[发明专利]宽带双频差分天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种双频、宽带差分天线，确切地说，涉及一种可应用于双频差分系统的信号收发天线，属于通信天线的技术领域。

背景技术

由于差分电路具有线性度高、抗干扰性能强、动态范围大且具有谐波抑制的优点，因而被广泛应用于射频通信系统中。差分电路的应用提高了信号的共模抑制和对干扰的抑制，可提高射频信号的性能指标。

现有技术中，大部分天线设计都采用单个端口的设计方案，若将单端口天线应用于差分系统中，需要连接额外的平衡非平衡转换器，即巴伦来实现单端口到双端口的转换。另一方面，差分天线可以有效避免巴伦的使用，能直接与差分电路相连，并且差分天线具有方向图高度对称、交叉极化低的优点。

目前，随着通信技术的发展，单频已经不能满足通信系统的需求。通信系统的发展已经提出了双频差分天线的要求。但是，现有的双频差分天线的阻抗带宽都普遍比较窄。因此，设计低成本且抗干扰的宽带双频差分天线对于通信系统来说具有重要大意义。

发明内容

基于上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种广泛适用于差分系统的宽带差分双频天线，该装置在实现宽带双频的同时，还具有制造结构简单、方向图对称、交叉极化低、增益大等优点。

根据本发明的一个方面，提供了一种宽带双频差分天线，包括：辐射片1，形成为矩形，其设置在介质板3上以用于发射电磁波能量；U型槽2，大致对称的平行设置在辐射片1的两侧边缘；介质板3，用于承载辐射片1；馈电部4，设置在辐射片1下方并与辐射片1保持一定间隔，其连接到天线接口（6）的内导体，用于给辐射片1提供信号馈电；接地板5，用于承载天线主体并提供接地信号；天线接口6，外导体与接地板5相连以接地，内导体与馈电部4相连以输入差分信号。

优选的，所述天线第一谐振频率f₁与辐射片（1）中垂直于U型槽（2）的边长Wp呈负相关关系。

优选的，所述天线第二谐振频率f₂与U型槽（2）的延伸长度L呈负相关关系。

其中，所述辐射片1距离接地板5的高度Hp远大于介质板3的厚度。

其中，所述馈电部4形成为“工”字型金属件，所述“工”字型馈电部4包括竖直方向的垂直部以及水平方向的顶部和底部。

其中，所述馈电部4对称的设置在辐射片1的轴线两侧并使得两个馈电部4的连线垂直于所述U型槽2。

其中，所述馈电部4的高度Hb小于高度Hp，馈电部4的底端与接地板5的距离Ha小于Hp/2。

优选的，所述两个馈电部4的垂直部之间的距离d约为0.6Wp，Wp为为辐射片1中垂直于U型槽2的边长Wp。

所述馈电部4的垂直部距离其顶部或底部一端部的距离为Ta，距离其顶部或底部另一端部的距离为Tb，优选的，Ta/Tb的比值约为f₂/f₁,其中f₁为天线的第一谐振频率，f₂为天线的第二谐振频率。

可选的，所述接地板5上设置有多个支撑件，该多个支撑件连接到介质板3以支撑介质板3及其上的辐射片1，以使得馈电部4与介质板3保持一定间距。

可选的，所述馈电部4顶部设置有多个绝缘柱以支撑介质板3，使得馈电部4与介质板3保持一定间隔。

本发明的有益效果是，本发明的天线通过两个U形槽引入一个较高天线辐射频率，实现双频发射；两个馈电部通过耦合馈电引入电容实现很好地阻抗匹配，有利于扩展天线的带宽；该天线通过使用空气介质来保证较大的辐射增益；差分结构使得天线能够直接应用于差分电路中，避免了额外巴伦的使用，并且差分结构的天线能有效抑制信号干扰，具有方向图高度对称、交叉极化低的优点。并且制造结构简单、可直接与差分电路相连、工作频带宽、方向图对称、交叉极化低、增益较大，具有良好的推广前景。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1显示了本发明的宽带双频差分天线的三维结构示意图；

图2显示了本发明的宽带双频差分天线的主视图；

图3显示了本发明的宽带双频差分天线的等效电路图；

图4显示了本发明优选实施例的的宽带双频差分天线的实物图；

图5显示了本发明的宽带双频差分天线的差分反射系数实验结果图；

图6显示了本发明的宽带双频差分天线在频率为第一谐振频率时的仿真辐射方向图；

图7显示了本发明的宽带双频差分天线在第二谐振频率仿真值时的仿真辐射方向图；