專利名稱：一種面向多種體制移動通信應用的雙頻段領結形天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種面向多種體制移動通信應用的雙頻段天線，具體涉及一種可工作在2G頻段、3G頻段和WLAN的低頻段，結構簡單、生產裝配方便的雙頻寬帶天線，也可作為無線通信系統基站或直放站天線陣列的單元結構。
背景技術：
移動通信和互聯網是當今世界電信業發展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業務。隨著第三代移動通信系統(3G，包括WCDMA、TD-SCDMA和CDMA 2000系統)的啟用，在未來相當長的時期內我國的移動通信市場將出現第二代移動通信系統(2G，包括GSM、CDMA 系統)、第三代移動通信系統和無線局域網系統(WLAN，包括802. lla、802. lib,802. llg、)并存，GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA, CDMA2000等多種移動通信制式兼有的局面。移動通信系統是有線與無線的綜合體，它是移動網絡在其覆蓋范圍內，通過空中接口(無線)將移動臺與基站聯系起來，進而與移動交換機相聯系(有線)的復合體。在移動通信系統中，空間無線信號的發射和接收都是依靠移動天線來實現的。因此，天線對于移動通信網絡來說，起著舉足輕重的作用。天線的類型與位置的選擇、天線參數的設置都將直接影響整個移動通信網絡的運行質量，尤其在基站數量多、站距小、載頻數量多的高話務量地區，天線的選擇及參數的設置對移動通信網絡的干擾、覆蓋率、接通率及全網服務質量產生很大的影響。不同制式的移動通信系統、不同的收發頻率、不同的服務要求需要選用不同類型、不同規格的天線，因此，通常情況下，在多種移動通信制式并存時，移動通信基站需要為本基站的每一種制式的收發信機配備一副移動天線，以接收和傳送本通信制式本收發頻率的空間信號。所以，在擁有多種移動通信制式的基站，需要數量眾多的天線，為避免天線間的相互干擾，在每幅天線的水平與垂直方向都必須預留一定的空間。因此，放置天線的鐵塔必須制作得足夠大以便容納這些天線，數量眾多的天線和體積龐大的鐵塔會增大移動通信系統網絡的組建成本。為減少多種制式通信系統需要天線的個數，出現了雙頻或多頻天線，如中國專利 CN2691084Y、CN2744003Y等所揭示的雙頻天線或多頻天線，或者是GSM和CDMA系統雙頻天線，或者是GSM系統的900MHz和1800MHz的雙頻天線，或者是GSM系統的1800MHz和 WLAN2. 4GHz頻段的雙頻天線，并且上述專利所揭示的雙頻或多頻天線結構較為復雜、生產
工序較多。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有的雙頻或多頻天線結構復雜、生產工序多的缺點，提供了一種可用于移動通信基站和直放站，且可調整兩個頻段相對位置及工作頻帶寬度的領結形雙頻天線。本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案
一種雙頻段領結形天線，包括介質基板，以及印刷于介質基板上、下表面的天線臂，所述上、下表面的天線臂相互不對稱交疊成領結形，所述下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，所述上表面的天線臂與饋電單元連接，在饋電單元中設有同軸接口，上、下表面的天線臂通過同軸接口連接。進一步的，本發明的一種雙頻段領結形天線，所述饋電單元由兩段寬度不同的傳輸線段構成，具有寬帶阻抗變換功能。進一步的，本發明的一種雙頻段領結形天線，所述同軸接口包括接地引腳、內導體、外導體；其中，所述接地引腳、外導體分別與下表面的天線臂連接，所述內導體以探針饋電形式接至饋電單元。進一步的，本發明的一種雙頻段領結形天線，所述下表面的天線臂末端的凹槽的形狀采用矩形、月形或三角形。作為本發明的雙頻段領結形天線的進一步優化，所述介質基板采用空氣介質。本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果
本發明基于簡單的領結形天線結構，給出了一種實現寬帶、雙頻工作的設計方法，天線結構簡潔，調試裝配方便。本發明在下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，不同的凹槽會產生不同的雙頻段特性，通過優化凹槽的深度，可以有效地調控天線的兩個工作頻段，使其低頻段覆蓋2G (GSM和CDMA)頻段，高頻段覆蓋3G (WCDMA、TD-SCDMA和CDMA 2000)頻段以及WLAN低頻段(2450MHz頻段)，并可作為2G、3G、WLAN移動通信基站或直放站的陣列天線的單元。本發明的天線的介質基板采用空氣介質結構，便于進一步降低成本，和安裝調試。


