1.本发明涉及无线通信系统中的天线，尤其是一种小型化双频天线。
背景技术：2.天线作为无线通信系统和雷达系统等系统中缺一不可的重要组件，天线的性能决定了整个无线系统的性能和质量。随着以5g、物联网为代表的无线通信技术的全面推进，迫切需要开发合适其应用场景的高品质天线组件。wi-fi天线广泛用于无线通信系统，需求非常大，尤其是低成本，高效率的小型化双频wi-fi天线。目前常用的wi-fi天线，主要以单极子和偶极子为主，包括全金属结构和印制电路板结构。除此之外，双频pifa天线也是常见的天线结构。从加工工艺来说，由于双频天线较单频天线结构较为复杂，全金属结构加工难度和成本比较高，所以一般双频天线采用pcb加工工艺。一般双频pcb天线采用的结构是将两个偶极子集成在一起馈电实现双频辐射覆盖wi-fi两个频段。除了在两个频段分别匹配以外，还有使用两种天线分别覆盖的方案，或者使用超宽天线覆盖两个频段。
3.随着更多设备的联网需求不断增长，wi-fi 6e将使企业和服务提供商能够支持新出现的应用，并使每个联网设备保持最佳性能。wi-fi 6e是wi-fi 6(也称为802.11ax)扩展的未来标准，除了目前支持的2.4ghz和5ghz频段，还支持在未许可的6ghz频段中运行802.11ax的功能。利用6ghz的这种扩展频谱容量，可以为wi-fi用户体验和连接的设备带来不断创新的广阔前景。wi-fi 6e标准通过更快、更可靠的wi-fi网络进一步提升802.11ax网络用户的体验。这样的网络设计旨在应对飙升的设备密度和高带宽应用，例如视频流、视频会议和语音通话。现有的wi-fi 6e天线多沿用wi-fi6天线，在高频段覆盖5-7.125ghz，其本质上还是双频天线，只是高频段带宽更宽。
4.就目前常用的印制电路板双频天线而言，一般双频的实现都是在一个低频天线上加载金属壁或金属槽在高频段实现匹配，加载金属壁的方式会增大天线的横向尺寸，天线的纵向长度一般为低频的半波长。加载开槽的天线一般很难在高频段实现宽带匹配，无法覆盖wi-fi6或wi-fi6e频段，导致辐射效率很低。
5.就目前常用的超宽带天线而言，一般都采用超宽带单极子天线，具有带宽宽的优点，不用考虑频率偏移的问题，但一般超宽带单极子天线尺寸较大且需要较大的地，否则馈电线上会有电流使方向图偏移并有可能会串流到电路里影响芯片工作。
6.就目前常用的全金属双频wi-fi天线而言，一般都采用金属薄板激光切割的方式加工，优点是没有介质损耗，效率较高，但加工精度较差，天线一致性不好，容易频偏使性能下降，尤其是带宽较窄时频偏会加大降低辐射效率还可能会影响射频芯片输出端口。
7.另外，就目前双频实现方法来说，多枝节天线会导致天线结构增大，不利于小尺寸设备使用。利用匹配电路实现双频一般匹配出来的频段带宽很窄，且由于器件公差容易频偏。
技术实现要素：8.本发明的目的在于至少部分的解决上述现有技术问题，提供一种小型化的双频天线。
9.本发明提供的一种小型化双频天线，其包括相互对称的第一偶极子臂和第二偶极子臂，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂所构成的偶极子用于产生第一谐振点；
10.所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上分别具有一个第一u型槽，两个所述第一u型槽相互对称且开口相对，第一u型槽用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；
11.所述第一偶极子臂和第二偶极子臂相互靠近的两端分别与馈电结构连接。
12.作为优选的，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上分别具有一个第二u型槽，两个第二u型槽相互对称且开口相对，第二u型槽与第一u型槽位于同一轴线上；
13.第二u型槽用于产生第三谐振点，所述第三谐振点的频率与第一谐振点的频率和第二谐振点的频率均不相同。
14.作为优选的，所述第一u型槽与第二u型槽具有不同的尺寸。
