天線、天線系統(tǒng)和通信設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種天線，以及使用該天線的天線系統(tǒng)和通信設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是一種用來發(fā)射或接收電磁波的電子器件。天線應(yīng)用于廣播和電視、點對點無線電通信、雷達(dá)和太空探索等系統(tǒng)。隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，天線技術(shù)所涉及的領(lǐng)域越來越廣泛。在許多特殊應(yīng)用中，對于天線性能的要求也越來越高。在現(xiàn)代通信中，隨著通信系統(tǒng)集成度的提高，要求使用的天線具有高增益、寬頻帶或多頻段、圓極化、小型化、寬覆蓋等特點。
[0003]但是，目前的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)需要多頻段(例如，雙頻段)天線或者多頻段圓極化天線時，通常是通過多個饋電端口和多個天線來分別實現(xiàn)不同的頻段，在這種情況下，通常一個饋電端口的輸出需要后續(xù)一整套信號處理裝置來進行處理，還需要多個天線來響應(yīng)不同頻段的天線信號，這樣一來，現(xiàn)有技術(shù)中如果要實現(xiàn)多頻段、高增益以及圓極化就勢必增加天線的數(shù)量，但是如果增加天線的數(shù)量就會導(dǎo)致多個天線之間的相互干擾增強進而影響圓極化的性能，同時還會導(dǎo)致多個天線之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜化，進而導(dǎo)致最終的天線尺寸變大，因此，如何實現(xiàn)使天線具有多頻段、圓極化、小型化、寬覆蓋等優(yōu)點一直是業(yè)界亟需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。
[0005]根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種天線，包括第一基板、第二基板、第一輻射片和第二輻射片，該第一輻射片設(shè)置在該第一基板上，該第二基板設(shè)置在該第一輻射片上，該第二輻射片設(shè)置在該第二基板上，在該第一輻射片和該第二輻射片的邊緣處皆設(shè)有缺口，并且該第一輻射片和該第二輻射片分別包括第一饋電部和第二饋電部。
[0006]在一實例中，該第一輻射片和該第二輻射片均為圓形。
[0007]在一實例中，該第一輻射片上設(shè)有兩個均朝圓心方向凹陷的缺口，并且兩個該缺口位于該第一輻射片的圓周上且關(guān)于圓心對稱。
[0008]在一實例中，該第一基板為矩形，且該第一輻射片的圓心在該第一基板上的投影與該第一基板的中心重合。
[0009]在一實例中，該第一輻射片上兩個缺口的連線落在該第一基板的一條對角線上。
[0010]在一實例中，該第二輻射片上設(shè)有兩個均朝圓心方向凹陷的缺口，并且兩個該缺口位于該第二輻射片的圓周上且關(guān)于圓心對稱。
[0011]在一實例中，該第二基板為矩形，且該第二輻射片的圓心在該第二基板上的投影與該第二基板的中心重合。
[0012]在一實例中，該第二輻射片上兩個缺口的連線落在該第二基板的一條對角線上。
[0013]在一實例中，該第一輻射片上兩個缺口的連線與該第二輻射片上兩個缺口的連線相互交叉。
[0014]在一實例中，該第一饋電部位于該第一輻射片的水平對稱軸或垂直對稱軸上，該第二饋電部位于該第二輻射片的水平對稱軸或垂直對稱軸上。
[0015]在一實例中，該第一饋電部和該第二饋電部為同軸饋電部。
[0016]在一實例中，該第一饋電部和該第二饋電部電性絕緣。
[0017]在一實例中，該第二輻射片的尺寸小于該第二基板的尺寸，該第一輻射片的尺寸小于該第一基板的尺寸，且該第一輻射片的尺寸大于該第二輻射片的尺寸。
