一種差分微帶天線的製作方法

2023-10-20 16:08:07 5

專利名稱：一種差分微帶天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及-種微帶天線，尤其是涉及與差分接口要求的射頻晶片相連的微帶天線以及 微波檢波微帶天線。
背景技術：
在射頻晶片設計中，射頻信號通常採用差分輸入、輸出接口，它的好處有
(1) 對應差分的射頻信號的射頻電路可以採用完全對稱的電路設計，提高共模抑制和
對幹擾的抑制；
(2) 差分的射頻信號對射頻晶片和電路的接地要求低，可以提高射頻的性能指標
(3) 差分的射頻輸入阻抗高於單端輸入阻抗，有利於CMOS小功率射頻應用的設計實現；
(4) 差分的射頻信號對其他電路的幹擾影響小，減少內部信號的隔離距離，進而減小 晶片面積。
現有射頻應用中，大多採用巴倫將晶片的差分射頻接口轉化為單端接口後與天線相連。 在使用半波天線的應用中，有直接將半波天線的差分輸出與晶片的差分輸入直接相連的，但 在微帶天線的應用中還沒見到。
在檢波二極體檢波的電路設計中，對地的設計要求很高，不理想的接地使檢波性能受到 很大的影響，採用差分微帶天線，會大大降低對接地的要求。

發明內容
本發明的目的在於提供一種差分微帶天線，直接實現射頻晶片或電路差分接口與天線的 相連，同時提高了射頻匹配性能。
本發明一種差分微帶天線的技術方案是包括由微帶天線單元A1、 A2組成。所述微帶天 線單元Al和微帶天線單元A2相距二分之一波長，所述微帶線Wl將所述RFout+與所述微帶 天線單元Al相連，所述微帶線W2將所述RFout-與所述微帶天線單元A2相連。
本發明具有以下幾個優點
(1) 本發明的差分微帶天線的接口 RFout+和Rfout-是差分的，直接與射頻晶片或電路 差分接口相連，不用採用巴倫等其他器件；
(2) 所述微帶天線單元Al和微帶天線單元A2可以是線性極化微帶天線，或者圓極化微帶天線，根據極化要求選用，實現簡舉；
(3) 本發明的差分微帶天線由兩個分離的微帶天線單元組成，相比單個微帶天線單元 有更高的天線增益。
(4) 本發明的差分微帶天線實現的檢波電路，沒有對接地的要求，射頻匹配實現簡單， 檢波性能好。


圖1 一種右旋極化微帶天線的結構示意圖
圖2本發明的一種差分微帶天線的結構示意圖
圖3本發明的一種差分微帶天線和檢波電路示意圖
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明
本實例應用於智能交通的專用短程通訊。根據國標專用短程通信物理層GBT20851. 1-2007 的要求，0BU的接收天線採用右旋圓極化天線，其工作頻率5.8GHz。
微帶天線通常由一個矩形或方形的金屬貼片置於接地平面上一片薄層電介質〔稱為基片) 表面所組成，其貼片採用光刻工藝製作。本實例中採用最通用的FR4板材介電常數為4.4， 介質基片厚度為1.5毫米的介質基片材料。貼片採用正方形，邊長近似四分之一個波長。為 了實現右旋圓極化，採用切角結構。如圖1所示，其具體尺寸L為11.8毫米，a為1.5毫米。 根據公式(l)計算可得圖1天線的輻射阻抗為512+0j歐姆。
RR = 90 e // ( e R-1) (1)
微帶天線的饋電方式比較靈活，為了與50歐姆傳輸線相匹配，現採用四分之一波長傳輸 線來實現阻抗的變換，要求傳輸線阻抗為
Z= (50*512) °5 =160歐姆 (2)
在圖1微帶天線的設計基礎上，本發明實現的一種差分微帶天線如圖2所示包括由微 帶天線單元A1、 A2組成。微帶天線單元A1和微帶天線單元A2相距二分之一波長，它們的輸 出信號方向正好相反，構成一對差分信號。微帶線W1、微帶線W2分別與微帶天線單元A1、 微帶天線單元A2相連，根據實際負載阻抗的耍求完成阻抗匹配。RFout+和R化ut-為差分微 帶天線的差分輸出。
圖3是本發明的一種差分微帶天線和檢波電路示意圖。在圖2差分微帶天線的設計基礎 上，還包括檢波二極體Dl和匹配電容Cl;檢波二極體Dl跨接在所述微帶線Wl和所述微帶線W2之間，由微帶天線A1、 A2提供正、負的射頻信號，不需要接地；匹配電容C1跨接在所 述微帶線W1和所述微帶線W2之間，實現對檢波二極體Dl容性阻抗的匹配，同時將高頻信號 與低頻信號隔離開來，RFout+和RFout-為差分的檢波輸出；如要求單端輸出，可根據要求選 者一端接地，為另一端提供電壓基準，由於電容C1後為低頻信號，所以對接地性能沒有要求; 匹配電容Cl對於高頻信號起到提供交流接地的作用，與檢波二極體Dl相距為d，其等效並 聯感抗為
X二j承Z氺tan (2承pi承d/入p) (3) 式中Z為傳輸線阻抗、Ap為射頻信號的波長。當d為四分之一入p時，X為無窮大。 以上所述為本發明針對智能交通的專用短程通訊應用的一個具體實施例子，同時可應用 於不同頻率、不同天線極化的應用上。
權利要求
1、一種差分微帶天線，包括由微帶天線單元A1、A2組成，其特徵是所述微帶天線單元A1和微帶天線單元A2相距二分之一波長。
2、 根據權利要求1所述一種差分微帶天線，其特徵是所述微帶天線單元A1、 A2是線性極化微帶天線，或者圓極化微帶天線。
3、 根據權利要求1、 2所述一種差分微帶天線，其特徵是所述微帶線Wl將所述RFout+與所述微帶天線單元Al相連，所述微帶線W2將所述RFout-與所述微帶天線單元A2相連，所述微帶線Wl與所述微帶線W2左右對稱。
4、 根據權利要求l、 2、 3所述一種差分微帶天線，其特徵是還包括檢波二極體Dl和匹配電容C1;所述檢波二極體D1跨接在所述微帶線W1和所述微帶線W2之間，所述匹配電容C1跨接在所述微帶線Wl和所述微帶線W2之間，所述檢波二極體Dl和所述匹配電容Cl相距為d。
全文摘要
本發明公開了一種差分微帶天線，包括由微帶天線單元A1、A2組成。所述微帶天線單元A1和微帶天線單元A2相距二分之一波長，所述微帶線W1將所述RFout+與所述微帶天線單元A1相連，所述微帶線W2將所述RFout-與所述微帶天線單元A2相連。本發明通過兩個相距二分之一波長的微帶天線產生了差分的射頻信號輸出，可以直接用於差分射頻輸入的應用，減少了外部器件的需求，同時提高了射頻匹配性能；同時本發明的差分微帶天線由兩個分離的微帶天線單元組成，相比單個微帶天線單元有更高的天線增益。本發明特別適用於通信晶片的差分射頻信號輸入、輸出及RFID應用中的射頻信號檢波。
文檔編號H01Q13/08GK101656354SQ20091017718
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者王樹甫 申請人:王樹甫