15.作为优选的，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上相互靠近的两端分别开设有一个直线槽，两个所述直线槽与第一偶极子臂和第二偶极子臂之间的间隙形成正交；所述直线槽用于产生第四谐振点，第四谐振点的频率与第一谐振点的频率、第二谐振点的频率和第三谐振点的频率均不相同。
16.作为优选的，所述第一谐振点的频率覆盖2.4-2.5ghz频段。
17.作为优选的，所述第二谐振点、第三谐振点和第四谐振点的组合覆盖5-7.125ghz频段。
18.作为优选的，具有介质基板，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂被构建于所述介质基板上。
19.作为优选的，所述介质基板的厚度为1mm，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02。
20.本发明还提供另一种小型化双频天线，其包括地板、辐射单极子和馈电线，其关键在于：所述辐射单极子用于产生第一谐振点；
21.所述辐射单极子上具有一个第一u型槽，所述第一u型槽用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；
22.所述辐射单极子构建于所述地板上，辐射单极子与所述馈电线连接。
23.作为进一步的优选，所述辐射单极子上具有一个第二u型槽，所述第二u型槽与第一u型槽位于同一轴线上且开口方向相同，第二u型槽用于产生第三谐振点；
24.所述辐射单极子上第一u型槽的开口所朝向的一端开设有一个直线槽，所述直线槽用于产生第四谐振点；
25.所述直线槽、第一u型槽和第二u型槽顺次分布在辐射单极子长度方向的轴线上，所述第一谐振点的频率、第二谐振点的频率、第三谐振点的频率以及第四谐振点的频率互不相同。
26.本发明的有益效果至少体现在：
27.本发明的一些实施方式的小型化的双频天线，采用了新型的双频天线结构，通过在低频段的偶极子上加载槽结构，可以在高频段实现宽带匹配，从而实现天线的双频辐射
覆盖两个频段。低频段可覆盖2.4-2.5ghz频段，高频段可全面覆盖5-7.125ghz频段，相比于现有的双频wifi天线，极大地拓宽了天线带宽，具有较高的辐射效率，能够较好的适用于wi-fi6e频段。
28.进一步的，天线的两个频段均可独立调节独立设计，高频段的开槽基本不影响低频段的匹配，且加工简单成本较低。另一方面，该天线的结构设计中，不需要使用集总元器件匹配，没有额外的枝节加载，天线尺寸较小。
29.在一些实施方式的小型化的双频天线中，天线可设置为单极子天线，可进一步减小天线的长度。
附图说明：
30.图1为本技术第一实施例的天线结构示意图；
31.图2为本技术第二实施例的天线结构示意图；
32.图3为本技术第二实施例的天线结构示意图；
33.图4为本技术实施例天线的尺寸参数标示图；
34.图5为本技术不同实施例天线的仿真的反射系数；
35.图6为本技术实施例天线测试的s参数图；
36.图7为本技术实施例天线在不同频率下的辐射方向图。
37.附图标记
38.1-第一偶极子臂、2-第二偶极子臂、3-第一u型槽、4-馈电结构、5-间隙、6-第二u型槽、7-直线槽、8-介质基板。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1-7所示，本发明提供的具体实施例如下：
41.实施例1
42.参阅图1所示，作为一种实施例的小型化双频天线，其包括相互对称的第一偶极子臂1和第二偶极子臂2，所述第一偶极子臂1和第二偶极子臂2所构成的偶极子用于产生第一谐振点；
43.所述第一偶极子臂1和第二偶极子臂2上分别具有一个第一u型槽3，两个所述第一u型槽3相互对称且开口相对，第一u型槽3用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；
44.所述第一偶极子臂1和第二偶极子臂2相互靠近的两端分别与馈电结构4连接，可选的，所述馈电结构4可配置为馈电金属片，或者配置为馈电端口，实际馈电将馈电同轴线的外导体和内导体分别连接馈电端口两端即可。
