一种低剖面双频天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种天线，尤其是涉及一种低剖面双频天线。
【背景技术】
[0002] 随着手机通讯行业的快速发展，4G通信正在蓬勃兴起，使得电子产品的小型化和 高效性成为大势所趋。应用到天线领域上，低剖面和双频段特性受到广泛关注。天线的低 剖面特性，不仅使得整个天线的立体体积缩小，而且使得天线能很容易和其他射频设备集 成，从而集成出一套完整的射频收发装置。另外，随着天线的集化分集技术的发展，多功能 性复用的天线已经层出不穷，尤其是双频天线，得到了迅速普及。双频天线是在一个天线上 能满足两个不同频段的性能要求，这大大降低了实际生产成本。现阶段，对于低剖面双频天 线的研宄，一般都在微带贴片天线的结构基础上做的改进，现有的涉及两种天线：第一种天 线是利用天线辐射电磁波的多模特性，通过改变同轴线馈电到辐射贴片的馈电点的位置， 从而能够激发出双频谐振效果；第二种天线是在辐射贴片上再加载新的辐射贴片或者对现 有的辐射贴片进行开槽处理，以便形成两条不同的有效电流路径，从而实现天线辐射的双 频段特性。根据微带贴片天线辐射表面的有效电流路径，得出天线电长度1的近似计算公
介电常数。
[0003] 但是，现有的两种低剖面双频天线存在以下问题：第一种天线由于改变馈电点位 置来形成多模信号，从而实现双频特性，但是因为多模信号之间有杂散干扰，而且实际生产 过程会由于微小误差而产生大的频率偏移从而使频带很窄；而第二种天线通过加载贴片或 者对贴片开槽的形式来实现低剖面双频特性，虽然能够优化设计来拓宽频带，但是由于采 用的普通微带贴片天线的馈电形式，使得接地层和辐射单元在空间上共面，从而实际辐射 信号在接地层一侧基本上被阻挡，从而具有确定的辐射方向，不具有全向性。所以现有的低 剖面双频天线不能满足全向性且宽频带的特性。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种具有全向性且宽频带的低剖面双频天线。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低剖面双频天线，包括矩形 基板、馈电单元、高频福射单元、低频福射单元和接地层，所述的高频福射单元为附着在所 述的矩形基板上表面的第一覆铜层，所述的低频辐射单元为附着在所述的矩形基板上表面 的第二覆铜层，所述的第一覆铜层由正方形覆铜层和等腰梯形覆铜层拼接而成，所述的正 方形覆铜层的下边沿和所述的等腰梯形覆铜层的上底边重合，所述的第二覆铜层的形状为 等腰梯形，所述的第二覆铜层位于所述的第一覆铜层的上方，所述的第二覆铜层的下底边 与所述的正方形覆铜层的上边沿之间具有一段距离，所述的正方形覆铜层到所述的矩形基 板左右两边的距离相等，所述的等腰梯形覆铜层到所述的矩形基板左右两边的距离相等， 所述的第二覆铜层到所述的矩形基板左右两边的距离相等，所述的矩形基板的上表面设置 有接地层，所述的馈电单元与所述的等腰梯形覆铜层连接，所述的接地层与所述的馈电单 元、所述的高频福射单元和所述的低频福射单元均不连接。
[0006] 所述的接地层包括附着在所述的矩形基板上边缘处的第三覆铜层、附着在所述的 矩形基板左边缘处的第四覆铜层、附着在所述的矩形基板右边缘处的第五覆铜层、第六覆 铜层和第七覆铜层，所述的第六覆铜层和所述的第七覆铜层左右对称附着在所述的矩形基 板下边缘处；所述的第三覆铜层平行于所述的第六覆铜层且垂直于所述的第四覆铜层，所 述的第四覆铜层平行于所述的第五覆铜层；所述的第三覆铜层、所述的第四覆铜层、所述的 第五覆铜层、所述的第六覆铜层和所述的第七覆铜层的形状均为矩形；所述的第三覆铜层、 所述的第四覆铜层和所述的第五覆铜层的宽度相等且小于所述的第六覆铜层的宽度，所述 的第六覆铜层、所述的第四覆铜层、所述的第三覆铜层、所述的第五覆铜层和所述的第七覆 铜层按序依次连接且相邻两者之间连接形成的拐角为直角；所述的第四覆铜层和所述的第 六覆铜层之间的拐角处设置有等腰直角三角形状的第八覆铜层，所述的第八覆铜层的两条 直角边分别与所述的第四覆铜层和所述的第六覆铜层叠合；所述的第五覆铜层和所述的第 七覆铜层之间的拐角处设置有等腰直角三角形状的第九覆铜层，所述的第九覆铜层的两条 直角边分别与所述的第五覆铜层和所述的第七覆铜层叠合；所述的第六覆铜层和所述的第 七覆铜层之间形成一个开口，所述的馈电单元为附着在所述的矩形基板上的第十覆铜层， 所述的第十覆铜层呈矩形形状且位于所述的开口内，所述的第十覆铜层的上边缘与所述的 等腰梯形覆铜层的下底边重叠。该结构形成共面波导馈电，由于接地层分布在辐射单元的 周围且为对称结构，并且在下方两个拐角连接处引入第八覆铜层和第九覆铜层作为过渡连 接，不仅使得流经矩形基板上表面的所有覆铜层的电流损耗降至最低，还使得辐射单元和 接地层之间的有效电流路径变化缓慢，从而在各频带内天线性能随谐振频率变化缓慢，从 而极大地拓宽了频带，而且信号辐射强度在各个方向上较为均匀，很好地实现了全向性。
