本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種緊湊型寬帶雙極化天線。
背景技術(shù):
隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)通信的速率和容量都有了更高的要求。寬帶天線能夠適應(yīng)多個(gè)頻段工作,提高頻譜利用率,同時(shí)由于不同國(guó)家頻譜劃分不一致,寬帶天線能提高天線的通用性。而雙極化天線能夠同時(shí)接收相互正交的極化來(lái)波,提高通信質(zhì)量。與此同時(shí),隨著通信設(shè)備的小型化趨勢(shì),緊湊與小型化的天線越來(lái)越受到重視。
在傳統(tǒng)的寬帶雙極化天線中,常采用微帶線耦合饋電,縫隙輻射的形式來(lái)提高帶寬,這種方式?jīng)]有充分利用潛在的工作模式,導(dǎo)致帶寬擴(kuò)展不充分。如中國(guó)專(zhuān)利,申請(qǐng)公布號(hào)CN106229667A,名稱(chēng)為“一種嵌入式寬帶雙極化天線”,該實(shí)用新型公開(kāi)了一種背腔式寬帶雙極化天線,通過(guò)兩條微帶線耦合饋電、正交的十字縫隙輻射的形式,形成了雙極化寬帶縫隙天線。但其工作模式單一,導(dǎo)致帶寬不足,且采用雙層介質(zhì)板,不利于集成和成本控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,占用空間小,而且生產(chǎn)加工方便,生產(chǎn)成本低的緊湊型寬帶雙極化天線。
本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:一種緊湊型寬帶雙極化天線,其特征在于,它包括介質(zhì)基板、印制在介質(zhì)基板背面的垂直極化微帶饋線、水平極化微帶饋線和印刷在介質(zhì)基板正面的含輻射縫隙和水平極化耦合饋電縫隙的天線地板,垂直極化饋線和水平極化饋線相互垂直,分別從基板上下邊沿饋電。
作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明,所述垂直極化饋線為直線型微帶線,其通過(guò)合適的長(zhǎng)度和寬度選擇,能為上層輻射縫隙耦合饋電和激勵(lì)起自身的單極子輻射模式。
進(jìn)一步地,所述水平極化饋線為彎折型微帶線,其通過(guò)合適的長(zhǎng)度和寬度選擇,能為上層輻射縫隙耦合饋電和激勵(lì)起自身的單極子輻射模式。
進(jìn)一步地,天線地板的輻射縫隙和水平極化耦合饋電縫隙為尺寸不一致的兩個(gè)縫隙,尺寸較大的為輻射縫隙,起輻射作用,通過(guò)合適的尺寸選擇,能由下層饋線同時(shí)激勵(lì)起縫隙輻射模式,是為天線地板的金屬邊緣的環(huán)形天線輻射模式;尺寸較小的縫隙為水平極化耦合饋電縫隙。
進(jìn)一步地,天線整體尺寸數(shù)據(jù)如下:(H*W*D)(47-49)mm*(55-57)mm*(1.5-1.6)mm,在類(lèi)似性能天線中,體積大幅壓縮;該寬帶雙極化天線中,垂直極化阻抗帶寬能覆蓋1.8-5.1GHz,垂直極化阻抗帶寬能覆蓋1.8-4.7GHz,實(shí)現(xiàn)公共帶寬44%,滿(mǎn)足寬頻帶覆蓋要求;天線在不增加任何隔離措施的情況下,大部分頻段隔離度大于20dB,全頻段隔離度大于17dB。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是:
本實(shí)用新型采用相互垂直的單極子耦合饋電,通過(guò)合適的尺寸選擇,可以激勵(lì)起饋線的單極子模式,和縫隙模式和金屬邊緣的環(huán)形天線模式。通過(guò)多模式的工作能夠有效拓展帶寬,采用單層PCB結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了高集成性和低成本;與現(xiàn)有天線相比,其具有結(jié)構(gòu)緊湊,寬頻帶的特點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的天線模型結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型的天線地板結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型的緊湊型寬帶雙極化天線電磁仿真反射系數(shù)曲線圖;
圖4為本實(shí)用新型的緊湊型寬帶雙極化天線電磁仿真隔離度曲線圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、天線地板 2、輻射縫隙 3、水平極化耦合縫隙4、水平極化微帶饋線 5、垂直極化微帶饋線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案作詳細(xì)的描述。
如圖1-圖4所示,本實(shí)用新型是一種緊湊型寬帶雙極化天線,它包括印制在介質(zhì)基板背面的垂直極化微帶饋線5、水平極化微帶饋線4、和印刷在介質(zhì)基板正面含輻射縫隙2和水平極化耦合縫隙3的天線地板1。垂直極化饋線5和水平極化饋線4相互垂直,分別從基板上下邊沿饋電。其中,地板整體尺寸為48mm*56mm,輻射縫隙尺寸為38mm*32mm,水平極化饋電縫隙尺寸為5mm*8mm,基板采用介電常數(shù)為4.4的FR-4介質(zhì)板,尺寸為48mm*56mm*1.6mm。垂直極化為微帶線結(jié)構(gòu),尺寸為25mm*1mm,水平極化饋線為彎折微帶線結(jié)構(gòu),其寬度為1mm,總長(zhǎng)度為32.2mm。
本技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,天線整體尺寸(H*W*D)48mm*56mm*1.6mm,在類(lèi)似性能天線中,且用單層介質(zhì)板板,體積大幅壓縮;寬帶雙極化天線中,垂直極化阻抗帶寬能覆蓋1.8-5.1GHz,垂直極化阻抗帶寬能覆蓋1.8-4.7GHz,能實(shí)現(xiàn)公共帶寬44%,滿(mǎn)足寬頻帶覆蓋要求;在類(lèi)似天線中,帶寬大幅提升,天線在不增加任何隔離措施的情況下,大部分頻段隔離度大于20dB,全頻段隔離度大于17dB。
以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。