专利名称：单点馈电双频缝隙天线的制作方法
单点馈电双频缝隙天线本发明属于移动通信基站和终端天线领域，具体涉及一种单点馈电双频缝隙天 线，适用于双频模式终端设备的信号传输及覆盖。伴随现代无线通信的迅猛发展，双频特别是单点馈电双频天线的需求越来越大。 当前，单点馈电双频天线从实现机理的角度可以分为两种。一种是如G. B. Hsieh,M. H. Chen 禾口 K. L. ffong 在〈〈Single—feed dual-band circularly polarised microstrip antenna)) (Electron. Lett.，vol. 34, no. 12，pp. 1170-1171，Jun. 1998)中提出的双频微带天线，低 频段由微带天线的主辐射模式产生，另一个频段由微带的高次辐射模式产生。该技术是较 多采用的使用单个辐射单元工作在双频的方案，但该技术方案的一个很大缺点是，产生高、 低频段的两个模式彼此关联，高、低频模式中任一谐振频率改变的同时也会使另外一个模 式的频率发生改变，对于需要自由设计天线两个不同频段的情形无法满足。另一种单点 馈电双频工作的实现机理，如T. A. Denidni和Q. Rao在《Hybrid dielectric resonator antennas with radiating slot for dual-frequency operation》(干丨J在于 IEEE Antennas Wireless Propagat. Lett.，vol. 3，pp. 321-323，2004)中提出的将两种不同类型的天线合 成到一起，这种方法下提供双频中一个频段的天线(如缝隙)同时又充当另一个频段天线 (如介质谐振器天线)的馈电结构，天线间耦合严重，同样无法支持两个不同频段的相对自 由设计。本发明的目的是针对上述的技术缺陷，提出一种单点馈电双频缝隙天线，天线两 个频段的由两个不同的腔体缝隙天线产生，两个腔体缝隙彼此不存在关联，因而双频天线 的两个频段可相对独立设计。本发明的目的是这样实现的单点馈电双频缝隙天线，其主体为一个金属腔体，所述的金属腔体上设有工作于 双频中其中一个频段的第一天线和工作于双频中另外一个频段的第二天线，所述的第一天 线是设于所述金属腔体侧壁的矩形带状辐射缝隙，所述的第二天线是设于所述金属腔体顶 壁的圆形带状辐射缝隙，所述的金属腔体内设有一探针，该探针同时为矩形带状辐射缝隙 和圆形带状辐射缝隙馈电。本发明提出了一种单点馈电双频缝隙天线，适用于双频模式终端设备的信号传输 及覆盖。天线主体为一个金属腔体，腔体侧壁刻有矩形带状辐射缝隙，腔体顶壁刻有圆形带 状辐射缝隙，腔体内置一个探针，同时给第一天线和第二天线馈电。第一天线和第二天线的 谐振频率直接和其尺寸相关，所以双频天线两个频段的频率和轴比可以分别独立设计。作为上述技术方案的改良，本发明的进一步技术方案如下进一步，上述的探针呈L型。
进一步，上述金属腔体外形呈长方体或正方体。进一步，上述的矩形带状辐射缝隙刻于所述金属腔体的四周，将所述的金属腔体 分割为位于所述矩形带状辐射缝隙下部的第一金属腔体和位于所述矩形带状辐射缝隙上 部的第二金属腔体。进一步，上述的矩形带状辐射缝隙下缘金属腔体侧壁上设有两个向上凸起的第一 缝隙加载，该两个第一缝隙加载彼此中心对称设置。第一缝隙加载用以激励矩形带状辐射缝隙的两个正交模式，产生圆极化场，工作 在双频圆极化天线的一个频段。进一步，上述的圆形带状辐射缝隙内部径向设置有沿周向顺次排列的第二缝隙加 载，第三缝隙加载以及第四缝隙加载，所述的第二缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射 缝隙所在平面的投影呈90°夹角，所述的第三缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙 所在平面的投影呈45°夹角，所述的第四缝隙加载与所述的第三缝隙加载呈22. 5°夹角。第二缝隙加载，第三缝隙加载以及第四缝隙加载用以激励圆形带状辐射缝隙的圆 极化场，使其工作在双频圆极化天线的另一个频段。进一步，上述的第一缝隙加载为矩形或两个上下叠加贯通的矩形。进一步，上述的矩形带状辐射缝隙处设有第一非金属支撑件。进一步，上述的圆形带状辐射缝隙内部金属腔体壁和探针之间设有第二非金属支 撑件。
图1为本发明实施例Y方向的侧视效果图；图2为本发明实施例X方向的侧视效果图；图3为本发明实施例的俯视图；图4为本发明实施例反射系数的仿真与实测值；图5为本发明实施例矩形腔体缝隙天线轴比仿真与实测值；图6为本发明实施例圆形腔体缝隙天线轴比仿真与实测值。以下结合附图和具体实施案例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明 技术方案的限定。本实施例的单点馈电双频缝隙天线的两个频段分别由矩形带状辐射缝隙和圆形 带状辐射缝隙提供，该矩形带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙由腔体内置的L型探针馈 电。