实施例提供的分布电流与场型示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例提供了一种双频天线，参见图1所示，本实施例中的双频天线包括天线主体100、微带合路器200、第一馈电端口301以及第二馈电端口302，所述天线主体100包括第一辐射单元101和第二辐射单元102，所述天线主体100的馈电点位于所述第一辐射单元101与所述第二辐射单元102的连接处，所述第一馈电端口301和所述第二馈电端口302分别通过所述微带合路器200共接于所述天线主体100的馈电点。

在本实施例中，天线主体100、微带合路器200均设置于基板的第一面，其中，天线主体100采用第一辐射单元101和第二辐射单元102分别工作在不同的频段上，形成双谐振，且第一辐射单元101和第二辐射单元102共用一个馈电点，使得每个辐射单元可以单独根据其工作频段进行调整。例如，在具体应用中，第一辐射单元101可以进行低频段的信号辐射，其电流有效电长度约为低频2400mhz频率的1/4波长。第二辐射单元102可以进行高频段的信号辐射，其电流有效电长度，约为高频5500mhz频率的1/4波长。

进一步的，在本实施例中，第一辐射单元101和第二辐射单元102均由弯折型结构的辐射段组成，此时，第一辐射单元101和第二辐射单元102中的辐射段耦合连接，并在其连接处形成天线主体100的馈电点。

进一步的，在本实施例中，通过微带合路器200进行合理的网络连接，实现第一馈电端口301与第二馈电端口302之间较高的隔离度，同时，第一辐射单元101与第二辐射单元102中的电流正交分布，可以有效减小辐射单元之间的互耦。

在一个实施例中，参见图1和图2，所述微带合路器200包括第一滤波单元201、第二滤波单元202、接地端205以及用于连接所述第一滤波单元201、所述第二滤波单元202以及所述馈电点的合路网络，所述第一滤波单元201与所述合路网络的第一分支2031连接，所述第二滤波单元与所述合路网络的第二分支2032连接，所述合路网络的合路分支2033与所述馈电点连接。

在本实施例中，合路网络的第一分支2031与第一馈电端口301连接，合路网络的第二分支2032与第二馈电端口302连接，接地端205设于基板的第二面，例如，若该基板为pcb板，则在pcb板的第一面通过刻蚀形成如图1所示的双频天线，并在pcb板的第二面形成接地端205，接地端205与第一馈电端口301和第二馈电端口302连接。

在一个实施例中，第一滤波单元201为高通滤波单元，第二滤波单元202为低通滤波单元。

在本实施例中，第一滤波单元201为高通滤波单元，第二滤波单元202为低通滤波单元，并通过合路网络结构形成一双频合路器架构，参见图3所示，其中，端口1和端口2可以分别作为馈电端口，并通过合路端与天线主体100连接，实现双频段的辐射，从而避免天线数量的增加导致的隔离度较低的问题。

在一个实施例中，第一滤波单元201可以为阶梯阻抗谐振器(stepimpedanceresonator，sir)开路枝节加载的高通滤波器，该高通滤波器并不需要有严格的高通响应，只要求在指定的通带内插损足够小，以及频率低于通带的阻带内有足够的抑制。具体的，该开路枝节加载的高通滤波器在四分之一波长f1频率处产生一个传输零点，那么在奇倍频f(2n-1)处也会产生一个传输零点，为避免奇倍频的传输零点落在5g频段的有用范围内，采用sir开路枝节，该结构可使奇倍频传输零点往更高频偏移。

参见图4所示的sir开路枝节加载的高通滤波器的示意图，当zic2＝0时，所得到的频率为传输零点所在的位置。

可得：zc1-zc2tanθ1tanθ2＝0

令

零点位置取决于θ1，θ2和阻抗比rz。

假设θ2＝θ1＝θ，可以得到

当rz>1时，有

其中，sir谐振器由两段不同特性阻抗(zc1、zc2)的传输线组成，zin1、zin2分别为sir谐振器的输入阻抗，θ1、θ2分别为sir谐振器中两段不同特性阻抗传输线的电长度，所以使用sir枝节加载，可以将高次零点转移到更高的频段，从而不对通带产生影响。

