本发明专利技术提供了一种适用于4G LTE通信低剖面平面偶极子天线，将传统的对偶极子天线进行变形，偶极子之间部分类似于Vivadi天线的辐射形式，在平面偶极子天线下方放置一个反射背腔，在反射背腔与平面偶极子天线之间加入一频率选择性表面反射板。本发明专利技术能够在实现单向辐射的同时可以显著提高天线增益，使天线在高频增益显著提高，使得天线在4G LTE通信频段内(700MHz‑3200MHz)保持良好的波束收敛性和较高的增益、前后比、交叉极化比特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种应用于4G移动通信的线极化平面偶极子天线。
技术介绍
随着人们对移动通讯业务能力的需求越来越高，在常规2G、3G的基础上，作为准4G的LTE波段已开始投入商用；从运营商的角度来讲，为节省投资及考虑后续如何实现可扩容性、兼容性、多系统、多制式共存已越来越成为一种趋势。如此对基站天线也提出了更高的要求，为满足不同制式的频率，700、1710、2690MHZ频段等超宽频带基站天线被广泛提出并且应用；与此同时，基站天线宽带化也有助于减少移动通信设备，减少天线数量，并减少安装、维护的工程量，从而减少了各运营商的运营成本，而要实现基站天线的宽带化，首先要面临的就是作为其核心部件的辐射单元的带宽扩展问题，如何在整个宽带频带内，保持较高增益、波束收敛一致性、良好的前后比特性及高交叉极化比是一个不小的挑战。文献1“Shi-GangZhou,Member,IEEE,andJian-YingLi,”Low-ProfileandWidebandAntenna”,IEEEANTENNASANDWIRELESSPROPAGATIONLETTERS,VOL.10,2011,Pages:(373-376)”采用了微带线馈电展宽对偶极子天线带宽的技术，但是其在频带内增益变化较大。文献2“S.W.Qu,J.L.Li,Q.Xue,andC.H.Chan,“Widebandcavity-backedbowtieantennawithpatternimprovement,”IEEETrans.AntennasPropag.,vol.56,no.12,pp.3850–3854,Dec.2008.”采用了微带巴伦馈电，并使用了圆形反射背腔。但其天线驻波无法满足4G天线带宽，并且其最大增益在高频段较低。文献3“T.G.MaandS.K.Jeng,“Aprinteddipoleantennawithtaperedslotfeedforultrawide-bandapplications,”IEEETrans.AntennasPropag.,vol.53,no.11,pp.3833–3836,Nov.2005.”中天线通过SMA头与微带线馈电将能量传输到两个相互堆叠的微带贴片上，天线带宽满足要求，但该方法不能保证天线的单向辐射，所以天线增益较低。综上所述，现有文献未能提出有效的实现带宽较宽情况下的较高增益、波束收敛的线极化天线.
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种平面偶极子超宽带天线，具有高增益、波束收敛一致、良好的前后比特性以及高交叉极化比的特点，能够满足4GLTE天线带宽及带宽内增益的要求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：包括平面偶极子天线、频率选择性表面反射板和金属反射背腔。所述的平面偶极子天线包括圆形金属耦合贴片、一号方形介质基板、微带传输线、圆柱形金属柱、SMA接头和两片椭圆形金属贴片；所述的两片椭圆形金属贴片紧贴在一号方形介质基板下表面，且两片椭圆形金属贴片相互不连通；一号方形介质基板上表面紧贴有圆形金属耦合贴片，圆形金属耦合贴片的径向连接微带传输线一端，微带传输线另一端连接圆柱形金属柱，圆柱形金属柱穿过一号方形介质基板和一片椭圆形金属贴片，连接SMA接头；所述的频率选择性表面反射板包括二号方形介质基板和若干金属贴片，金属贴片等间距周期性排列在二号方形介质基板上表面，二号方形介质基板正对SMA接头的位置开有通孔，且通孔不被金属贴片覆盖；所述的金属反射背腔包括底部反射板与侧部金属板，底部反射板上正对SMA接头开有通孔；侧部金属板围合在底部反射板上表面的四周，平面偶极子天线和频率选择性表面反射板固定于底部反射板与侧部金属板围合的空间内，平面偶极子天线和频率选择性表面反射板的几何中心投影在底部反射板的几何中心上。本专利技术的有益效果是：在线极化对偶极子4GLTE天线底部加入金属反射背腔，在实现单向辐射的同时可以显著提高天线增益，并在其之间加入FSS反射表面，可以使天线在高频增益显著提高，结合上述两种反射板结构，可以使得天线在4GLTE通信频段内(700MHz-3200MHz)保持良好的波束收敛性和较高的增益、前后比、交叉极化比特性。