[發明專利]一種多頻差分定向混合天線

有效

• 申請號: 201910972641.6
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110729559B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 周長飛;李慧;苑姍姍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q5/28;H01Q5/314;H01Q1/48
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種多頻差分定向混合天線，屬于無線通信和天線技術領域，包括上方天線輻射體，底部寬帶180°差分巴倫和垂直設于二者之間的兩個金屬柱體。天線輻射體包括介質基板及位于介質基板正反面的金屬微帶線、輻射貼片。寬帶180°差分巴倫包括介質基板及位于介質基板正反面的金屬地板和三個金屬微帶饋線。輻射貼片和金屬地板中間均開有縫隙。射頻信號由一個金屬微帶饋線起始端輸入，從另外兩個金屬微帶饋線末端輸出，通過金屬柱體給金屬微帶線、輻射貼片和輻射貼片中間的縫隙饋電，激勵三個諧振頻率。本發明結構簡單，利用超寬帶差分巴倫對三個相隔較遠的頻段饋電，引入差分饋電降低天線的交叉極化，使天線的方向圖定向、穩定、對稱且增益較高。

技術領域

本發明屬于無線通信和天線技術領域，涉及一種多頻段的差分定向輻射的混合天線。

背景技術

隨著無線通信技術的發展，通信業務的爆炸性增長，人們對移動通信設備的要求越來越高，僅工作于單一頻段的天線已不能滿足通訊需求。同時隨著無線局域網(WLAN)、全球衛星定位系統(GPS)、第四代移動通信技術以及快速發展的5G等各種通信協議的出現，帶來的問題也日益嚴重，比如采用多個天線的加工成本、結構復雜以及相互影響等。因此研制一種兼容多頻段工作且能夠保持良好輻射特性的天線是必然的發展趨勢。

與單頻天線相比，多頻段天線具有尺寸小、結構簡單、可集成化的特點，具有更多的工作模式，同時，單個多頻天線代替多個單頻天線，在降低設備安裝空間的同時節約了安裝成本。

現有的多頻段天線設計主要采用開槽、加載多個諧振枝節、多模激勵、多端口饋電等形式。但這些研究在多頻帶的工作模式下很難同時實現穩定的、高增益的定向輻射特性，并且帶寬很窄。因此如何設計一款多頻、定向輻射、低成本、結構簡單的天線成為當前必須解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術不足，為提高和保證多頻段天線良好的輻射特性，提出一種多頻差分定向混合天線，以解決現有技術中多頻段天線體積大、增益低、方向圖不穩定等技術問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種多頻差分定向混合天線，其結構包括天線輻射體，一個簡易的寬帶180°差分巴倫，兩個金屬柱體A9、B10。所述天線輻射體平行放置于寬帶180°差分巴倫上方，兩個金屬柱體A9、B10垂直設于上方輻射天線和下方寬帶180°差分巴倫之間。

所述的天線輻射體包括介質基板A1、金屬微帶線2及輻射貼片3。所述金屬微帶線2和輻射貼片3分別印刷在所述介質基板A1正反兩面。所述輻射貼片3置于介質基板A1下方(反面)，位于兩個金屬柱體A9、B10之間，輻射貼片3中間開設有矩形縫隙15。所述金屬微帶線2置于介質基板A1上方(正面)，金屬微帶線2的兩端與穿過介質基板A1的金屬柱體A9、B10相連，并與寬帶180°差分巴倫的金屬微帶饋線B7、C8的末端連接，用于激勵出天線不同的工作頻段。

所述的寬帶180°差分巴倫包括介質基板B4、金屬地板5和金屬微帶饋線A6、B7、C8。所述金屬地板5和三個金屬微帶饋線A6、B7、C8分別印刷于介質基板B4正反兩面。所述金屬地板5置于所述介質基板B4上方(正面)，金屬地板5的長度大于兩個金屬柱體9A、B10之間的距離，金屬地板5中部開設有縫隙16，縫隙16中部為長條形，兩端為圓槽結構；所述的縫隙16與矩形縫隙15平行放置，保持相同的極化特性，以降低交叉極化。所述金屬微帶饋線A6、B7、C8置于介質基板B4下方(反面)，金屬微帶饋線B7、C8與金屬柱體A9、B10連接，實現對天線輻射體的差分饋電。