[0018]在一實例中，該第一基板、第二基板、第一輻射片和第二輻射片均為平面形狀。
[0019]在一實例中，該第二輻射片的圓心在該第一輻射片上的投影與該第一輻射片的圓心重合，且該第二輻射片的水平對稱軸和垂直對稱軸在該第一輻射片上的投影分別與該第一輻射片的水平對稱軸和垂直對稱軸重合。
[0020]在一實例中，該第一基板、第二基板、第一輻射片和第二輻射片均為凸面或凹面形狀。
[0021]在一實例中，該第一基板、第二基板、第一輻射片和第二輻射片的曲率均相同。
[0022]在一實例中，在該第一基板的內(nèi)部水平方向或者豎直方向放置有人造微結(jié)構(gòu)。
[0023]在一實例中，在該第二基板的內(nèi)部水平方向或者豎直方向放置有人造微結(jié)構(gòu)。
[0024]在一實例中，該人造微結(jié)構(gòu)的形狀包括工字形、或者十字形、或者雪花形、或者斷開的口字型。
[0025]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種天線系統(tǒng)，包括饋電端口、天線以及合路器，該天線是所述的天線，該合路器的第一端連接該饋電端口，該合路器的第二端連接該第一饋電部，該合路器的第三端連接該第二饋電部。
[0026]根據(jù)本實用新型的再一方面，提供了包括上述天線系統(tǒng)的一種通信設(shè)備。
[0027]本實用新型的天線采用層疊的第一輻射片和第二輻射片，可以減小天線的體積和尺寸。本實用新型的天線通過在第一輻射片和第二輻射片的邊緣處皆設(shè)有缺口并設(shè)計所述缺口的恰當(dāng)位置，可以使得這兩個輻射片都能單獨實現(xiàn)圓極化而不需要借助其他輻射片的配合。本實用新型的這種單個天線就能實現(xiàn)圓極化的技術(shù)方案，相比于現(xiàn)有技術(shù)中需要多個天線共同配合來實現(xiàn)圓極化來說，很明顯具有低成本的優(yōu)勢，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，不需要多個天線的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，本實用新型借助設(shè)計缺口及其恰當(dāng)?shù)奈恢?，可以使得該天線能實現(xiàn)多頻段、圓極化、小型化、寬覆蓋等。
【附圖說明】
[0028]在結(jié)合以下附圖閱讀本公開的實施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本實用新型的上述特征和優(yōu)點。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。
[0029]圖1示出本實用新型一實施例的天線的平視示意圖；
[0030]圖2示出本實用新型一實施例的天線的俯視示意圖；
[0031]圖3示出本實用新型一實施例的天線的饋電部示意圖；
[0032]圖4示出本實用新型一實施例的天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5示出本實用新型實施例的天線的電壓駐波比曲線圖；
[0034]圖6示出本實用新型實施例的天線的增益曲線圖；
[0035]圖7示出本實用新型實施例的天線的軸比曲線圖。
[0036]為清楚起見，以下給出附圖標(biāo)記的簡要說明:
[0037]10:天線
[0038]11:第一基板12:第二基板13:第一輻射片14:第二輻射片
[0039]15a、15b:缺口 16a、16b:缺口 17:第一饋電部 18:第二饋電部
[0040]20:合路器30:饋電端口
【具體實施方式】
[0041]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作詳細(xì)描述。注意，以下結(jié)合附圖和具體實施例描述的諸方面僅是示例性的，而不應(yīng)被理解為對本實用新型的保護范圍進行任何限制。