附图说明图1是本专利技术对偶极子天线俯视图。图2是本专利技术对偶极子天线整体剖面图。图3是本专利技术对偶极子天线FSS反射结构。图4是本专利技术对偶极子天线金属背腔反射结构。图5是本专利技术4GLTE天线的驻波VSWR。图6是本专利技术4GLTE天线的在700MHz频点处的辐射方向图。图7是本专利技术4GLTE天线的在1200MHz频点处的辐射方向图。图8是本专利技术4GLTE天线的在1700MHz频点处的辐射方向图。图9是本专利技术4GLTE天线的在2200MHz频点处的辐射方向图。图10是本专利技术4GLTE天线的在2700MHz频点处的辐射方向图。图11是本专利技术4GLTE天线的在3200MHz频点处的辐射方向图。图12是本专利技术4GLTE天线的最大辐射方向增益随频率变化曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术超宽带平面偶极子天线其特征在于，一方面将传统的对偶极子天线进行变形，偶极子之间部分类似于Vivadi天线的辐射形式，第二方面是在平面偶极子天线下方放置一个反射背腔，第三方面是在反射背腔与天线之间加入一次FSS(Frequencyselectivesurface)。从这三个方面达到了展宽天线辐射带宽，提高天线整个频带内定向增益的目的。本专利技术主要包含三个主要部分：平面偶极子天线、频率选择性表面(FSS)反射板、金属反射背腔。这三个部分从上到下的安装顺序分别为平面偶极子天线-频率选择性表面(FSS)反射板-金属反射背腔，它们的中心都处于同一垂直线上。平面偶极子天线由圆形金属耦合贴片1、一号方形介质基板2、微带传输线3、圆柱形金属柱4、第一椭圆形金属贴片5、第二椭圆形金属贴片6、SMA接头7组成。一号方形介质基板2下表面紧贴有第一椭圆形金属贴片5和第二椭圆形金属贴片6，第一椭圆形金属贴片5和第二椭圆形金属贴片6相互不连通。一号方形介质基板2上表面紧贴有圆形金属耦合贴片1，圆形金属耦合贴片1的径向连接微带传输线3一端，微带传输线3另一端连接圆柱形金属柱4，圆柱形金属柱4穿过一号方形介质基板2和第二椭圆形金属贴片6，连接SMA接头7。一号方形介质基板2的四角分别开有通孔10。频率选择性表面(FSS)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于4G LTE通信低剖面平面偶极子天线，包括平面偶极子天线、频率选择性表面反射板和金属反射背腔，其特征在于：所述的平面偶极子天线包括圆形金属耦合贴片、一号方形介质基板、微带传输线、圆柱形金属柱、SMA接头和两片椭圆形金属贴片；所述的两片椭圆形金属贴片紧贴在一号方形介质基板下表面，且两片椭圆形金属贴片相互不连通；一号方形介质基板上表面紧贴有圆形金属耦合贴片，圆形金属耦合贴片的径向连接微带传输线一端，微带传输线另一端连接圆柱形金属柱，圆柱形金属柱穿过一号方形介质基板和一片椭圆形金属贴片，连接SMA接头；所述的频率选择性表面反射板包括二号方形介质基板和若干金属贴片，金属贴片等间距周期性排列在二号方形介质基板上表面，二号方形介质基板正对SMA接头的位置开有通孔，且通孔不被金属贴片覆盖；所述的金属反射背腔包括底部反射板与侧部金属板，底部反射板上正对SMA接头开有通孔；侧部金属板围合在底部反射板上表面的四周，平面偶极子天线和频率选择性表面反射板固定于底部反射板与侧部金属板围合的空间内，平面偶极子天线和频率选择性表面反射板的几何中心投影在底部反射板的几何中心上。
【技术特征摘要】
1.一种适用于4GLTE通信低剖面平面偶极子天线，包括平面偶极子天线、频率选择
性表面反射板和金属反射背腔，其特征在于：所述的平面偶极子天线包括圆形金属
耦合贴片、一号方形介质基板、微带传输线、圆柱形金属柱、SMA接头和两片椭
圆形金属贴片；所述的两片椭圆形金属贴片紧贴在一号方形介质基板下表面，且两
片椭圆形金属贴片相互不连通；一号方形介质基板上表面紧贴有圆形金属耦合贴
片，圆形金属耦合贴片的径向连接微带传输线一端，微带传输线另一端连接圆柱形
金属柱，圆柱形金属柱穿过一号方形介质基板和一片椭圆形金属贴...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞，李建瀛，牛振起，齐洋潇，马一涵，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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