[实用新型]一种双频高增益薄片天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双频高增益薄片天线，属于无线通信技术领域。 

背景技术

当前的无线通讯设备如无线局域网接入点（WLANAP）笔记本电脑、平板电脑等越来越需求双频、宽频带、高增益的小尺寸天线。然而，在大多数情况下双频高增益的小尺寸天线的设计是困难的，因为对每一频带很难获得具有良好回波损耗的足够宽带，例如，即便使用匹配电路，手机天线在工作频带的边端经常只能获得-5dB的回波损耗。 

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种双频高增益薄片天线，天线的回波损耗优于-10dB，不需要使用阻抗匹配电路；特别是，由于本天线用PCB制造且仅有四个管脚暴露，易于大量生产和构造高增益阵列天线，此外，天线的性能非常稳定，不易受周围物体的影响而失调。 

本实用新型采用的技术方案：薄片天线采用平面结构，天线固定在一个电介质片的中间层，薄片天线的天线体上开有可以形成一个高频电流环路的缝隙，天线有一个馈电管脚，一个接地管脚，2个悬空的焊脚共4个管脚，用于和印刷电路板焊接的2个悬空焊脚暴露在电介质片外，天线用50Ω微带线或50Ω同轴电缆与射频前端集成电路连接。 

所述的电介质片选用60mil FR4PCB；天线的接地管脚靠近高频电路的末端，所述的天线馈电管脚和接地管脚上分别设置有一个附加的分支，调整天线馈电管脚与接地管脚之间的距离可改善天线的阻抗匹配；在薄片天线下面安装一个可显著增加天线的峰值增益的反射板，反射板为一个108*50*1mm的反射板，天线与反射板之间的距离是25mm；通过增加更多的薄片天线单元，构造用于各种用途的高增益阵列天线。 

本实用新型的有益效果：本实用新型的回波损耗优于-10dB，不需要使用阻抗匹配电路；特别是，由于本天线用PCB制造且仅有四个管脚暴露，易于大量生产和构造高增益阵列天线， 此外，天线的性能非常稳定，不易受周围物体的影响而失调；同时，性能优良、结构紧凑、降低成本。 

附图说明

图1为本实用新型的外观示意图结构； 

图2为本实用新型的侧视图； 

图3为本实用新型的天线仰视图； 

图4为本实用新型的固定于评估PCB板上的示意图； 

图5为本实用新型的反射器安装示意图； 

图中：1-接地管脚，2-馈电管脚，3-焊脚，4-评估PCB板，5-反射板，6-电介质片。 

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步说明，以方便技术人员理解。 

如图1所示：薄片天线采用平面结构，确保天线的紧凑性，天线固定在一个电介质片6的中间层，电介质片6选用60mil FR4PCB，所述的电介质片6选用60mil FR4PCB；所述的薄片天线的尺寸L*W*H=22*15.8*1.56mm。 

如图2、3所示：薄片天线的天线体上开有可以形成一个高频电流环路的缝隙，由于高频电流和电磁场被限制在天线体上，天线体周围的电路元件之间的耦合很弱，因此天线具有高增益、高辐射及稳定性，同时，天线体上开的缝隙有助于减小天线尺寸；天线有一个接地管脚1，一个馈电管脚2，2个悬空的焊脚3共4个管脚，用于和印刷电路板焊接的2个悬空焊脚3暴露在电介质片6外，两只悬空的悬空焊脚3对天线性能有一定影响；天线用50Ω微带线或50Ω同轴电缆与射频前端集成电路连接。 

天线的接地管脚1靠近高频电路的末端，所述的天线馈电管脚2和接地管脚1上分别设置有一个附加的分支，调整天线馈电管脚2与接地管脚1之间的距离可改善天线的阻抗匹配，从而改善天线的回波损耗。此外，由于天线与周围电路元件之间弱耦合，天线的性能很稳定 而不易失调。 

如图4所示：我们采用HFSS软件模拟实用新型的双频薄片天线在88*50*1.56mm的评估PCB板4（60mil FR4,1/2盎司铜）上的性能，优化天线尺寸直到得到最佳的模拟性能。 

如图5所示：在薄片天线下面安装一个可显著增加天线的峰值增益的反射板5，可以使峰值增益2至3个dB；通过增加更多的薄片天线单元，构造用于各种用途的高增益阵列天线，如户外双频无线局域网接入点天线及基站天线等。 

反射板5为一个108*50*1mm的反射板，天线与反射板5之间的距离是25mm。 

安装反射器后，HFSS模拟天线增益与辐射效率如下所示： 

2.45GHz时：    G=+6.5dBi，效率=90.0% 

5.4GHz时：     G=+8.2dBi，效率=91.5%