[0007] 所述的第十覆铜层和所述的第六覆铜层之间的间距等于所述的第十覆铜层和所 述的第七覆铜层之间的间距；第二覆铜层的下底边与所述的正方形覆铜层的上边沿的垂直 间距为1~3mm ;所述的第三覆铜层的下边沿与所述的第二覆铜层的上底边的垂直间距为 5~IOmm ;所述的第六覆铜层和所述的第十覆铜层的水平间距为1~2mm ;所述的第二覆铜 层和所述的第四覆铜层的垂直间距为3~IOmm ;所述的第二覆铜层和所述的第五覆铜层的 最小间距为3~10mm。该结构中，第二覆铜层和第一覆铜层形成空间隔离，使得高频辐射单 元和低频辐射单元的辐射信号相对独立，从而减少频率互扰，很好地实现宽频带特性。
[0008] 所述的矩形基板的材料为聚乙烯环氧树脂，所述的低剖面双频天线还包括同轴线 探头，所述的同轴线探头的内芯焊接在所述的第十覆铜层上，所述的同轴线探头的外芯焊 接在所述的第六覆铜层和所述的第七覆铜层上。该结构中聚乙烯环氧树脂基板具有较低的 相对介电常数，进一步拓展频带。
[0009] 与现有技术相比，本发明的优点在于通过采用CPW馈电技术，只在矩形基板的上 表面设置有辐射单元、馈电单元和接地层，而且将接地层布置在辐射单元的周围，从而电流 产生的空间电磁波完全呈现球体辐射，很好地实现了辐射的全方向性；又因为高频辐射单 元和低频辐射单元彼此分离，通过第一覆铜层形成高频辐射单元，第二覆铜层耦合形成低 频辐射单元，从而极大程度上减少了频带间的干扰，而且由于第一覆铜层呈等腰梯形形状， 第二覆铜层呈正方形和等腰梯形的拼接形状，两者都是规则形状且轮廓平缓，使得有效电 流路径变化缓慢，能避免电流突变引起的谐振点偏移很大而导致带宽恶化，从而使得谐振 频率变化缓慢，从而拓宽了频带，由此实现低剖面双频天线的全向性和宽频带特性。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的俯视图；
[0011] 图2为本发明的左视图；
[0012] 图3为本发明的正视图。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0014] 实施例一：如图所示，一种低剖面双频天线，包括矩形基板1、馈电单元、高频福射 单元、低频辐射单元和接地层，高频辐射单元为附着在矩形基板1上表面的第一覆铜层2， 低频辐射单元为附着在矩形基板1上表面的第二覆铜层3,第一覆铜层由正方形覆铜层21 和等腰梯形覆铜层22拼接而成，正方形覆铜层21的下边沿和等腰梯形覆铜层22的上底边 重合，第二覆铜层3的形状为等腰梯形，第二覆铜层3位于第一覆铜层2的上方，第二覆铜 层3的下底边与正方形覆铜层21的上边沿之间具有一段距离，正方形覆铜层21到矩形基 板1左右两边的距离相等，等腰梯形覆铜层22到矩形基板1左右两边的距离相等，第二覆 铜层3到矩形基板1左右两边的距离相等，矩形基板1的上表面设置有接地层，馈电单元与 等腰梯形覆铜层22连接，接地层与馈电单元、高频福射单元和低频福射单元均不连接。
[0015] 实施例二：如图所示，一种低剖面双频天线，包括矩形基板1、馈电单元、高频福射 单元、低频辐射单元和接地层，高频辐射单元为附着在矩形基板1上表面的第一覆铜层2， 低频辐射单元为附着在矩形基板1上表面的第二覆铜层3,第一覆铜层由正方形覆铜层21 和等腰梯形覆铜层22拼接而成，正方形覆铜层21的下边沿和等腰梯形覆铜层22的上底边 重合，第二覆铜层3的形状为等腰梯形，第二覆铜层3位于第一覆铜层2的上方，第二覆铜 层3的下底边与正方形覆铜层21的上边沿之间具有一段距离，正方形覆铜层21到矩形基 板1左右两边的距离相等，等腰梯形覆铜层22到矩形基板1左右两边的距离相等，第二覆 铜层3到矩形基板1左右两边的距离相等，矩形基板1的上表面设置有接地层，馈电单元与 等腰梯形覆铜层22连接，接地层与馈电单元、高频福射单元和低频福射单元均不连接