一种底板加载电感的具有耦合抑制的窄带单极子天线的制作方法

本发明涉及一种单极子天线，更特别地说。是指一种具有耦合抑制窄带的单极子天线。
背景技术：
：近年来，无线模型整合到手提设备的趋势增长很快，天线系统间的互耦合问题重新获得关注。在有限地平面中，多元化和多输入输出系统内工作的天线间的带内耦合情形已被广泛的研究。当天线在有限底板上时，通过修改底板的尺寸参数，令天线间的底板的一部分下凹或者增加一个寄生单元都可以抑制两个排列比较拥挤的天线的带内耦合。另外，在各行各业的天线设计中可以发现，当天线的工作频率并不重叠时，天线间同样会有很强的带外互耦。技术实现要素：为了抑制有限底板上的窄带天线间的带外及带内耦合，本发明是在有限底板上的特定位置进行无源器件的加载，以此增加天线之间的隔离度。本发明设计了一种底板加载电感的具有耦合抑制的窄带单极子天线，所要解决的是如何抑制有限底板上的窄带天线间的带外耦合和带内耦合的技术问题，采用的是在介质板上采用覆铜工艺加工有存在间隙的覆铜层，存在间隙的覆铜层之间焊接有两个电感；一覆铜层上焊接有一金属柱，另一覆铜层上焊接有另一金属柱，且两个金属柱之间存在有间距。两个金属柱均为单极子天线构型，馈电点为金属柱与底板的接合处。本发明设计了一种底板加载电感的具有耦合抑制的窄带单极子天线，其是在介质板(1)上采用覆铜工艺加工有A覆铜层(2A)和B覆铜层(2B)，A覆铜层(2A)上焊接有A金属矩形柱(3)，B覆铜层(2B)上焊接有B金属矩形柱(4)，A覆铜层(2A)与B覆铜层(2B)之间存在有间隙，所述间隙的端部焊接有A电感(5)、B电感(6)；A覆铜层(2A)与B覆铜层(2B)的覆铜厚度为0.018～0.035mm。本发明设计了另一种底板加载电感的具有耦合抑制的窄带单极子天线，其是在介质板(1)上采用覆铜工艺加工有A覆铜层(2A)、B覆铜层(2B)，A覆铜层(2A)上焊接有C金属圆柱(31)，B覆铜层(2B)上焊接有D金属圆柱(41)，A覆铜层(2A)与B覆铜层(2B)之间存在有间隙，所述间隙的端部焊接有A电感(5)、B电感(6)；A覆铜层(2A)与B覆铜层(2B)的覆铜厚度为0.018～0.035mm。本发明的具有耦合抑制窄带的单极子天线优点在于：①利用介质板模拟有限地平面，在介质板尺寸固定情况下，可以利用加载进一步提升天线之间的隔离度。②在介质板上制作存在间隙的覆铜层，解决了电流加载时不通过所加载的电感的问题。③天线制作简单，可通过调整天线尺寸来改变天线的工作频率，应用更广泛。附图说明图1是本发明双矩形柱单极子天线的结构图。图1A是本发明另一双矩形柱单极子天线的结构图。图1B是传统双矩形柱单极子天线的结构图。图2是本发明双圆柱单极子天线的结构图。图2A是本发明另一双圆柱单极子天线的结构图。图3A是实施例1的S11参数图。图3B是实施例1的S12参数图。图3C是实施例1的S22参数图。图3D是实施例1的E面方向图。图3E是实施例1的H面方向图。图3F是实施例1的加载不同电感值的S12参数图。1.介质板2.覆铜层3.A金属矩形柱4.B金属矩形柱5.A电感6.B电感31.C金属圆柱41.D金属圆柱具体实施方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。本发明设计的一种底板加载电感的具有耦合抑制的窄带单极子天线，是在介质板上采用覆铜工艺加工有存在间隙的覆铜层，存在间隙的覆铜层之间焊接有两个电感；一覆铜层上焊接有一金属柱，另一覆铜层上焊接有另一金属柱，且两个金属柱之间存在有间距。两个金属柱均为单极子天线构型，馈电点为金属柱与底板的接合处。