45.可以理解的是，在本实施例中，提出了一种新的偶极子加载开槽结构的双频天线，该天线中，不需要使用集总元器件匹配，没有额外的枝节加载，天线尺寸很小。具体的，天线
整体结构为一个偶极子，构成偶极子的所述第一偶极子臂1和第二偶极子臂2本身可谐振在一个频率，而通过在偶极子上加载所述第一u型槽，则可使得天线在高频段实现宽带辐射。进一步可以理解的是，所述的两个第一u型槽的形状和尺寸均设置为相同，且开口分别朝向第一偶极子臂1和第二偶极子臂2相互靠近的一端，两个第一u型槽关于第一偶极子臂1和第二偶极子臂2之间的竖直中心线对称；第一偶极子臂1和第二偶极子臂2之间具有间隙5，第一u型槽与所述间隔5之间具有一定的间隔。
46.进一步可选的，每个第一u型槽可设置为由中间的竖直槽段和垂直连接在竖直槽段两端的两个水平槽段构成，参阅附图1中，以第一偶极子臂1和第二偶极子臂2的长度方向为x轴方向，垂直于所述长度方向为y轴方向为例，竖直槽段平行于y方向，水平槽段平行于x方向。
47.作为一种典型的应用，当作为wifi双频天线时，可配置为偶极子谐振频率覆盖2.4-2.5ghz频段，在偶极子上所开设的一对所述第一u形槽，可以在5-6ghz产生一个谐振点，由此，可实现对wifi的低频段和高频段的覆盖。
48.实施例2
49.通过图5中对于实施例1的天线的仿真反射系数测试结果可以发现，实施例1的天线虽然相对于现有的wifi双频天线的高频段带宽有所提升，但是还无法对5-7.125ghz形成更好的覆盖。基于此，参阅图2所示，在实施例1的基础上，作为进一步的改进方案，在本实施例的小型化双频天线中，所述第一偶极子臂1和第二偶极子臂2上分别具有一个第二u型槽6，两个第二u型槽6相互对称且开口相对，第二u型槽6与第一u型槽3位于同一轴线上；具体的，两个第一u型槽3和两个第二u型槽6形成在x轴方向的直线排布，第二u型槽位于对应的第一u型槽的竖直槽段的一侧，第二u型槽与第一u型槽之间具有一定的间隔；
50.第二u型槽用于产生第三谐振点，所述第三谐振点的频率与第一谐振点的频率和第二谐振点的频率均不相同。
51.可以理解的是，本实施例中通过在第一谐振臂1和第二谐振臂上分别加载第二u型槽6，使得第二u形槽6可以在5-6ghz频段再产生一个第三谐振点，并且该谐振点的频率不同于第一u型槽所产生的第二谐振点的频率，两个谐振点组合可以使得天线的工作频段得到进一步的拓宽。
52.进一步优选的，可通过将第二u型槽的尺寸设置为与第一u型槽的尺寸不同，从而实现两者产生不同谐振点的频率目的。在满足产生所需的谐振频点的情况下，所述尺寸的不同可以更具实际设计需要进行优化调节，比如，设置为第二u型槽和第一u型槽中的水平槽段的长度(即沿x轴方向的长度)设置为不同。
53.实施例3
54.通过图5中对于实施例2的天线的仿真反射系数测试结果可以发现，实施例2的天线虽然相对于实施例1的双频天线的高频段带宽得到了进一步的拓宽，但依然不能较好的满足对于wi－fi6或wi－fi6e频段所提出的更高的频段带宽需求。基于此，参阅图3所示，在实施例2的基础上，作为进一步的改进方案，在本实施例的小型化双频天线中，所述第一偶极子臂1和第二偶极子臂2上相互靠近的两个端部分别开设有一个直线槽7，两个所述直线槽7与第一偶极子臂1和第二偶极子臂2之间的间隙5形成垂直正交关系；所述直线槽7用于产生第四谐振点，第四谐振点的频率与第一谐振点的频率、第二谐振点的频率和第三谐振
点的频率均不相同。
55.可以理解的是，本实施例中，通过在第一偶极子臂1和第二偶极子臂2上相应位置分别加载直线槽7，直线槽7可以在高频段再产生一个谐振点，即第四谐振点，至此，高频段中产生的三个谐振点的组合极大的拓宽了天线的工作带宽，参阅图5中所示，基于本实施例的双频天线结构，可完全覆盖5-7.125ghz频段，能够较好的满足wi-fi6或wi-fi 6e频段需求，相对现有的wi-fi双频天线获得更宽的高频段带宽。
