本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種天線。

背景技術(shù)：

雙極化天線是一種新型天線技術(shù)，組合兩副極化方向相互正交的天線，且兩副天線同時(shí)工作在收發(fā)雙工的模式下，即雙極化天線在同一個(gè)帶寬內(nèi)能收發(fā)兩個(gè)正交的電磁信號。對于無線通信系統(tǒng)來說，采用雙極化天線實(shí)現(xiàn)空間分集，從而提升信道容量，是改善通信質(zhì)量的重要方法。

目前，雙極化天線一般采用兩種結(jié)構(gòu)形式得到，一種是將兩個(gè)不同天線結(jié)合起來并且使其極化方式正交，另一種是將兩個(gè)一樣的天線交叉垂直分布。兩種方式均存在天線體型巨大、雙極化天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。

隨著電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展趨勢，顯然采用上述兩種方法得到的體型巨大的雙極化天線不適用，以此，如何實(shí)現(xiàn)雙極化天線小型化和平面化成為了急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種雙極化天線，有效解決了現(xiàn)有雙極化天線體型巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種雙極化天線，包括：介質(zhì)板、接地板以及兩個(gè)輻射單元，其中，

所述介質(zhì)板沿對角線對稱，所述接地板與所述介質(zhì)板外形匹配；

所述接地板設(shè)置于所述介質(zhì)板一側(cè)，且所述接地板中：沿對角線對稱設(shè)置形狀規(guī)則的一對輻射通孔及限流槽；

所述輻射單元設(shè)置于所述介質(zhì)板另一側(cè)，且所述輻射單元沿所述一對輻射通孔的對稱軸對稱設(shè)置于輻射通孔所在位置、分別通過一微帶線連接至介質(zhì)板邊緣進(jìn)行饋電，且所述一對輻射單元對應(yīng)的微帶線相互垂直設(shè)置。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述接地板中，沿對角線預(yù)設(shè)位置對稱設(shè)置一對圓形的輻射通孔，且所述輻射通孔的面積大于輻射單元的面積，所述輻射單元正對于輻射通孔所在位置設(shè)置于介質(zhì)板另一側(cè)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述接地板的限流槽中包括：沿輻射通孔的對稱軸切除的頂角、沿對稱軸和頂角向接地板中心開設(shè)的條形槽以及沿對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述限流槽中，沿輻射通孔的對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽相互垂直，且角槽朝向接地板的中心開設(shè)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述限流槽中，沿輻射通孔的對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽相互垂直，且角槽朝向接地板的中心開設(shè)，每個(gè)角槽中包括兩個(gè)相互垂直的條形槽。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述輻射單元為菱形輻射單元，且所述菱形輻射單元沿輻射通孔的對稱軸、正對于輻射通孔的位置對稱設(shè)置于介質(zhì)板另一側(cè)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述菱形輻射單元通過一微帶線連接至介質(zhì)板邊緣進(jìn)行饋電，所述微帶線與菱形輻射單元任意一角連接。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述介質(zhì)板的邊緣相互垂直，所述輻射單元通過一微帶線連接至介質(zhì)板邊緣進(jìn)行饋電，所述微帶線垂直于介質(zhì)板邊緣設(shè)置，且所述一對微帶線相互垂直設(shè)置。

在本發(fā)明中，在介質(zhì)板兩側(cè)分別設(shè)置接地板和輻射單元，且通過在接地板中開設(shè)輻射通孔和限流槽的方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)輻射單元的正交極化得到雙極化天線，且輻射單元的微帶線相互垂直設(shè)置進(jìn)行饋電，其中，輻射通孔用于改善輻射單元的全向輻射特性，使輻射單元朝向z軸方向(垂直于介質(zhì)板的方向)輻射；限流槽用于改變接地板中的高頻電流分布和走向，提高兩個(gè)輻射單元之間的隔離度，從而提高雙極化天線的性能；另外，輻射單元和微帶線的設(shè)置保證了雙極化天線的工作帶寬。最后，本發(fā)明提供的雙極化天線具備尺寸小、平面化、結(jié)構(gòu)簡單、易集成、易加工等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說明優(yōu)選實(shí)施方式，對上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明中雙極化天線一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中雙極化天線中接地板一側(cè)一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為本發(fā)明中如圖1所示雙極化天線輻射單元一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)例中兩個(gè)菱形輻射單元的回波損耗特性曲線和隔離度曲線示意圖；