两个金属柱的工作频率可以相同，也可以不同；工作频率相同时，本发明设计的天线为带内耦合；工作频率不同时，本发明设计的天线为带外耦合。在本发明中，电感选用日本村田公司生产的LQW18AN_00系列的电感，电感值为2.2nH～120nH。传统天线：参见图1B所示的传统双矩形柱单极子天线，在介质板1上采用覆铜工艺加工有覆铜层2，在覆铜层2的一端焊接有A金属矩形柱3(或者是A金属圆柱)，在覆铜层2的另一端焊接有B金属矩形柱4(或者是B金属圆柱)。具有耦合抑制窄带的双矩形柱单极子天线：参见图1、图1A所示的具有耦合抑制窄带的双矩形柱单极子天线，是在介质板1上采用覆铜工艺加工有A覆铜层2A和B覆铜层2B，A覆铜层2A上焊接有A金属矩形柱3，B覆铜层2B上焊接有B金属矩形柱4，A覆铜层2A与B覆铜层2B之间存在有间隙，所述间隙的端部焊接有A电感5、B电感6。A覆铜层2A与B覆铜层2B的覆铜厚度为0.018～0.035mm。介质板1的长记为a1、介质板1的宽记为b1、介质板1的厚度一般为0.5～1.5mm。A金属矩形柱3的长记为a3、A金属矩形柱3的宽记为b3、A金属矩形柱3的高记为h3。A金属矩形柱3距离覆铜层边界的距离记为d3-2。B金属矩形柱4的长记为a4、B金属矩形柱4的宽记为b4、B金属矩形柱4的高记为h4。B金属矩形柱4A距离覆铜层边界的距离记为d4-2。金属矩形柱3与B金属矩形柱4之间的间距记为D3-4。A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间距记为a2A-2B。在本发明中，考虑到天线实际应用场景，以波长λ为50mm～5000mm作为天线约束尺寸设计：a1＝(0.1～1.0)λ、b1＝(0.1～1.0)λ；a2A-2B＝(0.001～0.005)λ；D3-4＝(0.1～1.0)λ；a3＝(0.001～0.02)λ、b3＝(0.001～0.02)λ、h3＝(0.05～0.35)λ；a4＝(0.001～0.02)λ、b4＝(0.001～0.02)λ、h4＝(0.05～0.35)λ。实施例1A金属矩形柱3的长a3＝2mm、A金属矩形柱3的宽b3＝2mm、A金属矩形柱3的高h3＝110mm。A金属矩形柱3的工作频率为900MHz。B金属矩形柱4的长a4＝2mm、B金属矩形柱4的宽b4＝2mm、B金属矩形柱4的高h4＝30mm。B金属矩形柱4的工作频率为2.4GHz。由于工作频率不同，A金属矩形柱3与B金属矩形柱4为带外耦合。A金属矩形柱3与B金属矩形柱4之间的间距D3-4＝40mm。A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间距a2A-2B＝1mm、A覆铜层2A与B覆铜层2B的覆铜厚度为0.035mm。在A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间隙的端部焊接的A电感5、B电感6的电感值为84nH。介质板1的长a1＝41mm、介质板1的宽b1＝41mm、介质板1的厚度h1＝0.8mm。A金属矩形柱3和B金属矩形柱4为单极子天线构型，馈电点为金属柱与底板的接合处。对实施例1采用S参数进行性能评价：图中虚线表示传统天线，实线表示设计的实施例1天线。参见图3A所示，S11参数表示A金属矩形柱3的工作性能，在电感加载前后其在工作频率900MHz处的性能基本不变。参见图3B所示，本发明使用S12评价电感加载前后A金属矩形柱3与B金属矩形柱4之间的隔离度，如图3B所示，在工作频率900MHz处的耦合度传统天线为－22dB。而实施例1天线降低到－33dB，下降了11dB。耦合度S12在工作频率2.4GHz时被抑制了且超过6dB。