双频天线及通信设备的制作方法

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及到一种双频天线及通信设备。

背景技术：

随着移动通信的发展，无线通信网络覆盖向着深度、广度以及厚度方向演进。除了传统宏基站外，目前微站、皮基站等多种一体化小型基站设备形态用于改善深度覆盖，提高网络容量。其中，皮基站主要解决室内覆盖问题，并且由于工作在室内，设备体积要求小巧美观。

为满足皮站设备双模或多频需求，一体化设备内的天线一般不工作在单一频段。目前市场上的皮站设备大都不仅仅工作在室分频段band402.3-2.4ghz，而需要兼容设计gsm900mhz或fdd1800mhz等其它频段。

目前，在皮基站设备中，内置天线多采用pifa(planarinverted-fantenna)天线结构。pifa天线基本结构包括一个平面辐射单元和一个适合的地面。辐射单元一般有分别用于馈电和接地两个比较靠近的接地引脚。在pifa天线的实际设计中，多采用开槽的方式实现多频工作。另外，为满足设备低频需求，设备天线也可采用一些低剖面设计方案。这些低剖面结构形式变化多样，一般需在满足辐射性能的情况下，做到较低的剖面高度。

但是在采用pifa天线时，pifa天线开槽后，天线辐射金属片上产生多个相对独立的电流回路，对应着若干个金属枝节。金属枝节一般工作在一个频段，具有窄带特性，而设备中天线周围金属环境的存在容易影响pifa的辐射性能，尤其是方向图覆盖效果。一般来讲，pifa天线在设备中辐射效率比较低，有可能出现负增益的情况，覆盖效果差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种双频天线及通信设备，用以改善辐射效果。

本发明提供了一种双频天线，该双频天线包括接地面以及用于发射双频段信号的辐射面；所述辐射面至少包括第一部及与所述第一部连接的第二部，其中，所述第一部为三角形，所述第二部为矩形；且所述第二部连接有与所述接地面连接的折弯部。在上述技术方案中，通过采用可发射双频段信号的辐射面进行辐射，可以有效的降低双频天线的尺寸，改善辐射效果。

在一个具体的可实施方案中，所述第一部及所述第二部为一体结构，且所述第一部的一侧边与所述第二部连接的一侧边连接。方便设置。

在一个具体的可实施方案中，所述双频天线还包括馈电线；其中，所述馈电线与所述第一部背离所述第二部的顶点连接。用于改善带宽。

在一个具体的可实施方案中，所述第一部为等腰三角形，且所述第一部的底边与所述第二部的一侧边连接。用于改善带宽。

在一个具体的可实施方案中，所述接地面与所述辐射面平行设置。用于降低天线高度。

在一个具体的可实施方案中，所述第二部的宽度与所述折弯部的高度之和为第一频段对应的波长的四分之一；其中，所述第一频段为所述双频段信号中频段较低的一个频段。用该降低天线高度。

在一个具体的可实施方案中，所述第一频段为855mhz–965mhz；第二频段为2.26ghz–2.42ghz；其中，所述第二频段为所述双频段信号中的另一个频段。实现两个不同的频段。

在一个具体的可实施方案中，所述第二部的长度为所述第二频段对应的波长的四分之三。

在一个具体的可实施方案中，所述折弯部为矩形，且所述折弯部的一个侧边与所述接地面导电连接。改善接地效果。

第二方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括壳体，设置在所述壳体的上述任一项所述的双频天线。在上述技术方案中，通过采用可发射双频段信号的辐射面进行辐射，可以有效的降低双频天线的尺寸，改善辐射效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种双频天线的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的辐射面展开示意图；

图3为本发明实施例提供的双频天线仿真示意图；

图4a及图4b为本发明实施例提供的图4a及图4b为双频天线在xoz面的二维辐射方向图的测量结果；

图5a及图5b为本发明实施例提供的双频天线在xoy面的二维辐射方向图的测量结果；

图6为本发明实施例提供的一种通信设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为方便理解，首先说明一下本申请实施例提供的双频天线的应用场景，本申请实施例提供的双频天线应用于通信设备，如皮基站。皮基站主要解决室内覆盖问题，并且由于工作在室内，设备体积要求小巧美观，因此需要双频天线具有较小的尺寸以及较好的通信效果，而现有技术中的双频天线尺寸比较大，且通信效果比较差，为此本申请实施例提供了一种双频天线，下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的描述。

首先说明一下本申请实施例提供的双频天线的频段，本申请实施例提供的双频天线具有两个工作频段：第一频段及第二频段，其中，第一频段为双频段信号中频段较低的一个频段；第二频段为双频段信号中的另一个频段，示例性的，第一频段为855mhz–965mhz；第二频段为2.26ghz–2.42ghz。可同时覆盖移动通信gsm900以及4g室分频段band402.3ghz–2.4ghz。应当理解的是，本申请实施例提供的双频天线不局限于上述工作频段，可根据设计需求调整到所需结构尺寸。在本申请仅以第一频段为855mhz–965mhz；第二频段为2.26ghz–2.42ghz作为示例说明。

如图1所示，为了方面描述，建立了xyz坐标系。本申请实施例提供的双频天线主要包括一个接地面10以及辐射面20。如图1中所示，接地面10位于xoy平面，接地面10采用一个金属平面，在具体实施时，可以采用皮通信设备中的一个金属板作为接地面10，如采用铜板、铝板或者铁板作为接地面10，当然也可以采用皮通信设备内已有的金属层作为接地面10。在图1中，接地面10为矩形接地面10，但是在本申请中不具体限定接地面10的形状，还可以采用圆形、椭圆形、异形等不同的形状。

