[发明专利]双频天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信天线，更具体地说，涉及一种双频天线。

背景技术

随着半导体工艺的高度发展，对当今的电子系统集成度提出了越来越高的要求，器件的小型化成为了整个产业非常关注的技术问题。然而，不同于IC芯片遵循“摩尔定律”的发展，作为电子系统的另外重要组成——射频模块，却面临着器件小型化的高难度技术挑战。射频模块主要包括了混频、功放、滤波、射频信号传输、匹配网络与天线等主要器件。其中，天线作为最终射频信号的辐射单元和接收器件，其工作特性将直接影响整个电子系统的工作性能。然而天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。这些指标极限的基本原理使得天线的小型化技术难度远远超过了其它器件，而由于射频器件的电磁场分析的复杂性，逼近这些极限值都成为了巨大的技术挑战。比如，传统的终端通信天线主要基于电单极子或偶极子的辐射原理进行设计，最常用的平面反F天线(PIFA)。传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度。

在一些更为复杂的电子系统中，天线需要多模工作，就需要在馈入天线前额外的阻抗匹配网络设计。但阻抗匹配网络额外的增加了电子系统的馈线设计、增大了射频系统的面积同时匹配网络还引入了不少的能量损耗，很难满足低功耗的系统设计要求。因此，小型化、多模式的天线技术成为了当代电子集成系统的一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，传统天线技术在移动终端尺寸受限的前提下难以实施，以及现有技术的上述很难满足现代通信系统低功耗的系统设计要求，本发明提供一种突破传统天线设计的框架，省去阻抗匹配网络的复杂设计，保证其小型化，使其能够应用在尺寸受限的移动终端之中，且天线辐射面积利用率高、抗干扰能力强的一种双频天线。

一种双频天线包括一馈电点、与该馈电点相连接的馈线及一金属结构；馈线与金属结构相互耦合；所述金属结构至少使两个不同波段的电磁波谐振。

进一步地，所述两种不同波段的电磁波的频率段为2.4GHz-2.49GHz和4.9GHz-5.9GHz。

进一步地，所述双频天线还包括接地单元，所述接地单元上设置有若干个金属化的通孔。

进一步地，所述接地单元对称地分布所述馈电点两侧。

进一步地，所述双频天线还包括一介质基板，所述馈电点、接地单元、馈线及一金属结构均设置于所述介质基板一表面上。

进一步地，所述介质基板采用空气、陶瓷或者绝缘功能的介质基板。

进一步地，所述介质基板由陶瓷材料、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料制成。

进一步地，所述高分子材料为FR-4和F₄B中任意一种。

进一步地，所述双频天线表面上设置有非金属的防氧化薄膜。

进一步地，所述金属结构为平面板状形状。

采用人工电磁材料理论设计出使至少使两个不同波段的电磁波谐振的金属结构，并根据应用无线电子产品选取阻抗匹配的金属结构；由于这些金属结构尺寸的物理尺寸不受半波长的物理长度限制；将所述金属结构与馈线进行信号耦合而形成本发明中的双频天线。所述双频天线能同时接收和发送至少使两个不同波段的电磁波，因此使用本发明的一根双频天线可以同时满足多频段的多模式工作；减少目前市场上的无线通讯电子设备在多频段的多模式工作需要多根天线的局面。另外，金属结构是设计不受半波长的物理长度限制，因此根据电子设备的本身尺寸可以设计相应大小天线，以满足电子设备的小型化需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明一实施方式的双频天线平面结构图；

图2为图1所示双频天线依附于一介质基板上的结构图；

图3为本发明双频天线上的金属结构与馈线另一种信号馈入方式平面结构图；

图4为本发明双频天线的金属结构与馈线第三种馈入方式平面结构图；

图5为本发明双频天线的金属结构与馈线第四种馈入方式平面结构图；

图6为图1所示双频天线的一互补式金属结构的双频天线平面结构图；

图7为本发明第五实施方式的双频天线的部分平面结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：