参见图3C所示，S22参数表示B金属矩形柱4的工作性能，在电感加载前后其在工作频率2.4GHz处的性能基本不变。对实施例1采用方向图进行电感加载前后性能评价：图中虚线表示传统天线，实线表示设计的实施例1天线。从图3D的E面方向图中可以看出，工作频率为900MHz时，电感加载后方向性更好，更加接近偶极子天线。从图3E的H面方向图中可以看出，工作频率为900MHz时，H面天线辐射性能不受影响。本发明实施例1天线在工作频率为900MHz时的S12值随电感加载值的变化曲线如图3E所示，在电感值为84nH处互耦明显地被抑制了，且S12为最优。具有耦合抑制窄带的双圆柱单极子天线：参见图2、图2A所示的具有耦合抑制窄带的双圆柱单极子天线，是在介质板1上采用覆铜工艺加工有A覆铜层2A、B覆铜层2B，A覆铜层2A上焊接有C金属圆柱31，B覆铜层2B上焊接有D金属圆柱41，A覆铜层2A与B覆铜层2B之间存在有间隙，所述间隙的端部焊接有A电感5、B电感6。A覆铜层2A与B覆铜层2B的覆铜厚度为0.018～0.035mm。实施例2C金属圆柱31的直径为1mm、C金属圆柱31的高为110mm。C金属圆柱31的工作频率为900MHz。D金属圆柱41的直径为1mm、D金属圆柱41的高为30mm。D金属圆柱41的工作频率为2.4GHz。C金属圆柱31与D金属圆柱41之间的间距为40mm。A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间距为1mm、A覆铜层2A与B覆铜层2B的覆铜厚度为0.035mm。在A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间隙的端部焊接的A电感5、B电感6的电感值为84nH。介质板1的长a1＝41mm、介质板1的宽b1＝41mm、介质板1的厚度h1＝0.8mm。C金属圆柱31和D金属圆柱41为单极子天线构型，馈电点为金属柱与底板的接合处。本发明使用S12评价电感加载前后C金属圆柱31与D金属圆柱41之间的隔离度，在工作频率900MHz处的耦合度传统天线为－20dB。而实施例1天线降低到－31dB，下降了11dB。耦合度S12在工作频率2.4GHz时被抑制了且超过5.5dB。本发明实施例2天线的互耦合在电感值为88nH时明显地被抑制了，且此时S12为最优。实施例3A金属矩形柱3的长a3＝2mm、A金属矩形柱3的宽b3＝2mm、A金属矩形柱3的高h3＝90mm。A金属矩形柱3的工作频率为900MHz。B金属矩形柱4的长a4＝2mm、B金属矩形柱4的宽b4＝2mm、B金属矩形柱4的高h4＝90mm。B金属矩形柱4的工作频率为900MHz。由于工作频率相同，A金属矩形柱3与B金属矩形柱4为带内耦合。A金属矩形柱3与B金属矩形柱4之间的间距D3-4＝40mm。A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间距a2A-2B＝1mm、A覆铜层2A与B覆铜层2B的覆铜厚度为0.035mm。在A覆铜层2A与B覆铜层2B之间的间隙的端部焊接的A电感5、B电感6的电感值为78nH。介质板1的长a1＝41mm、介质板1的宽b1＝41mm、介质板1的厚度h1＝0.8mm。A金属矩形柱3和B金属矩形柱4为单极子天线构型，馈电点为金属柱与底板的接合处。本发明使用S12评价电感加载前后A金属矩形柱3与B金属矩形柱4之间的隔离度，在工作频率900MHz处的耦合度传统天线为－2.8dB。而实施例1天线降低到－6.2dB，下降了3.4dB。本发明实施例3天线的互耦合在电感值为78nH时明显地被抑制了，且此时S12为最优。当前第1页1 2 3