CN106785396A - 紧凑型宽带双极化天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，它包括介质基板、印制在介质基板背面的垂直极化微带馈线、水平极化微带馈线和印刷在介质基板正面的含辐射缝隙和水平极化耦合馈电缝隙的天线地板，垂直极化馈线和水平极化馈线相互垂直，分别从基板上下边沿馈电。本发明结构简单紧凑，相比于同类型的产品，宽频带，易于集成和低成本的特点，可用于移动通信终端设备，性能更加优越。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种紧凑型宽带双极化天线。
背景技术
随着无线通信技术的发展，人们对通信的速率和容量都有了更高的要求。宽带天线能够适应多个频段工作，提高频谱利用率，同时由于不同国家频谱划分不一致，宽带天线能提高天线的通用性。而双极化天线能够同时接收相互正交的极化来波，提高通信质量。与此同时，随着通信设备的小型化趋势，紧凑与小型化的天线越来越受到重视。
在传统的宽带双极化天线中，常采用微带线耦合馈电，缝隙辐射的形式来提高带宽，这种方式没有充分利用潜在的工作模式，导致带宽扩展不充分。如中国专利，申请公布号CN106229667A,名称为“一种嵌入式宽带双极化天线”，该发明公开了一种背腔式宽带双极化天线，通过两条微带线耦合馈电、正交的十字缝隙辐射的形式，形成了双极化宽带缝隙天线。但其工作模式单一，导致带宽不足，且采用双层介质板，不利于集成和成本控制。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构简单紧凑，占用空间小，而且生产加工方便，生产成本低的紧凑型宽带双极化天线。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，它包括介质基板、印制在介质基板背面的垂直极化微带馈线、水平极化微带馈线和印刷在介质基板正面的含辐射缝隙和水平极化耦合馈电缝隙的天线地板，垂直极化馈线和水平极化馈线相互垂直，分别从基板上下边沿馈电。
作为上述方案的进一步说明，所述垂直极化馈线为直线型微带线，其通过合适的长度和宽度选择，能为上层辐射缝隙耦合馈电和激励起自身的单极子辐射模式。
进一步地，所述水平极化馈线为弯折型微带线，其通过合适的长度和宽度选择，能为上层辐射缝隙耦合馈电和激励起自身的单极子辐射模式。
进一步地，天线地板的辐射缝隙和水平极化耦合馈电缝隙为尺寸不一致的两个缝隙，尺寸较大的为辐射缝隙，起辐射作用，通过合适的尺寸选择，能由下层馈线同时激励起缝隙辐射模式，是为天线地板的金属边缘的环形天线辐射模式；尺寸较小的缝隙为水平极化耦合馈电缝隙。
进一步地，天线整体尺寸数据如下：(H*W*D)(47-49)mm*(55-57)mm*(1.5-1.6)mm，在类似性能天线中，体积大幅压缩；该宽带双极化天线中，垂直极化阻抗带宽能覆盖1.8-5.1GHz，垂直极化阻抗带宽能覆盖1.8-4.7GHz，实现公共带宽44％，满足宽频带覆盖要求；天线在不增加任何隔离措施的情况下，大部分频段隔离度大于20dB，全频段隔离度大于17dB。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明采用相互垂直的单极子耦合馈电，通过合适的尺寸选择，可以激励起馈线的单极子模式，和缝隙模式和金属边缘的环形天线模式。通过多模式的工作能够有效拓展带宽，采用单层PCB结构，实现了高集成性和低成本；与现有天线相比，其具有结构紧凑，宽频带的特点。
附图说明
图1为本发明的天线模型结构示意图；
图2为本发明的天线地板结构示意图；
图3为本发明的紧凑型宽带双极化天线电磁仿真反射系数曲线图；
图4为本发明的紧凑型宽带双极化天线电磁仿真隔离度曲线图。
附图标记说明：1、天线地板 2、辐射缝隙 3、水平极化耦合缝隙 4、水平极化微带馈线 5、垂直极化微带馈线。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。
如图1-图4所示，本发明是一种紧凑型宽带双极化天线，它包括印制在介质基板背面的垂直极化微带馈线5、水平极化微带馈线4、和印刷在介质基板正面含辐射缝隙2和水平极化耦合缝隙3的天线地板1。垂直极化馈线5和水平极化馈线4相互垂直，分别从基板上下边沿馈电。其中，地板整体尺寸为48mm*56mm，辐射缝隙尺寸为38mm*32mm，水平极化馈电缝隙尺寸为5mm*8mm，基板采用介电常数为4.4的FR-4介质板，尺寸为48mm*56mm*1.6mm。垂直极化为微带线结构，尺寸为25mm*1mm，水平极化馈线为弯折微带线结构，其宽度为1mm，总长度为32.2mm。
本技术方案与现有技术相比，天线整体尺寸(H*W*D)48mm*56mm*1.6mm，在类似性能天线中，且用单层介质板板，体积大幅压缩；宽带双极化天线中，垂直极化阻抗带宽能覆盖1.8-5.1GHz，垂直极化阻抗带宽能覆盖1.8-4.7GHz，能实现公共带宽44％，满足宽频带覆盖要求；在类似天线中，带宽大幅提升，天线在不增加任何隔离措施的情况下，大部分频段隔离度大于20dB，全频段隔离度大于17dB。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，它包括介质基板、印制在介质基板背面的垂直极化微带馈线、水平极化微带馈线和印刷在介质基板正面的含辐射缝隙和水平极化耦合馈电缝隙的天线地板，垂直极化馈线和水平极化馈线相互垂直，分别从基板上下边沿馈电。
2.根据权利要求1所述的紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，所述垂直极化馈线为直线型微带线，能为上层辐射缝隙耦合馈电和激励起自身的单极子辐射模式。
3.根据权利要求1所述的紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，所述水平极化馈线为弯折型微带线，能为上层辐射缝隙耦合馈电和激励起自身的单极子辐射模式。
4.根据权利要求1所述的紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，天线地板的辐射缝隙和水平极化耦合馈电缝隙为尺寸不一致的两个缝隙，尺寸较大的为辐射缝隙，起辐射作用，能由下层馈线同时激励起缝隙辐射模式，是为天线地板的金属边缘的环形天线辐射模式；尺寸较小的缝隙为水平极化耦合馈电缝隙。
5.根据权利要求1所述的紧凑型宽带双极化天线，其特征在于，天线整体尺寸包括：H*W*D：(47-49)mm*(55-57)mm*(1.5-1.6)mm。
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