在本实施例中，第二滤波单元201可以为开路枝节加载的低通滤波器，类似于椭圆函数滤波器，通过四分之一波长开路线在有限频率上获得传输零点，其集总参数等效电路参见图5所示，图中l1、l3、l5可以使用高阻抗线代替，串联谐振器l2c2、l4c4用四分之一波长开路线代替。得到的电路在l2c2、l4c4谐振处产生两个传输零点。传输零点的选择性与开路枝节的粗细有关，一般的，开路枝节越细，选择性越好。

进一步的，在本实施例中，使用有限的阶数就能使得开路枝节加载的低通滤波器达到良好的选择性。

在一个实施例中，所述微带合路器20还包括第一端口匹配段2041和第二端口匹配段2042，所述第一端口匹配段2041设于所述第一馈电端口301与所述合路网络的第一分支2031之间，所述第二端口匹配段2042设于所述第二馈电端口302与所述合路网络的第二分支2032之间。

在一个实施例中，所述第一端口匹配段2041和所述第二端口匹配段2042均为阻抗变换器。在本实施例中，通过将所述第一端口匹配段2041和所述第二端口匹配段2042设置为阻抗变换器，可以保证馈电端口的良好匹配。

在一个实施例中，所述双频天线还包括微带线400，所述天线主体100的馈电点通过所述微带线400与所述合路网络的合路分支2033连接。

在一个实施例中，所述微带线400的电阻为50欧姆。在本实施例中，50欧姆的微带线400连接天线主体100与微带合路器200，保证信号在两者之间的有效传输。

在一个实施例中，所述合路网络的形状呈“t”型。在本实施例中，参见图1所示，该t型结的合路网络由第一分支2031、第二分支2032以及合路分支2033连接构成，其中，第一分支2031、第二分支2032平行耦合连接，合路分支2033分别与第一分支2031、第二分支2032垂直，且与第一分支2031、第二分支2032耦合连接，同时，t型结合路网络的第一分支2031和第二分支2032分别与滤波器端口串连，从而分别连接至对应的滤波单元，根据滤波器在不工作频段时呈现的端口阻抗值与传输线阻抗方程，合理选择t型结的长度和宽度，使该段t型结连接段阻抗值用于抵消滤波器端的电抗，在史密斯圆图中表现为使滤波器端阻抗值沿等电抗圆旋转致电抗为0处，即开路点。因此，合路分支2033向不工作频段的滤波器端看时，呈开路状态，阻止电流流过，保证两路滤波器之间良好的隔离，实现第一馈电端口301与第二馈电端口302之间较高的隔离度，同时，参见图6所示，第一辐射单元101与第二辐射单元102电流分布正交，可以有效减小辐射单元之间的互耦。

在一个实施例中，所述第一辐射单元101与所述第二辐射单元102中的辐射段相连，并形成凹形结构。在本实施例中，第一辐射单元101与第二辐射单元102中的辐射段相连，形成一凹形结构的天线，该凹形结构在合理地尺寸的中点馈电时，可以激励出该两段工作频率下的正交分布电流，该分布电流在远场观测时表现为辐射场型图正交，有效减小辐射单元之间的互耦，其分布电流与场型图参见图7所示。

在一个实施例中，第一辐射单元101为“l”型镜像后逆时针旋转90°形成，第二辐射单元102为“l”型镜像形成，第一辐射单元101和第二辐射单元102连接后形成一勺子形状。

在一个实施例中，所述合路网络为阶梯阻抗变换结构。在本实施例中，采用阶梯阻抗变换结构形成合路网络，可以保证合路网络良好的匹配性，该阶梯阻抗变换结构可以将合路网络划分为多段，通过对每段阻抗进行设计使其形成阶梯阻抗，从而结合本实施例中的馈电端口进行阻抗匹配，使得天线端口保持良好的隔离度。

本申请提供的双频天线中，所述包括天线主体、微带合路器、第一馈电端口以及第二馈电端口，所述天线主体包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述天线主体的馈电点位于所述第一辐射单元与所述第二辐射单元的连接点，所述第一馈电端口和所述第二馈电端口分别通过所述微带合路器共接于所述天线主体的馈电点，从而在有限的产品空间内减少了天线数量，且使得天线各频段具有较好的隔离度，解决了天线的可布局空间不足导致天线隔离度不够，存在影响无线天线的通信质量的问题。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。