CN108173008B - 一种新型平面全向圆极化天线、无线通信基站、移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明属于天线技术领域,公开了一种新型平面全向圆极化天线、无线通信基站、移动终端,功分器的一个端口连接印刷电偶极子,功分器的另一个端口连接磁偶极子,以CPW的形式馈电,实现了全向天线在垂直面上为简单的平面结构且馈电点位置不影响天线的使用和性能。本发明利用电偶极子在远区场辐射E_φ、磁偶极子在远区场辐射E_θ实现全向圆极化辐射特性;为了产生等效电壁,在矩形贴片的一侧放置18个金属短路孔;引入一分二功分器来调节功率分布,一个端口连接印刷电偶极子,另外一个端口连接磁偶极子,以CPW的形式馈电;使两个端口同相输出,两端口之间的距离为一个波长;天线的结构简单,易于制作。
Description
技术领域
本发明属于天线技术领域,尤其涉及一种新型平面全向圆极化天线、无线通信基站、移动终端。
背景技术
无线通信基站和移动终端均需要全向天线,全向天线较传统的定向天线可以提供更大的信号覆盖范围。微带天线也因其具有低剖面、重量轻、体积小、结构简单和易制作等优点,广泛应用于无线通信、卫星遥感探测等诸多领域。现有的全向天线无法同时满足在垂直面上实现平面结构和馈电点位置不影响天线的使用和性能。不能满足不同情况下对天线的需求;已有的全向天线由于结构的限制,有些虽在垂直面上实现平面化,但是其馈电采用同轴馈电,同轴探针垂直于天线,会较大影响天线在方位面的全向辐射性能,而有些虽然馈电方便,但是其结构比较复杂,尺寸较大;天线可以应用于更多的情况。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有的全向天线无法同时满足在垂直面上实现平面结构和馈电点位置不影响天线的使用和性能的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种新型平面全向圆极化天线、无线通信基站、移动终端。
本发明是这样实现的,一种新型平面全向圆极化天线,利用印刷形式的电偶极子和磁偶极子得到全向圆极化的辐射性能,并采用CPW的馈电方式以实现完全的平面结构,并且馈电位置不会影响天线在方位面的全向辐射性能,所述新型平面全向圆极化天线设置有:
用于实现CPW形式馈电的功分器;
所述功分器一个端口连接印刷电偶极子;所述功分器的另一个端口连接磁偶极子。
进一步设置有:介质板;
50欧姆微带线与微带功分器分别对称分布在所述介质板的上下两个面;
印刷偶极子贴片以旋转对称的方式贴在所述介质板的上下两个面;
矩形贴片对称分布在所述介质板的上下两个面。
进一步,18个短路金属孔均匀分布在矩形贴片的一侧。
进一步,金属地板印刷在介质板的下表面。
进一步,底部馈电部分位于50欧姆微带线处。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述新型平面全向圆极化天线的无线通信基站。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述新型平面全向圆极化天线的移动终端。
本发明的优点及积极效果为:包括:电偶极子、准磁偶极子、一分二的功分器,功分器的一个端口连接印刷电偶极子,功分器的另一个端口连接磁偶极子,以CPW的形式馈电,实现了全向天线在垂直面上为简单的平面结构且馈电点位置不影响天线的使用和性能。本发明的天线结构非常简单,由印刷电偶极子、准磁偶极子和一个一分二的功分器组成;由于引入了功分器,调节电偶极子和准磁偶极子的幅度与相位就很方便;为了实现平面结构,功分器的一个端口连接印刷电偶极子,另一个端口连接磁偶极子,以CPW的形式馈电。最终实现了天线在垂直面上为简单的平面结构且馈电点位置不影响天线的使用和全向辐射性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新型平面全向圆极化天线结构示意图;
图2是本发明实施例提供的50欧姆微带线、微带功分器、印刷偶极子贴片、矩形贴片、短路金属孔的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的微带功分器、印刷偶极子贴片、金属地板、短路金属孔的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的反射系数结果图;
