一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著FDD-LTE技術(shù)的不斷成熟以及國(guó)家對(duì)FDD-LTE牌照的發(fā)放，自此中國(guó)移動(dòng)通信業(yè)開(kāi)始進(jìn)入全面4G時(shí)代。天線作為無(wú)線通信系統(tǒng)最核心的部件之一，其性能的好壞直接影響到整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)。
[0003]雙極化天線技術(shù)是利用正交電磁波不相干性和信號(hào)的多徑傳輸效應(yīng)，在收發(fā)雙工模式下采用極化相互正交的天線同時(shí)工作，在無(wú)線信道中傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到很多因素的衰落，這種分集技術(shù)可以有效地降低多徑衰落的影響，提高系統(tǒng)的通信容量。
[0004]目前實(shí)現(xiàn)小型雙極化基站天線設(shè)計(jì)的方法主要有兩種:第一種為使用中心饋電的振子天線，第二種為使用改進(jìn)的微帶貼片天線。
[0005]第一種振子天線需要巴倫饋電，饋電結(jié)構(gòu)和振子結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，加工難度大；第二種實(shí)現(xiàn)雙極化需要采用多層結(jié)構(gòu)，帶寬較小且不易實(shí)現(xiàn)高隔離度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線，其包括天線結(jié)構(gòu)架、設(shè)置于所述天線結(jié)構(gòu)架上并形成有微帶-“H”縫隙饋電結(jié)構(gòu)的電路板、設(shè)置于所述天線結(jié)構(gòu)架上并位于所述電路板上方的第一加載金屬片、設(shè)置于所述天線結(jié)構(gòu)架上并位于所述電路板下方的第二加載金屬片；還包括設(shè)置于所述電路板上并分別與所述第一加載金屬片和所述第二加載金屬片形成有間隙的矩形介質(zhì)諧振器；所述矩形介質(zhì)諧振器繞所述電路板中心軸旋轉(zhuǎn)45°，使所述介質(zhì)諧振器兩邊分別在與所述電路板對(duì)角線平行的方向上，形成±45°雙極化。
[0008]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電路板包括第三介質(zhì)板和設(shè)置于所述第三介質(zhì)板上表面的金屬接地板；在所述金屬接地板上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)互相垂直的“H”形耦合縫，兩個(gè)所述“H”形耦合縫中部矩形縫長(zhǎng)邊分別在與所述電路板對(duì)角線平行的方向上，并且兩個(gè)所述“H”形耦合縫中心之間形成有間隙；在所述第三介質(zhì)板上設(shè)置有兩個(gè)分別與所述“H”形耦合縫垂直的微帶饋線；在所述微帶饋線的末端各設(shè)置有一不同尺寸的矩形開(kāi)路枝節(jié)，在所述微帶饋線的始端連接有天線射頻接頭；所述“H”形耦合縫與所述微帶饋線構(gòu)成所述微帶-“H”縫隙饋電結(jié)構(gòu)；并且所述矩形介質(zhì)諧振器位于所述金屬接地板中心正上方。
[0009]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一加載金屬片為包括長(zhǎng)邊和短邊的八邊形，其對(duì)邊兩兩相等，相鄰長(zhǎng)邊和短邊之間的夾角為135° ;其中，短邊邊長(zhǎng)Wpl= 18mm，約為
0.12 λ。;長(zhǎng)邊邊長(zhǎng) w ρ2= 22.63mm，約為 0.15 λ。。
[0010]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二加載金屬片為正方形，其邊長(zhǎng)Ip = 65mm，約為 0.42 λ。。
[0011]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二加載金屬片和所述電路板之間間隙的間距為h1= 12mm;所述矩形介質(zhì)諧振器上表面和第一加載金屬片下表面之間間隙的距離Sh2 =3mm ο
[0012]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述矩形介質(zhì)諧振器的相對(duì)介電常數(shù)為12 ;其長(zhǎng)a，寬b，高 h 滿足以下關(guān)系:a = b = 24mm、h = 12.5mm。
[0013]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述天線結(jié)構(gòu)架包括用于安裝所述電路板的支撐架、用于安裝所述第一加載金屬片的第一介質(zhì)板和用于安裝所述第二加載金屬片的第二介質(zhì)板；其中，所述支撐架為一金屬框架，所述電路板固定于所述金屬框架內(nèi)；所述第一介質(zhì)板和所述第二介質(zhì)板分別通過(guò)支撐柱連接在所述支撐架上；所述第一加載金屬片粘貼于所述第一介質(zhì)板的下表面；所述第二加載金屬片粘貼于所述第二介質(zhì)板的上表面；并且，所述第一加載金屬片和所述第二加載金屬片的位置與所述電路板相對(duì)應(yīng)。
[0014]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述支撐架為正方形，其厚度為4.6mm，寬度為67mm，約等于0.44 λ。;用于安裝所述第一加載金屬片的所述第一介質(zhì)板為正方形，其邊長(zhǎng)為Ig=67mm，約為 0.44 λ。。
[0015]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一介質(zhì)板、所述第二介質(zhì)板和所述第三介質(zhì)板的材料均為高頻板材FR4 ;其厚度為1.6mm，相對(duì)介電常數(shù)為3.38。
