專利名稱：雙頻單極子天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，特別是涉及一種雙頻(Dual-band)單極子(Monopole)天線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的局域網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步由有線局域網(wǎng)擴(kuò)展到WLAN(Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng))。與有線局域網(wǎng)相比，無線局域網(wǎng)的主要優(yōu)勢是可以移動，無需線纜即可接入網(wǎng)絡(luò)。目前已有的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要有IEEE 802.11a(5.15 5.35/5.47 5. 725/5. 725 5. 875GHz)、IEEE 802. lib 和 802. llg(2. 4 2. 5GHz)。WLAN 天線是無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響到無線通信的質(zhì)量。隨著多功能通信產(chǎn)品的提出，許多新型的WLAN天線也開始得到人們的重視，例如雙頻天線、三頻天線以及多頻天線。其中，印刷雙頻天線由于具有加工簡單、成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，因而越來越被人們所關(guān)注。許多研究者已經(jīng)提出了工作在雙頻段的天線形式，例如偶極天線(Dipole Anten-na)、PIFA 天線(Plamir Inverted-F Antenna,印刷倒 F 天線)、 準(zhǔn)八木天線(Quari-Yagi antenna)、平面單極子天線(Planarl Monopole Antenna)等，但是，雙頻天線的具體實(shí)現(xiàn)還有待解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種雙頻單極子天線，其結(jié)構(gòu)緊湊，可直接集成在電路基板上，還可根據(jù)需求靈活調(diào)整天線尺寸，實(shí)現(xiàn)雙頻通信。本發(fā)明提供的雙頻單極子天線，包括介質(zhì)基板，介質(zhì)基板的基板底面上集成有地平面金屬片，所述介質(zhì)基板的基板表面上集成有第一輻射金屬片、第二輻射金屬片、第三輻射金屬片、第四輻射金屬片和微帶饋電金屬線，所述微帶饋電金屬線與地平面金屬片平行布置，微帶饋電金屬線與第一輻射金屬片的一端相連，且位于同一直線上，第一輻射金屬片的另一端與第二輻射金屬片垂直相連，第一輻射金屬片和第二輻射金屬片共同組成高頻單極子天線；低頻單極子天線包括第一輻射金屬片、第三輻射金屬片和第四輻射金屬片，第三輻射金屬片一端與第四輻射金屬片垂直相連，另一端與第一輻射金屬片電連接。在上述技術(shù)方案中，所述第三輻射金屬片與第一輻射金屬片相連，且位于同一直線上，所述高頻單極子天線和低頻單極子天線構(gòu)成F型。在上述技術(shù)方案中，所述第一輻射金屬片、第二輻射金屬片、第三輻射金屬片、第四輻射金屬片和微帶饋電金屬線的線寬均相等。在上述技術(shù)方案中，所述微帶饋電金屬線與第一輻射金屬片的相連之處為饋入點(diǎn)，同時給高頻單極子天線和低頻單極子天線饋電。在上述技術(shù)方案中，所述低頻單極子天線還包括第五輻射金屬片，第三輻射金屬片通過第五輻射金屬片與第一輻射金屬片相連，第五輻射金屬片與第二輻射金屬片相連且位于同一直線上，第五輻射金屬片的兩端分別與第一輻射金屬片、第三輻射金屬片垂直相連，第三輻射金屬片平行于第一輻射金屬片。在上述技術(shù)方案中，所述第一輻射金屬片、第二輻射金屬片、第三輻射金屬片、第四輻射金屬片、第五輻射金屬片和微帶饋電金屬線的線寬均相等。在上述技術(shù)方案中，所述微帶饋電金屬線與第一輻射金屬片的相連之處為饋入點(diǎn)，同時給高頻單極子天線和低頻單極子天線饋電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1)本發(fā)明中雙頻單極子天線的輻射主體為兩個集成在一起的單極子天線，通過調(diào)整兩個單極子天線的長度、寬度和形狀等，可使天線工作在不同的雙頻段，而且在所需的頻段內(nèi)能夠滿足一般無線局域網(wǎng)中天線的性能指標(biāo)要求。