圖5為本發(fā)明如圖4所示實(shí)例中一菱形輻射單元方向圖；

圖6為本發(fā)明如圖4所示實(shí)例中另一菱形輻射單元方向圖。

附圖標(biāo)記：

10-介質(zhì)板，20-接地板，30-輻射單元，21-輻射通孔，22-限流槽，40-微帶線。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實(shí)施方式。

如圖1所示為本發(fā)明提供的雙極化天線一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖(圖示中介質(zhì)板10、輻射通孔21、限流槽22以及輻射單元30均為示意結(jié)構(gòu))，從圖中可以看出，在該雙極化天線中包括：介質(zhì)板10、接地板20以及兩個(gè)輻射單元30，其中，介質(zhì)板10沿對角線對稱，接地板20與介質(zhì)板10外形匹配；另外，接地板20設(shè)置于介質(zhì)板10一側(cè)，且在接地板20中：沿對角線對稱設(shè)置形狀規(guī)則的一對輻射通孔21及限流槽22；輻射單元30設(shè)置于介質(zhì)板10另一側(cè)，且輻射單元30沿輻射通孔21的對稱軸對稱設(shè)置于輻射通孔21所在位置、分別通過一微帶線40連接至介質(zhì)板10邊緣進(jìn)行饋電，且一對輻射單元30對應(yīng)的微帶線40相互垂直設(shè)置。

在本實(shí)施方式中，介質(zhì)板10為規(guī)則介質(zhì)板，且沿對角線對稱；接地板20的外形與介質(zhì)板10的外形匹配，且接地板20通過印制的方式設(shè)置于介質(zhì)板10的底面。此外，在接地板20中沿對角線開設(shè)有一對輻射通孔21，并將輻射單元30設(shè)置在介質(zhì)板10另一側(cè)與輻射通孔21相對的位置，以此改善輻射單元30全向輻射的特性，使輻射單元30沿z方向(接地板20的垂直方向)進(jìn)行輻射。再有，為了提高兩個(gè)輻射單元30的隔離度，在接地板20上設(shè)置限流槽22，以此改變接地板20中高頻電流的流向，保證兩個(gè)極性上的電磁波信號互不干擾。

在實(shí)例中，介質(zhì)板10采用介電常數(shù)為4.4的正方形fr4板材(環(huán)氧玻璃布板)，接地板20為金屬接地板20，如銅接地板20。輻射通孔21可采用圓形、正多邊形等規(guī)則形狀，沿介質(zhì)板10的對角線(即接地板20的對角線)對稱設(shè)置在接地板20上。輻射單元30可采用圓形、三角形、菱形等規(guī)則形狀，設(shè)置于介質(zhì)板10上相對于接地板20的另一側(cè)，正對輻射通孔21的位置。限流槽22設(shè)置于輻射通孔21對稱軸的兩端，且每個(gè)限流槽22沿輻射通孔21對稱軸對稱。要說明的是，在此我們對介質(zhì)板、接地板的材質(zhì)不做具體限定，對輻射通孔、輻射單元以及限流槽的形狀同樣不做具體限定，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。

對上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到本實(shí)施方式，如圖2所示，在本實(shí)施方式中，該雙極化天線中包括：介質(zhì)板10、接地板20以及兩個(gè)輻射單元30，其中，介質(zhì)板10沿對角線對稱，接地板20與介質(zhì)板10外形匹配；接地板20和輻射單元30分別設(shè)置于介質(zhì)板10兩側(cè)，且在接地板20中包括：沿對角線對稱設(shè)置于預(yù)設(shè)位置的一對圓形輻射通孔21及限流槽22，且圓形輻射通孔的面積大于輻射單元30的面積；在接地板20的限流槽22中包括：沿圓形輻射通孔的對稱軸切除的頂角、沿對稱軸和頂角向接地板20中心開設(shè)的條形槽以及沿對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽。輻射單元30沿圓形輻射通孔的對稱軸對稱設(shè)置于圓形輻射通孔所在位置、分別通過一微帶線40連接至介質(zhì)板10邊緣進(jìn)行饋電。

