一种超高隔离度宽带双极化全向天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超高隔离度宽带双极化全向天线，包括天线辐射单元、水平馈电单元及垂直馈电单元，所述天线辐射单元由一个口径面开口的矩形喇叭及矩形背腔构成，所述矩形喇叭与矩形背腔共用一个竖直面，所述水平馈电单元位于矩形喇叭内，所述垂直馈电单元位于矩形背腔内。本实用新型专利技术具有很好的水平全向辐射特性。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及移动通信天线
，特别涉及一种超高隔离度宽带双极化全向天线。

技术介绍

随着无线通信技术的发展，无线通信已经成为日常生活中不可缺少的一部分，其用户数量也日益庞大,用户对于信息的传递速率也提出了更高的要求；与此同时，不同的无线通信系统工作频段也不尽相同，宽带天线可以工作在多个频段，为不同制式的无线通信提供服务，从而可以实现通信系统的小型化,同时满足人们对于高速通信的需要。
双极化天线可以同时接收或者发射两个相互正交的电磁波，从而可以极大的提高无线通信系统的信息传递速率，同时可以有效的抑制由于多径传播效应引起的信号快速衰弱，提高通信质量。
在无线通信系统中，全向天线有着重要的应用。全向天线是指一种可以在水平面内360°均匀辐射的天线，它对水平面内不同方向具有同样的辐射和接收能力。