(2)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊，可直接集成在電路基板上，體積小。(3)通過調(diào)整輻射金屬片的長度，能夠靈活地調(diào)整天線的尺寸。(4)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿X軸方向的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的Sll參數(shù)圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的VSWR參數(shù)圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例1工作于M50MHz時XOY平面的輻射圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例1工作于M50MHz時XOZ平面的輻射圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例1工作于M50MHz時YOZ平面的輻射圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例1工作于MOO 2500MHz時的天線增益圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例1工作于5800MHz時XOY平面的輻射圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例1工作于5800MHz時XOZ平面的輻射圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例1工作于5800MHz時YOZ平面的輻射圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例1工作于5700 5900MHz時的天線增益圖。圖中1-第一輻射金屬片，2-第二輻射金屬片，3-第三輻射金屬片，4-第四輻射金屬片，5-第五輻射金屬片，6-微帶饋電金屬線，7-地平面金屬片，8-介質(zhì)基板，9-基板表面， 10-基板底面，A-第一饋入點(diǎn)，B-第二饋入點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。下面通過2個實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1參見圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例1提供的雙頻單極子天線，包括介質(zhì)基板8， 介質(zhì)基板8的基板底面10上集成有地平面金屬片7，介質(zhì)基板8的基板表面9上集成有第一輻射金屬片1、第二輻射金屬片2、第三輻射金屬片3、第四輻射金屬片4和微帶饋電金屬線6，微帶饋電金屬線6與地平面金屬片7平行布置，微帶饋電金屬線6與第一輻射金屬片1的一端相連，且位于同一直線上，第一輻射金屬片1的另一端與第二輻射金屬片2垂直相連，第一輻射金屬片1和第二輻射金屬片2共同組成高頻單極子天線。第三輻射金屬片3 —端與第一輻射金屬片1相連，且位于同一直線上，另一端與第四輻射金屬片4垂直相連，第一輻射金屬片1、第三輻射金屬片3和第四輻射金屬片4共同組成低頻單極子天線。高頻單極子天線和低頻單極子天線構(gòu)成F型。微帶饋電金屬線6與第一輻射金屬片1的相連之處A為第一饋入點(diǎn)，實(shí)施例1通過第一饋入點(diǎn)A同時給高頻單極子天線和低頻單極子天線饋電。第一輻射金屬片1、第二輻射金屬片2、第三輻射金屬片3、第四輻射金屬片4和微帶饋電金屬線6的線寬均相等。根據(jù)介質(zhì)基板8的不同介電常數(shù)和板厚，可以計(jì)算出50歐微帶線的線寬，并將此線寬作為微帶饋電金屬線6的線寬。實(shí)施例2參見圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例2提供的雙頻單極子天線，包括介質(zhì)基板8，介質(zhì)基板 8的基板底面10上集成有地平面金屬片7，介質(zhì)基板8的基板表面9上集成有第一輻射金屬片1、第二輻射金屬片2、第三輻射金屬片3、第四輻射金屬片4、第五輻射金屬片5和微帶饋電金屬線6，微帶饋電金屬線6與地平面金屬片7平行布置，微帶饋電金屬線6與第一輻射金屬片1的一端相連，且位于同一直線上，第一輻射金屬片1的另一端與第二輻射金屬片 2垂直相連，第一輻射金屬片1和第二輻射金屬片2共同組成高頻單極子天線。