在本實(shí)施方式中，采用圓形的輻射通孔改善輻射單元30的輻射方向，至于圓形輻射通孔在接地板20中的預(yù)設(shè)位置，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，兩個(gè)圓形輻射通孔根據(jù)介質(zhì)板10的對角線對稱即可。另外，為在接地板20中得到限流槽22，首先切除圓形輻射通孔對角線上的對角，即兩個(gè)頂角；之后，沿切除的頂角和圓形輻射通孔對稱軸開設(shè)條形槽；最后，沿圓形輻射通孔對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)角槽。至于圓形輻射通孔的面積大小、限流槽22中切除的頂角的面積大小、開設(shè)的各條形槽的面積大小都根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，在此不做具體限定。

更具體來說，在本實(shí)施方式中，限流槽22中沿輻射通孔21的對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽相互垂直，且角槽朝向接地板20的中心開設(shè)，每個(gè)角槽中包括兩個(gè)相互垂直的條形槽，如圖2中所示的限流槽22。

對上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到本實(shí)施方式，如圖3所示，在本實(shí)施方式中，該雙極化天線中包括：介質(zhì)板10、接地板20以及兩個(gè)菱形輻射單元30，其中，介質(zhì)板10沿對角線對稱，接地板20與介質(zhì)板10外形匹配；接地板20和菱形輻射單元30分別設(shè)置于介質(zhì)板10兩側(cè)，且在接地板20中包括：沿對角線對稱設(shè)置于預(yù)設(shè)位置的一對圓形輻射通孔21及限流槽22，圓形輻射通孔21的面積大于輻射單元30的面積；在接地板20的限流槽22中包括：沿輻射通孔21的對稱軸切除的頂角、沿對稱軸和頂角向接地板20中心開設(shè)的條形槽以及沿對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽，且兩個(gè)角槽于條形槽相接的位置相互垂直，每個(gè)角槽中包括兩個(gè)相互垂直的條形槽。菱形輻射單元30沿輻射通孔21的對稱軸、正對于輻射通孔21的位置對稱設(shè)置于介質(zhì)板10另一側(cè)，分別通過一微帶線40連接至介質(zhì)板10邊緣進(jìn)行饋電。

在本實(shí)施方式中，為了提高雙極化天線的輻射效率，采用菱形輻射單元30，且該菱形輻射單元30通過一微帶線40連接至介質(zhì)板10邊緣進(jìn)行饋電，且微帶線40與菱形輻射單元30任意一角連接。

對上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到本實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，該雙極化天線中包括：介質(zhì)板10、接地板20以及兩個(gè)菱形輻射單元30，其中，介質(zhì)板10沿對角線對稱，且介質(zhì)板10的邊緣相互垂直，即介質(zhì)板10為正方形基板，接地板20與介質(zhì)板10外形匹配；接地板20和菱形輻射單元30分別設(shè)置于介質(zhì)板10兩側(cè)，且在接地板20中包括：沿對角線對稱設(shè)置于預(yù)設(shè)位置的一對圓形輻射通孔21及限流槽22，圓形輻射通孔21的面積大于輻射單元30的面積；在接地板20的限流槽22中包括：沿輻射通孔21的對稱軸切除的頂角、沿對稱軸和頂角向接地板20中心開設(shè)的條形槽以及沿對稱軸在條形槽兩側(cè)開設(shè)的角槽，且兩個(gè)角槽于條形槽相接的位置相互垂直，每個(gè)角槽中包括兩個(gè)相互垂直的條形槽。菱形輻射單元30沿輻射通孔21的對稱軸、正對于輻射通孔21的位置對稱設(shè)置于介質(zhì)板10另一側(cè)，分別通過一微帶線40連接至介質(zhì)板10邊緣進(jìn)行饋電，微帶線40垂直于介質(zhì)板10邊緣設(shè)置，且一對微帶線40相互垂直設(shè)置，以此使得一個(gè)菱形輻射單元30的走向沿x方向，另一個(gè)菱形輻射單元30的走向沿y方向，從而使兩個(gè)輻射單元30走向正交，形成正交極化。要說明的是，在本實(shí)施方式中，微帶線40的設(shè)置方向根據(jù)雙極化天線的性能進(jìn)行設(shè)定，包括回波特征參數(shù)、隔離度等。