56.作为一种优选的实施方式，本实施例的双频天线还具有介质基板8，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂被构建于所述介质基板8上。可选的，所述介质基板8的厚度为1mm，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02。
57.参阅图4，示出了本实施例中的双频天线的尺寸参数，其中，优化设计尺寸如下：其中，ld为第一谐振臂和第二谐振臂所构成的偶极子的总长度，l
s1
为第一u型槽的长度，l
s2
为第二u型槽的长度，l
s4
为第一u型槽的宽度，l
s3
为第二u型槽的宽度，l
s5
为两个直线槽加上中间的间隙的总长度，w
s1
为第二u型槽的竖直槽段的宽度，w
s2
为第一u型槽的竖直槽段的宽度，w
s3
为第二u型槽的水平槽段的宽度，w
s4
为第一u型槽的水平槽段的宽度，w
s5
为直线槽的宽度，w
g2
为第一u型槽与第二u型槽的间隔距离，w
g1
为第一u型槽与两个偶极子臂之间间隙的间隔距离，wg为两个偶极子臂之间间隙的宽度，wd为整个偶极子的宽度。
58.通过优化设计，具体参数设计值为：ld＝44.85mm，l
s1
＝6.6mm,l
s2
＝7.68mm,l
s3
＝3.2mm,l
s4
＝4.67mm,l
s5
＝6.84mm,w
s1
＝0.73mm,w
s2
＝0.35mm,w
s3
＝0.68mm,w
s4
＝0.55mm,w
s5
＝0.54mm,w
g1
＝0.46mm,w
g2
＝2.82mm,wg＝0.772mm,wd＝5mm。
59.参阅图6所示为本技术实施例天线测试的s参数图；图7为本技术实施例天线在不同频率下的辐射方向图，其中，图(a)为2.4ghz，图(b)为5ghz，图(c)为6ghz，图(d)为7ghz。
60.实施例4
61.本发明还提供另一种小型化双频天线，其包括地板、辐射单极子和馈电线，所述辐射单极子用于产生第一谐振点；所述辐射单极子上具有一个第一u型槽，所述第一u型槽用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；所述辐射单极子构建于所述地板上，辐射单极子与所述馈电线连接。可以理解的是，本实施例的天线中可通过辐射单极子实现低频段的谐振，比如谐振在2.4-2.5ghz频段，而通过所述第一u型槽则可以实现在5-6ghz频段再产生一个谐振点，从而实现双频。本实施例的小型化双频天线为单极子天线，相比较于以上实施例中偶极子式的天线，本实施例的天线可在天线总长度上获得大幅的缩短，同时，本实施方例的天线中，需要相对较大的地板，因此，本实施例可根据实际需要适用于不同的场景中。
62.作为进一步的优选，所述辐射单极子上具有一个第二u型槽，所述第二u型槽与第一u型槽位于同一轴线上且开口方向相同，第二u型槽用于产生第三谐振点；
63.所述辐射单极子上第一u型槽的开口所朝向的一端开设有一个直线槽，所述直线槽用于产生第四谐振点；
64.所述直线槽、第一u型槽和第二u型槽顺次分布在辐射单极子长度方向的轴线上，所述第一谐振点的频率、第二谐振点的频率、第三谐振点的频率以及第四谐振点的频率互不相同。可以理解的是，在本实施例中，可通过将所述第一u型槽、第二u型槽和直线槽的长度等尺寸参数的不同，以获得三个不同的谐振点，通过三个谐振点的组合可实现在高频段
获得较宽的工作频带，可以实现对wifi中的高频段5-7.125ghz范围的完全覆盖。
65.在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，
“‑”
和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。“a～b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。