图5是本发明实施例提供的5.8GHz方向示意图;
图中:1、介质板;2、50欧姆微带线;3、微带功分器;4、印刷偶极子贴片;5、矩形贴片;6、金属地板;7、短路金属孔;8、底部馈电部分。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明利用印刷形式的四分之一波长电偶极子和CPW馈电的磁偶极子得到全向圆极化的辐射性能;整个天线在垂直面上为简单的平面结构且尺寸很小,馈电点位置在天线底部,不会影响天线的性能,是作为无线局域网应用的理想候选天线。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的新型平面全向圆极化天线包括:介质板1、50欧姆微带线2、微带功分器3、印刷偶极子贴片4、矩形贴片5、金属地板6、短路金属孔7、底部馈电部分8。
50欧姆微带线2与微带功分器3分别对称分布在介质板1的上下两个面;印刷偶极子贴片4以旋转对称的方式贴在介质板1的上下两个面;矩形贴片5对称分布在介质板1的上下两个面;18个短路金属孔7均匀分布在矩形贴片5的一侧;金属地板6印刷在介质板1的下表面;底部馈电部分8位于50欧姆微带线2处。
介质板1介电常数为2.65,长度为84mm,宽度为20mm,厚度为1mm(采用介电常数为2.65,长度为84mm,宽度为20mm的介质板,其性能良好,价格低廉且尺寸较小);50欧姆微带线2的长度为34.38mm,宽度为2.74mm(可与50欧姆同轴实现较好匹配以获得良好的驻波效果);微带功分器3采用一分二馈电,其长度为34.3mm,宽度为0.76mm(实现两个端口的同相输出以获得良好的圆极化性能即在整个方位面上轴比小于3dB);印刷偶极子贴片4的长度为13.75mm,2.2mm(谐振在设计频率上;使得5.7-5.9GHz回波损耗小于-10dB;整个方位面上轴比小于3dB);矩形贴片5的长度为31mm,宽度为8.26mm(谐振在设计频率上;使得5.7-5.9GHz回波损耗小于-10dB;整个方位面上轴比小于3dB以及不圆度小于1.5dB);金属地板6长度为20mm,宽度为10mm(使得整个方位面上轴比小于3dB以及不圆度小于1.5dB);短路金属孔7的半径为0.3mm,且相邻短路金属孔的距离为1.5mm(等效为一个电壁)。
下面结合实验对本发明的应用效果作详细的描述。
图4是天线的反射系数结果,结果表明天线的阻抗带宽为4%(5.7GHz-5.9GHz)。方向图结果见图5,在中心频率5.8GHz处,方位面不圆度小于1.5dB,交叉极化大于15dB。
本发明利用电偶极子在远区场辐射E_φ、磁偶极子在远区场辐射E_θ实现全向圆极化辐射特性;为了产生等效电壁,在矩形贴片的一侧放置18个金属短路孔;引入一分二功分器来调节功率分布,一个端口连接印刷电偶极子,另外一个端口连接磁偶极子,以CPW的形式馈电;使两个端口同相输出,两端口之间的距离为一个波长;天线的结构简单,易于制作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型平面全向圆极化天线,其特征在于,所述新型平面全向圆极化天线设置有:
用于实现CPW形式馈电的功分器;
所述功分器一个端口连接印刷电偶极子;所述功分器的另一个端口连接磁偶极子;
进一步设置有:介质板;
50欧姆微带线与微带功分器分别对称分布在所述介质板的上下两个面;
印刷偶极子贴片以旋转对称的方式贴在所述介质板的上下两个面;
矩形贴片对称分布在所述介质板的上下两个面;
18个短路金属孔均匀分布在矩形贴片的一侧。
2.如权利要求1所述的新型平面全向圆极化天线,其特征在于,金属地板印刷在介质板的下表面。
3.如权利要求1所述的新型平面全向圆极化天线,其特征在于,底部馈电部分位于50欧姆微带线处。
4.一种使用权利要求1~3任意一项所述新型平面全向圆极化天线的无线通信基站。
5.一种使用权利要求1~3任意一项所述新型平面全向圆极化天线的移动终端。
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