[0042]圖1示出本實用新型一實施例的天線的平視示意圖。圖2示出本實用新型一實施例的天線的俯視示意圖。參考圖1和圖2所示，本實施例的天線10可包括第一基板11、第二基板12、第一輻射片13和第二輻射片14。第一輻射片13設(shè)置在第一基板11上。第二輻射片14設(shè)置在第二基板12上。第一基板11和第二基板12由電介質(zhì)基材制成。第一輻射片13和第二輻射片14由導(dǎo)電材料，例如金屬制成。輻射片可以是貼片形式，也可以是經(jīng)光刻刻蝕的鍍層。每個輻射片及其對應(yīng)的基板這種組合單元構(gòu)成一個接收和發(fā)送路徑。在本實施例中，兩個組合單元進一步以疊合的方式組合成天線。換言之，第二基板12設(shè)置在第一輻射片13上。本實用新型的天線采用層疊的第一輻射片和第二輻射片，可以減小天線的體積和尺寸。
[0043]在本實施方式中，為了實現(xiàn)天線的圓極化，采用幾何微擾的方法實施，利用簡并模分離元產(chǎn)生兩個正交極化的相位差90°的簡并模工作。具體結(jié)構(gòu)上，第一輻射片13在邊緣處具有缺口 15a和15b。類似地，第二輻射片14在邊緣處具有缺口 16a和16b。通過幾何微擾的方法實現(xiàn)圓極化的優(yōu)勢是，第一輻射片13和第二輻射片14可僅具有一個饋電部。
[0044]參考圖3所示，第一輻射片13具有第一饋電部17，第二輻射片14具有第二饋電部18。第一饋電部17和第二饋電部18可分別輸入待發(fā)送的信號，或者輸出接收已接收的信號。
[0045]第一饋電部17需要位于第一輻射片13的水平對稱軸Xl或者垂直對稱軸Yl上。第二饋電部18需要位于第二輻射片14的水平對稱軸X2或者垂直對稱軸Y2上。參考圖3所示，作為特定實例，水平對稱軸XI，X2位于同一直線上，且垂直對稱軸Yl，Y2位于同一直線上。換言之，第二輻射片14的中心點(在圖中即為圓心)在第一輻射片13上的投影與第一輻射片13的中心點(在圖中即為圓心)重合，并且第二輻射片14的水平對稱軸和垂直對稱軸在第一輻射片13上的投影分別與第一輻射片13的水平對稱軸和垂直對稱軸重合。第一饋電部17位于第一輻射片13的垂直對稱軸Yl上，第二饋電部18位于第二輻射片14的水平對稱軸X2上。另外，本實用新型的實施例并不限定第一饋電部17和第二饋電部18在水平面(圖3中的紙面)上的相對位置，只要在工程上第一饋電部17和第二饋電部18能夠各自引出傳輸線(圖中未示出)。
[0046]在形狀設(shè)計上，第一基板11和第二基板12優(yōu)選為矩形，當(dāng)然，也可以是其它形狀。第一輻射片13和第二輻射片14優(yōu)選為具有缺口的圓形。當(dāng)然可以理解，第一輻射片14和第二輻射片14還可以是他形狀。不過，第一輻射片13和第二輻射片14優(yōu)選為形狀相同。較優(yōu)地，第一輻射片13的尺寸小于第一基板11的尺寸，第二輻射片14的尺寸小于第二基板12的尺寸。第一輻射片13的尺寸最好大于第二輻射片14的尺寸，從而以確保第一輻射片13輻射出的信號不被位于其上的第二輻射片14所遮擋，圖1示出第一輻射片13的尺寸大于第二輻射片14的尺寸的實例。
[0047]進一步，第一基板11和第二基板12內(nèi)可具有人造微結(jié)構(gòu)，例如導(dǎo)電微結(jié)構(gòu)?；鍍?nèi)的人造微結(jié)構(gòu)可以是具有一定幾何圖形的平面或立體結(jié)構(gòu)，且可以水平和/或豎直地放置在基材內(nèi)，也稱為超材料微結(jié)構(gòu)。通過在基板內(nèi)設(shè)置人造微結(jié)構(gòu)，可以改變基板的介電常數(shù)，從而適合提供具有不同介電常數(shù)的基板。作為特定實例，人造微結(jié)構(gòu)的形狀可包括工字形、十字形、雪花形、或者斷開的口字型。在尺寸上，第一基板11的厚度可小于第二基板12的厚度。
[0048]在此實例中，第一輻射