参照图1、2及3所示，金属腔体四周刻有矩形带状辐射缝隙3，将金属腔体分为位 于矩形带状辐射缝隙3下部的第一金属腔体1和位于矩形带状辐射缝隙3上部的第二金属 腔体2，第一金属腔体1和第二金属腔体2两部分之间由第一非金属支撑件6连接。矩形带 状辐射缝隙3下缘金属腔体侧壁上设有两个向上凸起的第一缝隙加载4，该两个第一缝隙 加载4彼此中心对称设置。第一缝隙加载4用于激励矩形带状辐射缝隙3的圆极化场。第二金属腔体2上方刻有圆形带状辐射缝隙5，圆形带状辐射缝隙5内部径向设置有沿该圆形带状辐射缝隙5周向顺次排列的第二缝隙加载9，第三缝隙加载10以及第四缝 隙加载11，用以激励圆形带状辐射缝隙5的圆极化场。第二缝隙加载9与L型探针在该圆 形带状辐射缝隙5所在平面的投影呈90°夹角，第三缝隙加载10与L型探针在该圆形带状 辐射缝隙5所在平面的投影呈45°夹角，第四缝隙加载11与第三缝隙加载10呈22. 5°夹金属腔体内置L型探针8，同时给矩形带状辐射缝隙3和圆形带状辐射缝隙5馈 电。L型探针8上方设有第二非金属支撑件7，用以支撑圆形带状辐射缝隙3内部的金属腔 体壁。本实施例矩形带状辐射缝隙的长度为4*A = 4*33 = 132mm。本实施例圆形带状辐射缝隙半径为R = 6. 9mm,宽度为Wa = 1mm。本实施例L型探针水平及垂直部分长度分别为Lh = 14. 5mm, Lv = 20mm。图4为本实施例反射系数的仿真与实测值。图5及图6分别为本发明实施例矩形 带状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙轴比的仿真及试验值。上述结果表明，天线两个频段反 射系数及轴比的仿真和试验值吻合，本发明是成功的双频圆极化天线设计。需要特别说明的是如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明结构、装置等近似、雷同，或是对于本发 明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求
1.单点馈电双频缝隙天线，其主体为一个金属腔体，其特征在于所述的金属腔体上 设有工作于双频中其中一个频段的第一天线和工作于双频中另外一个频段的第二天线，所 述的第一天线是设于所述金属腔体侧壁的矩形带状辐射缝隙，所述的第二天线是设于所述 金属腔体顶壁的圆形带状辐射缝隙，所述的金属腔体内设有一探针，该探针同时为矩形带 状辐射缝隙和圆形带状辐射缝隙馈电。
2.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的探针呈L型。
3.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述金属腔体外形呈 长方体或正方体。
4.根据权利要求3所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的矩形带状辐射 缝隙刻于所述金属腔体的四周，将所述的金属腔体分割为位于所述矩形带状辐射缝隙下部 的第一金属腔体和位于所述矩形带状辐射缝隙上部的第二金属腔体。
5.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的矩形带状辐射 缝隙下缘金属腔体侧壁上设有两个向上凸起的第一缝隙加载，该两个第一缝隙加载彼此中 心对称设置。
6.根据权利要求2所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的圆形带状辐射 缝隙内部径向设置有沿周向顺次排列的第二缝隙加载，第三缝隙加载以及第四缝隙加载， 所述的第二缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙所在平面的投影呈90°夹角，所述 的第三缝隙加载与所述探针在该圆形带状辐射缝隙所在平面的投影呈45°夹角，所述的第 四缝隙加载与所述的第三缝隙加载呈22. 5°夹角。
7.根据权利要求5所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的第一缝隙加载 为矩形或两个上下叠加贯通的矩形。
8.根据权利要求4所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的矩形带状辐射 缝隙处设有第一非金属支撑件。
9.根据权利要求1所述的单点馈电双频缝隙天线，其特征在于所述的圆形带状辐射 缝隙内部金属腔体壁和探针之间设有第二非金属支撑件。
全文摘要
本发明提出了一种单点馈电双频缝隙天线，适用于双频模式终端设备的信号传输及覆盖。天线主体为一个金属腔体，腔体侧壁刻有矩形带状辐射缝隙，腔体顶壁刻有圆形带状辐射缝隙，腔体内置一个探针，同时给第一天线和第二天线馈电。第一天线和第二天线的谐振频率直接和其尺寸相关，所以双频圆极化天线两个频段的频率和轴比可以分别独立设计。
文档编号H01Q1/36GK102097679SQ201110021999
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月15日 优先权日2011年1月15日
发明者丁勇, 伍裕江, 张利华, 张志勇, 曾明, 潘晋, 陆凯, 高晓春 申请人:广东通宇通讯股份有限公司