继续参考图1，本申请实施例提供的双频天线的辐射面20与接地面10平行设置，或者近似平行的方式设置，以降低天线高度。继续参考图1，在图1中辐射面20至少包括两部分：第一部21及第二部22，其中，第一部21为三角形，第二部22为矩形。具体的，参考图1中所示，第一部21的一个侧边与第二部22的一个侧边连接，在具体实施时，可以采用第一部21与第二部22采用分体结构，或者也可以采用第一部21及第二部22为一体结构。在图1中，第一部21与第二部22采用一体结构制备而成，示例性的，第一部21及第二部22可以采用铜、铝、铁等常见的材料制备而成。

继续参考图1，第一部21可以根据需要选择不同的三角形，如等腰三角形、直三角形、锐角三角形或者钝角三角形等不同的三角形，在具体设置时可以根据需要而定，在本申请实施例中不做具体限定。如图1中所示，第一部21采用等腰三角形，且第一部21的底边与第二部22的一侧边连接。

在第一部21与第二部22连接时，第一部21的一个侧边与第二部22连接，因此第一部21的一个顶点远离第二部22。双频天线还具有一个馈电线40，在设置馈电线40时，馈电线40与第一部21背离第二部22的顶点连接。在馈电线40与第一部21远离第二部22的顶点连接时，可以扩大双频天线的带宽效果。

继续参考图1，第二部22连接有与接地面10连接的折弯部30。有图1可以看出，折弯部30为矩形，且折弯部30的一个侧边与接地面10导电连接，相比于接地线，可以有效的改善接地效果。同时，还可以达到降低剖面高度的效果。在具体设置时，折弯部30与第二部22可以采用一体结构，第二部22、第一部21及折弯部30可以整体制备而成，如图2中所示，图2示例出了折弯部30展开后的示意图，由图2可以看出，第一部21、第二部22及折弯部30可以采用一个金属板直接裁剪成，并将金属板折弯形成如图1中所示形状。在双频天线对应第一频段及第二频段时，其中，第二部22的宽度与折弯部30的高度之和为第一频段对应的波长的四分之一。第二部22的长度为第二频段对应波长的四分之三。

由上述描述可以看出，本申请实施例提供的双频天线采用了纯金属材料，因此本发明提出的天线结构具有造价极低，易于制造；并且双频天线结构简单，剖面高度极低，约0.04倍波长(以920mhz为参考频点)，电尺寸非常小，占用设备空间小。在空间有限的小型、微型rru设备中，传统pifa多频天线的设计很难压缩到这个高度。此外，相比现有技术而言，本申请实施例中的双频天线在920mhz时天线的增益为2.6dbi，2.35ghz时为5.8dbi，增益高，辐射效率较高；具有类似于全向天线的辐射特性，覆盖效果良好，应用范围较广。并且本申请实施例提供的双频天线对周围金属环境不敏感，具有鲁棒性。

为方便理解本申请实施例提供的双频天线，对本申请实施例提供的双频天线进行仿真。示例性的，如图1及图2所示，天线的辐射平面部分由等腰三角第二部22和矩形第二部22构成。等腰三角形结构的引入扩大了带宽，馈点位于三角形的顶点处。为降低天线高度，接地矩形侧面大面积与地面相连。通过使用高频电磁仿真软件对天线结构进行仿真设计，具体尺寸见表1。在920mhz时，矩形第二部22的宽度w与接地侧面的高度h之和约为四分之一波长。在2.35ghz时，矩形第二部22的长度l1约为四分之三波长。

表1天线结构尺寸(单位：mm)

为更好地验证和评价天线的性能，按照表1的优化尺寸对双频天线进行了加工及测试验证，图3为该天线的反射系数的测试结果，其中，横坐标为频率，单位ghz。根据一般天线设计经验，终端天线反射系数在低频段，即900mhz时，判定标准可选用-6db，而在2.3ghz选用-10db。因此，该天线的工作频段范围为855mhz–965mhz和2.26ghz–2.42ghz，可同时覆盖移动通信gsm900以及4g室分频段band402.3ghz–2.4ghz。在920mhz时天线增益为2.6dbi，2.35ghz时为5.8dbi。图4a及图4b为双频天线在xoz面的二维辐射方向图的测量结果()，其中，图4a为双频天线在频点880mhz、920mhz、960mhz的情况，图4b为双频天线在频点2.3ghz、2.35ghz、2.4ghz的情况。图5a及图5b为双频天线在xoy面的二维辐射方向图(θ＝90°)的测量结果。其中，图5a为：双频天线在频点880mhz、920mhz、960mhz的情况。图5b为双频天线在频点2.3ghz、2.35ghz、2.4ghz的情况。从图4a、图4b及图5a、图5b中可以看出，本申请实施例提供的双频天线结构在xoy平面及xoz平面具有良好的全向性，覆盖性能良好。

如图6所示，本申请实施还提供了一种通信设备，示例性的，通信设备为皮基站，当然也可以采用其他已知的基站，其中，通信设备包括壳体100，设置在壳体100的上述任一项的双频天线300。更具体的，壳体100内设置有屏蔽腔200，双频天线300直接设置在屏蔽腔200上，并且接地面10可以直接采用屏蔽腔200的顶面。在上述技术方案中，通过采用可发射双频段信号的辐射面进行辐射，可以有效的降低双频天线300的尺寸，改善辐射效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。