[发明专利]一种双频定向天线及其实现方法

说明书

本发明提出一种双频定向天线及其实现方法，所述天线为定向天线，在天线的主辐射方向上依次设有主反射面、单频反射面和主辐射体；所述主辐射体工作时，其电磁波的中心频率包括频率f1和频率f2且f1f2，所述频率f2的电磁波在单频反射面处反射；所述频率f1的电磁波在单频反射面处透射，在主反射面处反射；本发明能实现双频定向天线最大辐射方向一致，保证双频定向天线的辐射效果最优。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其是一种双频定向天线及其实现方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，各类形式不同的天线被广泛使用于多种需求不同的通信设备中。尽管天线种类繁多，但基于天线的辐射方向图形态，目前，业界将天线分为定向天线和全向天线两种，全向天线将主要的能量向四周辐射，但主要集中于某一平面，目的是使天线的周围均存在较好的信号覆盖，而定向天线则是将主要的能量辐射集中在一个方向，使此方向的信号覆盖最优。而不管是全向还是定向天线，当遇到多频信号需求的时候，均需要设计对应的多频天线来满足需求，对于全向天线，在条件允许的情况下，是可以设计出多个频段的辐射方向图均比理想的多频全向天线，而多频定向天线则会存在这样那样的问题。

对于双频定向天线，当两个频段的间隔较远时候，以目前市场上广泛使用的双频wifi天线为例，其目前较为常见的设计方法主要有三种，一种是设计双频的微带定向天线；第二种是采用立体的双频偶极子天线，加上金属的反射面，将全向辐射转换为定向辐射；第三种是采用双工器，将本来的两个单频定向天线合路来实现双频定向的应用；这之中，前两种都是从天线的角度入手，实现双频定向的覆盖，第三种是从方案级实现双频天线系统。

上述的第一种方法直接采用微带形式设计双频定向天线，缺点是对于方向性的控制较差，往往存在两个频段的最大辐射方向不同的情况，对于有桥接需求的设备，这种缺陷往往难以接受。第二种方案采用立体的双频偶极子加反射板，这种设计由于双频偶极子高频辐射部分相对于反射板要高于低频辐射部分，所以，低频辐射部分会对高频辐射的方向图产生影响，调试较为困难；第三种采用两个单频天线的组合来实现双频辐射，这种由于加入了双工器，会增加一定的损耗和系统的复杂性。

发明内容

本发明提出一种双频定向天线及其实现方法，能实现双频定向天线最大辐射方向一致，保证双频定向天线的辐射效果最优。

本发明采用以下技术方案。

一种双频定向天线，所述天线为定向天线，在天线的主辐射方向上依次设有主反射面（4）、单频反射面（2）和主辐射体（1）；所述主辐射体工作时，其电磁波的中心频率包括频率f1和频率f2且f1f2，所述频率f2的电磁波在单频反射面处反射；所述频率f1的电磁波在单频反射面处透射，在主反射面处反射。

所述主辐体工作时在频率f1和频率f2处产生全向辐射。

所述单频反射面、主反射面为相互平行的平面。

所述频率f1和频率f2对应的波长分别为λ1和λ2，主辐射体与单频反射面的距离为λ2/4，主辐射体与主反射面之间的距离为λ1/4。

所述主辐射体包括双频偶极子结构。

所述单频反射面处以多个金属环形成反射结构；多个金属环互不交叉且呈规则排布。

所述单频反射面的金属环为设于双层FR4覆铜板处的矩形铜环或圆形铜环；铜环的周长为单频反射面反射结构对应反射频点的介质波长。

所述单频反射面的双层FR4覆铜板下表面无铺铜，其上表面经蚀刻成型为多个铜环（3）；天线的载体为FR4介质基板；所述主反射面以轻质铝材形成反射结构。

所述主辐射体以若干支柱支撑于单频反射面上；所述单频反射面以若干支柱（5）支撑于主反射面上；所述支柱以非金属材质成型。