技术实现思路

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本技术提供一种超高隔离度宽带双极化全向天线。
本技术采用如下技术方案：
一种超高隔离度宽带双极化全向天线，包括天线辐射单元、水平馈电单元及垂直馈电单元，所述天线辐射单元由一个口径面开口的矩形喇叭及矩形背腔构成，所述矩形喇叭与矩形背腔共用一个竖直面，所述水平馈电单元位于矩形喇叭内，所述垂直馈电单元位于矩形背腔内。
所述水平馈电单元为渐变形式金属片，具体为椭圆形渐变、圆形渐变或抛物线渐变。
所述渐变形式金属片在靠近口径面一端开路，另一端中点与50欧姆同轴线相连接。
所述垂直馈电单元为矩形金属片，竖直设置在靠近矩形背腔共用竖直面的对面位置。
所述矩形金属片两端开路，在距离矩形金属片顶端0.01λ0-0.1λ0处与50欧姆同轴线相连接。
所述矩形背腔三面开有缝隙，所述三面为共用竖直面的对面及左右侧面。
所述矩形喇叭的口径面长宽分别为0.5λ0-1.5λ0、0.05λ0-0.5λ0，与口径面相对的面的长宽分别为0.5λ0-1.5λ0、0.05λ0-0.45λ0，深度为0.1λ0-0.5λ0；
矩形背腔的长宽分别为0.5λ0-1.5λ0、0.05λ0-0.45λ0，深度为0.1λ0-0.5λ0，缝隙宽度为0.01λ0-0.1λ0；其中λ0为该天线中心谐振频率处所对应的自由空间波长。
所述渐变形式金属片的线长为0.1λ0-0.5λ0，线宽为0.05λ0-0.15λ0；矩形金属片的长度为0.4λ0-0.8λ0，宽度为0.01λ0-0.1λ0，其中λ0为该天线中心谐振频率处所对应的自由空间波长。
本技术的有益效果：
(1)本技术由两个辐射单元构成，水平辐射单元为矩形喇叭，通过口径面开口形成全向辐射；垂直辐射单元通过水平开缝实现全向辐射，天线结构简单，便于加工制造。
(2)天线的水平辐射单元采用渐变形式的金属片馈电，垂直辐射单元采用矩形金属片馈电，馈电结构简单，易于加工，且可以实现较宽的回波损耗带宽,在工作频率上的10dB回波损耗可达45.5％。
(3)天线的辐射单元结构简单，可以实现宽频覆盖，在工作频段上可以实现良好的全向性能，交叉极化小，在整个工作频段上的交叉极化在-35dB以下。
(4)天线的隔离度较好，在工作频段上的极化隔离度均在-70dB以下。
附图说明
图1是本技术超高隔离度宽带双极化全向天线的立体图。
图2是本技术超高隔离度宽带双极化全向天线的俯视图。
图3是本技术超高隔离度宽带双极化全向天线的带宽图。
图4是本技术天线辐射单元中矩形背腔在1.7GHz处的XOY平面的辐射方向图。
图5是本技术天线辐射单元中矩形背腔在2.2GHz处的XOY平面的辐射方向图。
图6是本技术天线辐射单元中矩形背腔在2.7GHz处的XOY平面的辐射方向图。
图7是本技术天线辐射单元中矩形喇叭在1.7GHz处的XOY平面的辐射方向图。
图8是本技术天线辐射单元中矩形喇叭在2.2GHz处的XOY平面的辐射方向图。
图9是本技术天线辐射单元中矩形喇叭在2.7GHz处的XOY平面的辐射方向图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。
实施例
如图1、图2所示，一种超高隔离度宽带双极化全向天线，包括天线辐射单元R、水平馈电单元Fh及垂直馈电单元Fv，所述水平馈电单元与垂直馈电单元分别与50欧姆同轴线C相连接。
所述天线垂直放置，其辐射单元由一个口径面开口的矩形喇叭及矩形背腔构成，所述矩形喇叭与矩形背腔共用一个竖直面，所述天线辐射单元的板材为铜板，厚度为0.2mm。所述水平馈电单元位于矩形喇叭内，且位于矩形喇叭垂直方向的中间位置，所述垂直馈电单元位于矩形背腔内，两个馈电单元的板材均为铜板，厚度均为0.2mm。
本实施例中，矩形喇叭实现水平极化，其口径面长H＝0.73λ0，宽W1＝0.25λ0，矩形喇叭的深度L1＝0.37λ0。水平馈电单元Fh为一个渐变形式金属片，渐变形式可以为椭圆形、圆形或抛物线形。本实施例中采用椭圆形式的渐变，所在椭圆长轴为58mm，短轴为22mm，渐变形式金属片宽度为0.18λ0。渐变形式金属片在靠近口径面的一端开路，另一端距离天线辐射单元公共面2mm,且其中点与50欧姆同轴线C相连。
本实施例中矩形背腔用于实现垂直极化，矩形背腔除共用竖直面外，其他三面中间位置开有缝隙，矩形背腔长H＝0.73λ0，宽W2＝0.16λ0，深度L2＝0.29λ0，中间所开缝隙宽度h＝0.05λ0。垂直馈电单元Fv为一个矩形金属片，长宽分别为0.61λ0和0.03λ0。所述矩形金属片垂直水平面放置，且两端开路，在距离矩形金属片顶端0.05λ0处与50欧姆同轴线相连接。所述水平馈电单元和垂直馈电单元除了与同轴线相连接外不与其他物体相连接，其中λn为该天线中心谐振频率处所对应的自由空间波长。
如图3所示，是本实施例仿真所得天线带宽，由此图可得出结论，本技术超高隔离度宽带双极化全向天线具有1.7GHz-2.7GHz的带宽，在该带宽上回波损耗达-10dB,相对带宽达到了45.5％，符合宽带天线的要求；并且在该带宽上，极化隔离度在70dB以上，隔离度较高。图4-图9是本实施例仿真所得天线在不同频率处的XOY平面辐射方向图，由图可得出结论本技术超高隔离度宽带双极化全向天线有较好的水平全向辐射特性。
上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于，包括天线辐射单元、水平馈电单元及垂直馈电单元，所述天线辐射单元由一个口径面开口的矩形喇叭及矩形背腔构成，所述矩形喇叭与矩形背腔共用一个竖直面，所述水平馈电单元位于矩形喇叭内，所述垂直馈电单元位于矩形背腔内。

【技术特征摘要】
1.一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于，包括天线辐射单元、水平馈电单元及垂直馈电单元，所述天线辐射单元由一个口径面开口的矩形喇叭及矩形背腔构成，所述矩形喇叭与矩形背腔共用一个竖直面，所述水平馈电单元位于矩形喇叭内，所述垂直馈电单元位于矩形背腔内。
2.根据权利要求1所述的一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于，所述水平馈电单元为渐变形式金属片。
3.根据权利要求2所述的一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于，所述渐变形式金属片在靠近口径面一端开路，另一端中点与50欧姆同轴线相连接。
4.根据权利要求1所述的一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于，所述垂直馈电单元为矩形金属片，竖直设置在靠近矩形背腔共用竖直面的对面位置。
5.根据权利要求4所述的一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于，所述矩形金属片两端开路，在距离矩形金属片顶端0.01λ0-0.1λ0处与50欧姆同轴线相连接，其中λ0为该天线中心谐振频率处所对应的自由空间波长。
6.根据权利要求1所述的一种超高隔离度宽带双极化全向天线，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李融林，聂成果，罗鹏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44