一種用于lte頻段的雙極化微帶縫隙天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通訊技術領域，尤其涉及一種用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線。
【背景技術】
[0002]隨著現代通信技術的飛速發(fā)展以及智能設備的普及，人們對于無線網絡資源的依賴越來越強烈，現代人們的生活已經和智能設備以及無線網絡緊密聯系在一起。因此，運營商之間搶占無線網絡資源的態(tài)勢已經愈演愈烈。
[0003]目前，4G時代宏基站已經很難滿足用戶對于大的數據吞吐量的需求，為此，運營商大多通過加密基站的方式來滿足用戶的需求，其也使得蜂窩小區(qū)變得越來越小，也帶來了一些問題:例如:人們的環(huán)境意識越來越強，對于電磁輻射的恐懼也是前所未有，使得運營商的建站變得異常艱難;再如:高密度的宏基站必然帶來運營商成本的增加。基于上述問題，人們提出了微基站的概念，也就是將天線集成在RRU中的同時將RRU做小。
[0004]現有技術中服務于一體化微基站較好的解決方案尚不完善，存在因微帶縫隙天線因結構設計不合理導致的體積大、不易集成、工作帶寬受限等問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線，輻射單元與饋電電路集成為一體，體積小、剖面低、隔離度高、易于集成，能夠覆蓋整個LTE頻段。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供了一種用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線，包括:用以反射電磁波的金屬反射板；固定裝設在金屬反射板中的第一PCB介質基板，第一PCB介質基板與金屬反射板的底板間保持一定的距離；固定裝設在金屬反射板中的第二 PCB介質基板，第二 PCB介質基板位于第一 PCB介質基板的鄰側且與第一 PCB介質基板保持一定的距離;其中:第一 PCB介質基板的頂面、底面以及第二 PCB介質基板的頂面上均覆有金屬銅層，第一 PCB介質基板頂面的金屬銅層上至少設有兩組相互正交的用以輻射電磁波的耦合縫隙，第一PCB介質基板底面的金屬銅上至少設有兩組相互正交的饋電電路，用以激勵出相互正交的電場;第二 PCB介質基板頂面的金屬銅層上設有金屬輻射貼片，用以對來自耦合縫隙的電磁波進行耦合并產生寄生輻射。
[0007]其中，耦合縫隙包括第一耦合縫隙、第二耦合縫隙，第三耦合縫隙以及第四耦合縫隙，第一耦合縫隙和第二耦合縫隙設置在同一直線上，第三耦合縫隙和第四耦合縫隙設置在同一直線上，第一耦合縫隙和第二耦合縫隙所在的直線垂直于第三耦合縫隙和第四耦合縫隙所在的直線，其中:第一耦合縫隙、第二耦合縫隙、第三耦合縫隙以及第四耦合縫隙彼此之間分別設有一定的距離，用以提高天線的隔離度。
[0008]其中，任一第一耦合縫隙、第二耦合縫隙，第三耦合縫隙以及第四耦合縫隙包括:縫隙本體和自縫隙本體的端部延伸設置的頭部，頭部的延展方向與縫隙本體的延展方向垂直，其中:通過改變頭部延展方向的長度以降低縫隙本體延展方向的長度。
[0009]其中，縫隙本體的寬度與第一PCB介質基板上具有的微帶線的寬度比范圍為0.8-1.2，縫隙本體的長度取值范圍為電磁波長的0.3-0.5倍。
[0010]其中，饋電電路包括第一饋電電路和第二饋電電路，第一饋電電路包括兩個分支，第二饋電電路包括兩個分支，其中:第一饋電電路的一個分支與第二饋電電路的一個分支布置為正交，第一饋電電路的另一個分支與第二饋電電路的另一個分支在相交的節(jié)點處橋接。
[0011]其中，橋接結構包括:將第一饋電電路一個分支的饋電電路和/或第二饋電電路一個分支的饋電電路截斷，在截斷處設置覆銅的PCB金屬化過孔將截斷處相連，實現導通。
[0012]其中，第一饋電電路和/或第二饋電電路的末端設置用以增加耦合縫隙電磁耦合量的折彎。
[0013]其中，第一饋電電路和第二饋電電路為等幅同相的二功分，折彎呈L形。
[0014]其中，第一饋電電路的分支與第二饋電電路的分支在相交的節(jié)點處設有經電磁波波長阻抗變換的微帶線，用以連接第一 PCB介質基板上的微帶線并對耦合縫隙進行饋電。
[0015]其中，第一PCB介質基板的相對介電常數取值范圍在2.2-2.3之間，第一PCB介質基板的后度尺寸范圍在0.8mm-l.5_。
[0016]其中，金屬輻射貼片包括:金屬輻射貼片本體和圍擋在金屬輻射貼片本體外周的金屬圍欄，金屬圍欄與金屬輻射貼片本體保持一定的距離，使在金屬圍欄和金屬輻射貼片本體之間留有縫隙，用以產生多個頻率的寄生輻射和拓寬天線的帶寬。
[0017]其中，第二PCB介質基板的相對介電常數取值范圍在3.5-4.4之間，第二PCB介質基板的后度尺寸范圍在0.5mm-l.5_。
[0018]其中，金屬反射板為一截面呈U形的型腔，第一PCB介質基板和第二PCB介質基板通過螺釘固定在金屬反射板的U形型腔內。
[0019]本發(fā)明所提供的用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線，具有如下有益效果:
第一，由于第一 PCB介質基板頂面的金屬銅層上至少設有兩組相互正交的用以輻射電磁波的耦合縫隙，第一PCB介質基板底面的金屬銅上至少設有兩組相互正交的饋電電路，在基站中使用微帶形式的輻射單元，將輻射單元與饋電電路集成在一起，便于集成;通過設置相互正交的耦合縫隙，有利于減小天線體積。
[0020]第二，由于第一耦合縫隙、第二耦合縫隙、第三耦合縫隙以及第四耦合縫隙彼此之間分別設有一定的距離，能夠提高微帶天線的隔離度。