圖I是本發明雙面印刷領結形天線的示意圖2是上表面天線臂饋電及下表面天線臂交疊端凹槽結構示意圖；其中圖2 Ca)是上表面天線臂饋電結構示意圖，圖2 (b)是下表面天線臂交疊端凹槽結構示意圖。圖3是天線的兩臂之間交疊深度變化對回波損耗影響示意圖4是天線下表面天線臂端凹槽深度對對回波損耗的影響；
圖5是天線在2G、3G及WLAN頻段內三個典型頻率上的方向圖。圖中標號說明1-上表面天線臂，2-下表面天線臂，3-饋電單元，4-同軸接口， 5-介質基板，6-上表面天線臂的邊長，7-下表面天線臂，8-第一饋電單元傳輸線段，9-第二饋電單元傳輸線段，10-同軸接口的接地引腳，11-內導體，12-凹槽。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明
參看圖1，本發明的領結型天線由上表面天線臂I和下表面天線臂2構成。上表面天線臂I和下表面天線臂2形成一定的交疊。其中，上表面天線臂通過饋電單元3由同軸接口 4進行饋電，下表面天線臂2與同軸接口 4的外導體相接，同軸接口 4的內導體11以探針饋電形式，接至饋電單元3。參看圖2，結合圖(a)、(b)所示，該天線的上表面天線臂I、下表面天線臂2分別印刷于介質基片5的上下面。上表面天線臂I的長度可以通過調節邊長6控制，下表面天線臂2的長度可以根據需要，通過調節邊長7控制。饋電單元3由寬度不同的傳輸線段8、9 兩段構成，具有寬帶阻抗變換功能。同軸接口 4的接地引腳10與內導體11分別接至下表面天線臂2和饋電單元3的傳輸線段9的中心。在下表面天線臂的交疊端，有凹槽12。凹槽12的形狀可以采用矩形、月形或三角形，槽的深度由設計優化確定。不同的凹槽會產生不同的雙頻段特性，通過優化凹槽的深度，可以有效地調控天線的兩個工作頻段，使其低頻段覆蓋2G (GSM和CDMA)頻段，高頻段覆蓋 3G (WCDMA、TD-SCDMA 和 CDMA 2000)頻段以及 WLAN 低頻段(2450MHz 頻段)。參看圖3所示的兩臂交疊深度對工作頻段回波損耗的影響，圖中以兩臂之間距離表示交疊情況，距離為負，表示形成交疊。當兩臂之間的距離從_7mm開始逐漸增大時，回波損耗曲線中一個諧振點逐漸變成兩個諧振點，并漸漸相互遠離，低頻諧振點緩慢地向低頻端偏移，高頻諧振點則快速向高頻端移動。表明通過改變領結形天線兩臂之間的距離，可以調整天線的兩個工作頻段的相對位置。參看圖4所示的天線下表面天線臂端凹槽深度對對回波損耗的影響。可以看出， 凹槽12取不同深度時，對天線工作頻段回波損耗的產生不同的影響。說明選擇適當的凹槽深度，可以進一步控制雙頻段的位置和頻段寬度。有利于雙頻段覆蓋2G、3G和WLAN低頻段。參看圖5，所示為天線在2G、3G及WLAN頻段內三個典型頻率上的方向圖。三個典型頻率 f=0. 88GHz,f=2. OOGHz 和 f=2. 455GHz 分別處于 2G 頻段、3G 頻段和 WLAN 2. 45GHz 頻段內。其中圖5 (a)、(b)所給出的分別是f=0. 88GHz時的E-面和H-面方向圖，圖5 (C)、 (d)所給出的分別是f=2. OOGHz時的E-面和H-面方向圖，圖5 (e)、(f)所給出的分別是 f=2. 455GHz時的E-面和H-面方向圖。從圖中看出，本發明可以滿足移動通信系統的需要， 或便于本設計天線作為基站或直放站陣列單元使用。
權利要求
1.一種雙頻段領結形天線，包括介質基板，以及印刷于介質基板上、下表面的天線臂， 其特征在于所述上、下表面的天線臂相互不對稱交疊成領結形，所述下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，所述上表面的天線臂與饋電單元連接，在饋電單元中設有同軸接口， 上、下表面的天線臂通過同軸接口連接。
2.根據權利要求I所述的一種雙頻段領結形天線，其特征在于所述饋電單元由兩段寬度不同的傳輸線段構成，具有寬帶阻抗變換功能。
3.根據權利要求I所述的一種雙頻段領結形天線，其特征在于所述同軸接口包括接地引腳、內導體、外導體；其中，所述接地引腳、外導體分別與下表面的天線臂連接，所述內導體以探針饋電形式接至饋電單元。
4.根據權利要求I所述的一種雙頻段領結形天線，其特征在于所述下表面的天線臂末端的凹槽的形狀采用矩形、月形或三角形。
5.根據權利要求I所述的一種雙頻段領結形天線，其特征在于所述介質基板采用空氣介質。
全文摘要
本發明公開了一種面向多種體制移動通信應用的雙頻段領結形天線，包括介質基板，以及印刷于介質基板上、下表面的天線臂，所述上、下表面的天線臂相互不對稱交疊成領結形，所述下表面的天線臂在交疊處的末端具有凹槽，所述上表面的天線臂與饋電單元連接，在饋電單元中設有同軸接口，上、下表面的天線臂通過同軸接口連接。本發明可以有效地控制天線的工作頻段，使其覆蓋2G、3G及WLAN低頻段，也可作為2G、3G及WLAN移動通信基站或直放站單元天線使用。
文檔編號H01Q1/38GK102610906SQ201210007139
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者劉征, 張晶晶, 王冰, 盛偉, 郝建強 申請人:南京中網衛星通信股份有限公司