67.在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种小型化双频天线，其特征在于，包括相互对称的第一偶极子臂和第二偶极子臂，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂所构成的偶极子用于产生第一谐振点；所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上分别具有一个第一u型槽，两个所述第一u型槽相互对称且开口相对，第一u型槽用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；所述第一偶极子臂和第二偶极子臂相互靠近的两端分别与馈电结构连接。2.根据权利要求1所述的小型化双频天线，其特征在于，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上分别具有一个第二u型槽，两个第二u型槽相互对称且开口相对，第二u型槽与第一u型槽位于同一轴线上；第二u型槽用于产生第三谐振点，所述第三谐振点的频率与第一谐振点的频率和第二谐振点的频率均不相同。3.根据权利要求2所述的小型化双频天线，其特征在于，所述第一u型槽与第二u型槽具有不同的尺寸。4.根据权利要求2所述的小型化双频天线，其特征在于，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上相互靠近的两端分别开设有一个直线槽，两个所述直线槽与第一偶极子臂和第二偶极子臂之间的间隙形成正交；所述直线槽用于产生第四谐振点，第四谐振点的频率与第一谐振点的频率、第二谐振点的频率和第三谐振点的频率均不相同。5.根据权利要求2所述的小型化双频天线，其特征在于，所述第一谐振点的频率覆盖2.4-2.5ghz频段。6.根据权利要求5所述的小型化双频天线，其特征在于，所述第二谐振点、第三谐振点和第四谐振点的组合覆盖5-7.125ghz频段。7.根据权利要求2所述的小型化双频天线，其特征在于，具有介质基板，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂被构建于所述介质基板上。8.根据权利要求1所述的小型化双频天线，其特征在于，所述介质基板的厚度为1mm，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02。9.一种小型化双频天线，包括地板、辐射单极子和馈电线，其特征在于：所述辐射单极子用于产生第一谐振点；所述辐射单极子上具有一个第一u型槽，所述第一u型槽用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；所述辐射单极子构建于所述地板上，辐射单极子与所述馈电线连接。10.根据权利要求9所述的小型化双频天线，其特征在于，所述辐射单极子上具有一个第二u型槽，所述第二u型槽与第一u型槽位于同一轴线上且开口方向相同，第二u型槽用于产生第三谐振点；所述辐射单极子上第一u型槽的开口所朝向的一端开设有一个直线槽，所述直线槽用于产生第四谐振点；所述直线槽、第一u型槽和第二u型槽顺次分布在辐射单极子长度方向的轴线上，所述第一谐振点的频率、第二谐振点的频率、第三谐振点的频率以及第四谐振点的频率互不相同。
技术总结本发明提供了一种小型化双频天线，包括相互对称第一偶极子臂和第二偶极子臂，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂所构成的偶极子用于产生第一谐振点；所述第一偶极子臂和第二偶极子臂上分别具有一个第一U型槽，两个所述第一U型槽相互对称且开口相对，第一U型槽用于产生第二谐振点，所述第一谐振点的频率与第二谐振点的频率不同；所述第一偶极子臂和第二偶极子臂相互靠近的两端分别与馈电结构连接。本发明的双频天线采用了新型的双频结构，可加载多个槽组合实现在高频段实现宽带匹配，同时具有小型化、高辐射效率的优势，能够较好的满足Wifi 6E频段的需求。6E频段的需求。6E频段的需求。
技术研发人员：董元旦 陈涛 程洋 黄春生 程华灼 冯燕坡 刘梦雅 田忠
受保护的技术使用者：微网优联科技（成都）有限公司
技术研发日：2022.02.11
技术公布日：2022/7/5