[0021 ]第三，由于第一饋電電路和/或第二饋電電路的末端設置折彎，能夠增加耦合縫隙的電磁耦合量。
[0022]第四，微帶縫隙天線可以工作于2.37GHZ-2.85 GHz，覆蓋了整個LTE頻段，相對帶寬達到19%。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實施例用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線的立面結構示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實施例用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線的第一PCB介質基板頂面的結構示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明實施例用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線的第一PCB介質基板底面的結構示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明實施例用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線的第一PCB介質基板底面上PCB金屬化過孔的放大示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明實施例用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線第一PCB介質基板上耦合縫隙和饋電電路的位置示意圖。
[0029]圖6是本發(fā)明實施例用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線的第二PCB介質基板頂面的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]結合參見圖1-圖6所示，為本發(fā)明用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線的實施例
O
[0032]本實施例中用于LTE頻段的雙極化微帶縫隙天線，工作頻段在2.37GHz-2.85GHz范圍內，SI I < -14dB，相對工作帶寬19%，其具體包括:
用以反射電磁波的金屬反射板3;
固定裝設在金屬反射板3中的第一 PCB介質基板1，第一 PCB介質基板I與金屬反射板3的底板3a間保持一定的距離；
固定裝設在金屬反射板3中的第二 PCB介質基板2，第二 PCB介質基板2位于第一 PCB介質基板I的鄰側且與第一 PCB介質基板I保持一定的距離。
[0033]具體實施時，金屬反射板3為一截面呈U形的型腔，當然，也可根據實際使用需要調整為其它截面形狀的型腔結構，并不影響實施。第一 PCB介質基板I和第二 PCB介質基板2通過塑料螺釘T固定在金屬反射板的U形型腔內。具體到本實施例，在第一PCB介質基板I和第二PCB介質基板2的四周端角的位置分別開設位置相對應匹配的過孔N，塑料螺釘T分別穿過過孔N將第一 PCB介質基板I和第二 PCB介質基板2連接在一起，保持二者相距的距離Hl為
IImm的高度，之后將其一起固定在金屬反射板3上。其中，第一 PCB介質基板I的底面Ib距離金屬反射板3的底面3a距離H2為5mm，金屬反射板3的底面3a的尺寸為100mm*100mm，其側壁高度為25mm。
[0034]通過上述裝配結構，第一PCB介質基板1、第二 PCB介質基板2以及金屬反射板3就組成了一副完整的天線;通過調節(jié)螺釘T的高度可以實現更好的匹配。
[0035]第一PCB介質基板I呈方板狀，其頂面la、底面Ib上均覆有金屬銅層，第一 PCB介質基板I頂面Ia的金屬銅層上至少設有兩組相互正交的用以輻射電磁波的耦合縫隙。
[0036]進一步，第一PCB介質基板I的相對介電常數取值范圍在2.2-2.3之間，第一PCB介質基板的厚度尺寸范圍在0.8mm-l.5mm。本實施例中，第一PCB介質基板I的厚度為1.0mm，相對介電常數為2.25，其頂面la、底面Ib上均覆有厚度為一盎司的銅，在其頂面Ia刻蝕有兩組相互正交的寬度為2.4mm的耦合縫隙。其中:
耦合縫隙包括第一耦合縫隙U、第二耦合縫隙12，第三耦合縫隙13以及第四耦合縫隙14，第一耦合縫隙11和第二耦合縫隙12設置在同一直線上，第三耦合縫隙13和第四耦合縫隙14設置在同一直線上，第一耦合縫隙11和第二耦合縫隙12所在的直線垂直于第三耦合縫隙13和第四耦合縫隙14所在的直線，第一耦合縫隙11、第二耦合縫隙12、第三耦合縫隙13以及第四耦合縫隙14產生相互正交的電場并形成±45°雙極化天線。
[0037]本實施例中，四個耦合縫隙的形狀結構相同，且布置為對稱。其中:任意一個耦合縫隙，也就是第一耦合縫隙11、第二耦合縫隙12，第三耦合縫隙13以及第四耦合縫隙14均包括:縫隙本體P和自縫隙本體P的端部延伸設置的頭部Q，頭部Q的延展方向與縫隙本體P的延展方向垂直，使得四個耦合縫隙呈T形，且彼此不相連。頭部Q的作用是為了實現阻抗匹配和減小天線尺寸。
[0038]具體實施時，在金屬銅層上開有的兩組共四個呈T形的相互正交的耦合縫隙，第一耦合縫隙11和第二耦合縫隙12為一組，第三耦合縫隙13和第四耦合縫隙14為一組，電磁波通過這兩組相互正交的縫隙輻射出去。也就是說，由于耦合縫隙中的電場方向是垂直于耦合縫隙的短邊的，所以兩