第三輻射金屬片3 —端與第四輻射金屬片4垂直相連，另一端通過第五輻射金屬片5與第一輻射金屬片1相連，第五輻射金屬片5與第二輻射金屬片2相連且位于同一直線上，第五輻射金屬片5的兩端分別與第一輻射金屬片1、第三輻射金屬片3垂直相連，第三輻射金屬片3平行于第一輻射金屬片1。第一輻射金屬片1、第三輻射金屬片3、第四輻射金屬片4和第五輻射金屬片5共同組成低頻單極子天線。微帶饋電金屬線6與第一輻射金屬片1的相連之處B為第二饋入點(diǎn)，實(shí)施例2通過第二饋入點(diǎn)B同時給高頻單極子天線和低頻單極子天線饋電。第一輻射金屬片1、第二輻射金屬片2、第三輻射金屬片3、第四輻射金屬片4、第五輻射金屬片5和微帶饋電金屬線6 的線寬均相等。根據(jù)介質(zhì)基板8的不同介電常數(shù)和板厚，可以計(jì)算出50歐微帶線的線寬， 并將此線寬作為微帶饋電金屬線6的線寬。通過控制第一輻射金屬片1、第二輻射金屬片2、第三輻射金屬片3、第四輻射金屬片4、第五輻射金屬片5和微帶饋電金屬線6的長度、寬度和形狀，可以得到所需的天線工作頻段。本發(fā)明實(shí)施例中的雙頻單極子天線結(jié)構(gòu)簡單，不同于傳統(tǒng)的PIFA(印刷倒F天線) 的外形為倒F，實(shí)質(zhì)為單極子天線，實(shí)施例1的形狀為“F”，參見圖1所示。若將高頻段的輻射金屬片進(jìn)行變形，還可以衍生出其他形狀，參見實(shí)施例2和圖3所示。本發(fā)明實(shí)施例的雙頻單極子天線的所有構(gòu)成部件均在普通印制板上完成，各金屬片和金屬線直接印制在電路基板上，這種實(shí)現(xiàn)方式使得天線的制作非常方便。經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明實(shí)施例1可工作于M50MHz和5800MHz兩個工作頻段。下面對本發(fā)明實(shí)施例1的具體參數(shù)進(jìn)行說明。圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的Sll (饋入點(diǎn)反射波與入射波的比值的dB值)參數(shù)圖。 從圖4中可以看出，當(dāng)實(shí)施例1的微帶饋電金屬線6的特性阻抗為50歐時，2450MHz頻段和5800MHz頻段的Sll值都小于_13dB，滿足行業(yè)一般設(shè)計(jì)要求。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的VSffR(Voltage Standing Wave Ratio,電壓駐波比)參數(shù)圖。從圖5中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1在M50MHz頻段和5800MHz頻段的VSWR值都小于1. 6，滿足行業(yè)設(shè)計(jì)要求。由此可見，本發(fā)明實(shí)施例1的天線阻抗匹配性能很好。本發(fā)明實(shí)施例1工作在低頻段0450MHz頻段)時，50歐微帶饋電金屬線6給第一輻射金屬片1、第二輻射金屬片2通過第一饋入點(diǎn)A饋電，產(chǎn)生的輻射場型參見圖6、圖7和圖8所示。由圖7可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1工作在M50MHz頻段時，在XOZ平面的輻射場型呈現(xiàn)接近于全向輻射場型。故本發(fā)明根據(jù)圖1的實(shí)施例工作于M50MHz頻段時，有良好的全向輻射和接收電磁波的性能。由圖9可以看到，本發(fā)明實(shí)施例1工作在M50MHz頻段時，天線的增益在1. 25dBi至1. 26dBi之間，可用于一般無線局域網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。本發(fā)明實(shí)施例1工作在高頻段(5800MHz頻段)時，50歐微帶饋電金屬線6給第一輻射金屬片1、第三輻射金屬片3和第四輻射金屬片4通過第一饋入點(diǎn)A饋電，產(chǎn)生的輻射場型請參考圖10、圖11和圖12。