[实用新型]基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频微波通信技术领域，尤其涉及一种基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线。

背景技术

TVWS电视白区(Television White Space；TVWS)频段和2.4GHz WiFi频段可以被应用于认知无线电等领域研究，由于TVWS频段相对于2.4GHz WiFi频段频率低很多(470-790MHz)，所以目前很少有天线能同时覆盖这两个频段。在应对能同时覆盖高低频率的天线设计问题时，往往是通过采用组合多个天线的方法，但是这种设计方法不利于缩小天线尺寸。

实用新型内容

本实用新型的主要目的提供一种基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线，在不需要增加现有折叠式金属片天线尺寸的条件下，能够实现470-790MHz的TVWS工作频段和2.4GHz的WiFi工作频段的双频段功能，并且实现天线的小型化。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线，包括折叠金属片和SMA接头，所述折叠金属片的尾部从内侧折叠一次形成尾部金属片，所述折叠金属片的前部从内侧折叠四次依次形成底部金属片、外侧金属片、顶部金属片、内侧金属片和中间金属片，所述顶部金属片、中间金属片与底部金属片互相平行设置，所述外侧金属片、内侧金属片与尾部金属片互相平行设置，其中：

所述SMA接头的地端与所述底部金属片焊接相连，所述底部金属片上开设有孔洞；

所述SMA接头的馈线穿过所述底部金属片的孔洞并与所述中间金属片焊接形成馈电连接点；

所述馈电连接点在中间金属片上的位置处于所述孔洞在底部金属片上的位置的正上方；

所述馈电连接点的周围且在所述中间金属片上挖空一个U型缝隙谐振器，所述U型缝隙谐振器在2.4GHz频段时的有效电长度为二分之一波长。

优选的，所述U型缝隙谐振器的缝隙内径W₁为2.2mm，缝隙长度L₃为34mm，缝隙宽度L₄为15mm。

优选的，所述U型缝隙谐振器的U型开口端与中间金属片的宽边之间的距离d₁为2mm，该U型缝隙谐振器的U型封闭端与馈电连接点之间的距离d₂为5.35mm。

优选的，所述折叠金属片为金属铜片，宽度W₀为60mm，厚度为0.2mm。

优选的，所述尾部金属片的长度H₀为61mm。

优选的，所述底部金属片长度L₀为150mm。

优选的，所述外侧金属片、顶部金属片、内侧金属片和中间金属片的长度依次为H₀＝61mm，L₁＝65mm，H₁＝45mm，L₂＝49mm。

优选的，所述孔洞与底部金属片的宽边之间的横向距离d₀＝45.45，该孔洞与底部金属片的长边之间的纵向距离为W₀/2＝30mm。

相较于现有技术，本实用新型所述基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线实现了低频率(470-790MHz)宽带工作频段，能够覆盖470-790MHz的TVWS工作频段。此外，本实用新型通过优化天线的馈电结构，在作为馈电平面的中间金属片上挖空一个缝隙谐振器，在不增加天线尺寸的条件下获得了一个高频率匹配，实现2.4GHz频段的WiFi工作频段。本实用新型所述折叠式双频段宽带天线相比于通过组合多个天线方式设计的双频天线，在不需要增加天线尺寸的条件下，能够实现470-790MHz频段的TVWS工作频段和2.4GHz频段的WiFi工作频段，有效减小了天线尺寸，实现了天线的小型化。

附图说明

图1是本实用新型基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线优选实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线的侧视图；

图3是本实用新型基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线的中间金属片的俯视图；

图4是本实用新型基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线的反射系数S₁₁的仿真结果示意图；

图5是本实用新型基于U型缝隙结构的折叠式双频段天线的中间金属片的长度对天线的反射系数S₁₁的影响示意图；