在一個(gè)實(shí)例中，雙極化天線的結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。具體：

介質(zhì)板采用介電常數(shù)為4.4的fr4、邊長為53mm(毫米)的正方形的板材，且基板厚度為1mm。銅接地板印制在介質(zhì)板底面，菱形輻射單元設(shè)置于介質(zhì)板另一面，且沿介質(zhì)板對角線對稱設(shè)置。

在銅接地板中，在菱形輻射單元所在位置上對稱開設(shè)兩個(gè)半徑12.5mm的圓形輻射通孔，其中，第一圓形輻射通孔距離介質(zhì)板上邊緣13.5mm，第二圓形輻射通孔距離介質(zhì)板左邊緣13.5mm，形成對z方向的輻射。

在該銅接地板中，沿圓形輻射通孔對稱軸去除對角，其中，銅接地板左上角中去除的頂角邊長為10mm、右下角中去除的頂角邊長為14mm；之后，沿介質(zhì)板對角線和去除的頂角朝向介質(zhì)板中心開設(shè)條形槽，其中，左上角的條形槽長15mm、右下角的條形槽長19mm；最后，在條形槽兩側(cè)對稱開設(shè)互相垂直的角槽(角槽中包括相互垂直的第一條形槽和第二條形槽)，具體，在左上角的角槽中，與條形槽連接的第一條形槽長度為4mm，與第一條形槽垂直連接的第二條形槽長度為6mm；在右下角的角槽中，與條形槽連接的第一條形槽長度為11mm，與第一條形槽垂直連接的第二條形槽長度為11mm，以此得到限流槽，改變銅接地板上的電流分布情況，改善兩個(gè)菱形輻射單元之間的隔離度。

菱形輻射單元為高14mm、寬9.2mm的菱形金屬片(兩個(gè)輻射單元形狀相同，共用銅接地板)，通過一段微帶線連接到邊緣進(jìn)行饋電，具體，其中，第一菱形輻射單元距離介質(zhì)板上邊緣13.5mm，第二菱形輻射單元距離介質(zhì)板左邊緣13.5mm，微帶線長度為7.5mm，寬度為0.92mm。

根據(jù)以上參數(shù)得到雙極化天線之后，對其性能進(jìn)行仿真處理，如圖4所示，為該雙極化天線的s參數(shù)結(jié)果，其中，曲線s11和曲線s22分別為兩個(gè)菱形輻射單元的回波損耗特性曲線，曲線s21為兩個(gè)菱形輻射單元輻射的電磁波信號的隔離度曲線。由該雙極化天線中菱形輻射單元、圓形輻射通孔以及限流槽都沿介質(zhì)板對角線對稱設(shè)置，兩個(gè)輻射單元的回波損耗特性曲線基本一致，如曲線s11和曲線s22所示，該雙極化天線的工作頻率范圍為4.5ghz～7ghz(工作帶寬較寬)，且在該頻段內(nèi)，s11<-10db，s22<-10db。另外，從曲線s21中可以看出，兩個(gè)菱形輻射單元在工作頻帶內(nèi)具有較高的隔離度，s21<-16db。

圖5和圖6為兩個(gè)菱形輻射單元在xoy面的方向圖，其中，曲線a表示theta分量，曲線b表示phi分量。從兩個(gè)圖中可以看出，其中一個(gè)菱形輻射單元以theta極化分量為主(與第二圓形輻射通孔對應(yīng)設(shè)置的菱形輻射單元)，另一個(gè)菱形輻射單元以phi極化分量為主(與第一圓形輻射通孔對應(yīng)設(shè)置的菱形輻射單元)，可以推出，該雙極化天線達(dá)到了較好的雙極化效果。

在其他實(shí)例中，可以根據(jù)實(shí)際需求對雙極化天線中各參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，如在菱形輻射單元所在位置上對稱開設(shè)兩個(gè)半徑11.5mm/13.5mm的圓形輻射通孔，第一菱形輻射單元距離介質(zhì)板上邊緣12.5mm/14.5mm，第二菱形輻射單元距離介質(zhì)板左邊緣12.5mm/14.5mm等。

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。