由圖11可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1工作在5800MHz頻段時，在XOZ平面的輻射場型呈現(xiàn)接近于全向輻射場型。故本發(fā)明實(shí)施例1工作于5800MHz頻段時，有良好的全向輻射和接收電磁波的性能。由圖13可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1工作在 5800MHz頻段時，天線的增益在3. 3dBi至3. SdBi之間，可用于一般無線局域網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種雙頻單極子天線，包括介質(zhì)基板(8)，介質(zhì)基板(8)的基板底面(10)上集成有地平面金屬片(7)，其特征在于所述介質(zhì)基板(8)的基板表面(9)上集成有第一輻射金屬片(1)、第二輻射金屬片O)、第三輻射金屬片(3)、第四輻射金屬片(4)和微帶饋電金屬線 (6)，所述微帶饋電金屬線(6)與地平面金屬片(7)平行布置，微帶饋電金屬線(6)與第一輻射金屬片(1)的一端相連，且位于同一直線上，第一輻射金屬片(1)的另一端與第二輻射金屬片( 垂直相連，第一輻射金屬片(1)和第二輻射金屬片( 共同組成高頻單極子天線；低頻單極子天線包括第一輻射金屬片(1)、第三輻射金屬片(3)和第四輻射金屬片G)， 第三輻射金屬片(3) —端與第四輻射金屬片(4)垂直相連，另一端與第一輻射金屬片(1) 電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻單極子天線，其特征在于所述第三輻射金屬片(3)與第一輻射金屬片(1)相連，且位于同一直線上，所述高頻單極子天線和低頻單極子天線構(gòu)成F 型。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙頻單極子天線，其特征在于所述第一輻射金屬片(1)、 第二輻射金屬片O)、第三輻射金屬片(3)、第四輻射金屬片(4)和微帶饋電金屬線(6)的線寬均相等。
4.如權(quán)利要求1或2所述的雙頻單極子天線，其特征在于所述微帶饋電金屬線(6) 與第一輻射金屬片(1)的相連之處為饋入點(diǎn)，同時給高頻單極子天線和低頻單極子天線饋電。
5.如權(quán)利要求1所述的雙頻單極子天線，其特征在于所述低頻單極子天線還包括第五輻射金屬片(5)，第三輻射金屬片(3)通過第五輻射金屬片(5)與第一輻射金屬片(1) 相連，第五輻射金屬片(5)與第二輻射金屬片(2)相連且位于同一直線上，第五輻射金屬片 (5)的兩端分別與第一輻射金屬片(1)、第三輻射金屬片(3)垂直相連，第三輻射金屬片(3) 平行于第一輻射金屬片(1)。
6.如權(quán)利要求5所述的雙頻單極子天線，其特征在于所述第一輻射金屬片(1)、第二輻射金屬片O)、第三輻射金屬片(3)、第四輻射金屬片G)、第五輻射金屬片(5)和微帶饋電金屬線(6)的線寬均相等。
7.如權(quán)利要求5或6所述的雙頻單極子天線，其特征在于所述微帶饋電金屬線(6) 與第一輻射金屬片(1)的相連之處為饋入點(diǎn)，同時給高頻單極子天線和低頻單極子天線饋電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙頻單極子天線，包括介質(zhì)基板，基板底面上集成有地平面金屬片，基板表面上集成有第一輻射金屬片、第二輻射金屬片、第三輻射金屬片、第四輻射金屬片和微帶饋電金屬線，微帶饋電金屬線與地平面金屬片平行布置，微帶饋電金屬線與第一輻射金屬片一端相連，且位于同一直線上，第一輻射金屬片另一端與第二輻射金屬片垂直相連，第一輻射金屬片和第二輻射金屬片組成高頻單極子天線；低頻單極子天線包括第一輻射金屬片、第三輻射金屬片和第四輻射金屬片，第三輻射金屬片一端與第四輻射金屬片垂直相連，另一端與第一輻射金屬片電連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，可直接集成在電路基板上，可根據(jù)需求調(diào)整天線尺寸，實(shí)現(xiàn)雙頻通信。
文檔編號H01Q5/00GK102394363SQ20111019173
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者馮瑋, 張毅, 羅鐵亮, 趙妮麗 申請人:烽火通信科技股份有限公司