[0016]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述支撐架側(cè)面設(shè)置有卡板，用于固定天線射頻接頭。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018](I)本發(fā)明體積上做到小型化，高隔離度雙極化，便于集成，適用范圍廣；
[0019](2)本發(fā)明采用矩形介質(zhì)諧振器為輻射主體，沒(méi)有表面波損耗且自身介質(zhì)損耗小，降低了歐姆損耗；
[0020](3)本發(fā)明以矩形介質(zhì)諧振器為主福射體，第一加載金屬片和第二加載金屬片為寄生輻射體，可產(chǎn)生三個(gè)頻率諧振點(diǎn)，相對(duì)帶寬較寬，包含了國(guó)內(nèi)FDD-LTE、WCDMA通信系統(tǒng)的主要頻段，實(shí)用性強(qiáng)；
[0021](4)本發(fā)明的增益高，極化純度高，輻射面積廣；
[0022](5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，值得大規(guī)模推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線的側(cè)視圖；
[0025]圖3為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線的俯視圖；
[0026]圖4為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線的前視圖；
[0027]圖5為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線仿真S參數(shù)圖；
[0028]圖6為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線在1.86GHz輻射方向圖；
[0029]圖7為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線在1.94GHz輻射方向圖；
[0030]圖8為本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線在2GHz輻射方向圖；
[0031]圖9為本發(fā)明中電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]上述附圖中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱(chēng)如下:
[0033]1-矩形介質(zhì)諧振器，2-電路板，3-第一加載金屬片，4-第二加載金屬片，5-射頻接頭，6-支撐柱，7-支撐架，810-第一介質(zhì)板，820-第二介質(zhì)版，9-矩形開(kāi)路枝節(jié)，12-卡板；110-第一 H形耦合縫，120-第二 H形耦合縫，210-金屬接地板，220-第三介質(zhì)板，111_第一微帶饋線，112-第二微帶饋線。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
[0035]如圖1?4所示，其示出了本發(fā)明一種小型高隔離度雙極化介質(zhì)諧振器天線，其包括天線結(jié)構(gòu)架、設(shè)置于天線結(jié)構(gòu)架上并形成有微帶-“H”縫隙饋電結(jié)構(gòu)的電路板2、設(shè)置于天線結(jié)構(gòu)架上并位于電路板2上方的第一加載金屬片3、設(shè)置于天線結(jié)構(gòu)架上并位于電路板2下方的第二加載金屬片4。另外，還包括設(shè)置于電路板2上并分別與第一加載金屬片3和第二加載金屬片4形成有間隙的矩形介質(zhì)諧振器I ;矩形介質(zhì)諧振器I繞電路板2中心軸旋轉(zhuǎn)45°，使介質(zhì)諧振器I兩邊分別在與電路板2對(duì)角線平行的方向上，形成±45°雙極化。
[0036]優(yōu)選的，電路板2包括第三介質(zhì)板220和設(shè)置于第三介質(zhì)板220上表面的金屬接地板210，如圖9所示。
[0037]在金屬接地板210上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)互相垂直的“H”形耦合縫，兩個(gè)“H”形耦合縫中部矩形縫長(zhǎng)邊分別在與電路板2對(duì)角線平行的方向上，并且兩個(gè)“H”形耦合縫中心之間形成有間隙。對(duì)于H形耦合縫，中間矩形耦合縫用于調(diào)節(jié)耦合量大小，兩端矩形縫用于調(diào)節(jié)天線阻抗。
[0038]如，H形耦合縫包括間隔設(shè)置并互相垂直的第一 H形耦合縫110和第二 H形耦合縫 120。
[0039]在第三介質(zhì)板220上設(shè)置有兩個(gè)分別與“H”形耦合縫垂直的微帶饋線。
[0040]如，微帶饋線包括第一微帶饋線111和第二微帶饋線112。第一微帶饋線111的與第一 H形耦合縫110垂直，第二微帶饋線112的與第二 H形耦合縫120垂直。微帶饋線包括第一、第二饋線，分別對(duì)應(yīng)第一、第二 H形耦合縫，饋線與H形耦合縫、H形耦合縫與H形耦合縫互相垂直保證了 H形耦合縫的中間矩形縫內(nèi)的電場(chǎng)方向平行于電路板的對(duì)角線方向(即±45°方向)，這樣在介質(zhì)諧振器內(nèi)形成的電場(chǎng)方向也全部沿±45°方向。第一、第二微帶饋線，其所對(duì)應(yīng)的H形耦合縫相互垂直且中心有一定距離，保證兩極化電場(chǎng)±45°正交和一定的隔離度
[0041]在微帶饋線221的末端各設(shè)置有一不同尺寸的矩形開(kāi)路枝節(jié)9，在微帶饋線221的始端連接有用以饋電的天線射頻接頭5。在第一微帶饋線111的末端端部設(shè)置有第一矩形開(kāi)路枝節(jié)，其另一端連接有用以饋電的天線射頻接頭5。在第二