[发明专利]差分馈电的平面倒F型天线

说明书

本发明提供了一种差分馈电的平面倒F型天线，包括：开有间隙的辐射片，间隙将辐射片分割成两个部分，辐射片设置在介质板一侧；金属地设置在介质板另一侧，提供接地信号；金属化孔分别设置于辐射片的两个部分，将辐射片与金属地连接；天线接口的外导体与金属地相连，内导体穿过介质板分别与辐射片的两个部分相连以输入差分信号。本发明通过引入间隙和对称结构在天线尺寸不变的情况下将传统的平面倒F型天线由单端口改造为差分馈电，去除了倒F型天线单端口到差分端口的转换电路，提高了射频前端的集成度，同时改善了天线的辐射性能。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体地，涉及一种差分馈电的平面倒F型天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，紧凑、高度集成化的射频前端产品已经逐渐成为无线通信系统的设计主流。由于平衡式的差分电路具有线性度高、抗干扰性能强、动态范围大且抑制谐波的优点，射频前端芯片常常采用差分电路设计。传统天线通常采用单端口馈电的设计方案。如果将传统天线直接用于差分系统中，则需要增加巴伦或反相功分器连接非平衡电路和平衡电路，实现单端口信号到差分信号之间的转换以适应不同阻抗的差分芯片。这将带来额外的插入损耗，降低整个射频前端系统的集成度。如果直接采用差分馈电天线，则天线可以直接连接到射频前端，使得整个系统更加紧凑，提高传输效率。此外，结构完全对称的差分天线具有稳定并高度对称的方向图，天线交叉极化方向上的电流在远场区域形成的电场相互抵消，具有更高的交叉极化抑制度。

现有的差分天线设计中，通常采用工作在基模的偶极子或微带天线，天线尺寸约为半个波长。相较于偶极子和微带天线，工作在基模的平面倒F型天线为四分之一波长，具有更加紧凑的结构尺寸。然而，传统的平面倒F型天线多采用单个探针或金属片馈电，其阻抗可随着馈电位置进行调节，这是一种单端口馈电方式，导致天线不能直接与射频前端的差分芯片连接。如果改用差分馈电，需要对平面倒F型天线进行重新设计。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种差分馈电的平面倒F型天线及其小型化结构。

根据本发明提供的一种差分馈电的平面倒F型天线，包括：

开有间隙(3)的辐射片(2)，所述间隙(3)将所述辐射片(2)分割成两个部分，所述辐射片(2)设置在介质板(1)一侧；

金属地(4)，设置在介质板(1)另一侧，提供接地信号；

金属化孔(5)，分别设置于所述辐射片(2)的两个部分，将辐射片(2)与金属地(4)连接；

天线接口(6)，外导体与金属地(4)相连，内导体穿过所述介质板(1)分别与辐射片(2)的两个部分相连以输入差分信号。

较佳的，所述辐射片(2)为矩形，被所述间隙(3)分割成关于所述辐射片(2)中心对称的两个部分。

较佳的，所述间隙(3)为直线或折线，所述间隙(3)的宽度小于所述辐射片(2)的宽度。

较佳的，所述金属地(4)为一块完整的金属。

较佳的，所述金属化孔(5)分为关于所述辐射片(2)中心点对称的两排，分别沿间隙(3)两侧的辐射片(2)末端起排列。

较佳的，所述天线接口(6)的两个馈电点即所述内导体与所述辐射片(2)的连接点关于所述辐射片(2)中心对称。

较佳的，采用石墨烯片替代所述金属化孔(5)。

较佳的，所述平面倒F型天线的工作频率与所述间隙(3)宽度成正相关关系。

较佳的，所述平面倒F型天线的工作频率与所述间隙(3)向所述金属化孔(5)偏折的距离成负相关关系。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：