一种H形缝隙结构的双极化天线制造技术

一种H形缝隙结构的双极化天线，涉及双极化MIMO天线。提供一种结构简单，在工作频带内，端口间的隔离度大于25dB，主辐射方向交叉极化比大于20dB；可应用于WLAN频段的MIMO系统中的H形缝隙结构的双极化天线。包括介质基板，介质基板上表面涂覆有金属层，该上表面金属层设有H形缝隙和共面波导馈电传输线贴片，共面波导馈电传输线贴片的侧方设有共面波导馈电传输线缝隙，介质基板下表面涂覆有两条长条金属层，其中一条长条金属层与上表面的金属层相连，另一条长条金属层为馈电微带线，馈电微带线的中线与H形缝隙的中线及介质基板的中线重合。可应用于WLAN频段的MIMO系统中。

Double polarized antenna with H shape slot structure

A dual polarized antenna of a H like slit structure relates to a dual polarized MIMO antenna. The utility model provides a simple structure in the working band, inter port isolation is greater than 25dB, the main radiation direction of cross polarization ratio is greater than 20dB; dual polarized antenna H slot structure MIMO system can be applied to the WLAN band in the. Includes a dielectric substrate, coating on the surface of the dielectric substrate with a metal layer on the surface of the metal layer is provided with a H shaped slot and the coplanar waveguide transmission line fed patch, CPW fed transmission line patch with lateral CPW fed transmission line slot, surface coating substrate has two sliver metal layer, one a metal layer is connected with a metal layer on the surface of the metal layer is another strip of microstrip feed line, line and substrate fed microstrip line line and H slot of the line of coincidence. Can be applied to WLAN band MIMO system.

【技术实现步骤摘要】
一种H形缝隙结构的双极化天线
本专利技术涉及双极化MIMO天线，尤其是涉及一种H形缝隙结构的双极化天线。
技术介绍
现代无线通信系统需要实现更高的传输速率、更大的信道容量和更佳的频谱利用效率，由于频谱资源的限制，提高频谱利用率成为缓解矛盾的重要途径。MIMO技术可以提供空间复用增益和分集增益[FrattasiS,FathiH,FitzekFHP,etal.Defining4Gtechnologyfromtheusersperspective[J].Network,IEEE,2006,20(1):35-41.]，是现代无线通信的重要研究课题。多天线设计是MIMO系统的关键技术，多极化天线利用电磁波极化正交的特点，可以在一个天线单元上实现多个发射或接收路径，在通信基站和终端设备中已经得到广泛应用。目前已有多种可应用于MIMO系统的双极化天线，如文献[LiuY,XueJ,CaoY,etal.Acompactomnidirectionaldual-polarizedantennafor2.4-GHzWLANapplicationswithhighlyisolatedorthogonalslots[J].ProgressInElectromagneticsResearchC,2013,43:135-149.]中的立体结构侧壁的两个正交缝隙产生垂直和水平极化方向波，弯折的水平缝隙产生垂直极化，具有两个开路端的垂直缝隙产生水平极化，在工作频带内的隔离度大于35dB。文献[LiY,ZhangZ,ChenW,etal.Adual-polarizationslotantennausingacompactCPWfeedingstructure[J].AntennasandWirelessPropagationLetters,IEEE,2010,9:191-194.]利用共面波导馈电的单极天线和波导缝隙实现双极化特性，端口间隔离度达到20dB。但上述相关的双极化天线要么采用立体结构，要么采用分立的辐射元，天线尺寸较大，结构较为复杂。而且，采用平面结构时，天线端口间的隔离度又受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单，在工作频带内，端口间的隔离度大于25dB，主辐射方向交叉极化比大于20dB；可应用于WLAN频段的MIMO系统中的H形缝隙结构的双极化天线。本专利技术包括介质基板，介质基板上表面涂覆有金属层，该上表面金属层设有H形缝隙和共面波导馈电传输线贴片，共面波导馈电传输线贴片的侧方设有共面波导馈电传输线缝隙，介质基板下表面涂覆有两条长条金属层，其中一条长条金属层与上表面的金属层相连，另一条长条金属层为馈电微带线，馈电微带线的中线与H形缝隙的中线及介质基板的中线重合。进一步：所述介质基板为长方形结构，长度为104～112mm，宽度为78～82mm，厚度为1.4～1.6mm，相对介电常数为2.0～2.4，损耗角正切值不大于0.001。所述H形缝隙的垂直缝隙长度为44～48mm，宽度为3.6～4.4mm，水平缝隙的长度为24～26mm，宽度为11～13mm。所述共面波导馈电传输线缝隙长度为32～36mm，宽度为0.4～0.6mm；所述共面波导馈电传输线贴片宽度为2.2～2.6mm；所述金属条长度为34～38mm，宽度为1.8～2.2mm。与现有技术比较，本专利技术具有以下突出的优点和显著的效果：本专利技术采用平面基板，在保证高端口隔离度情形下实现了辐射元共置的双极化结构。本专利技术为采用共面波导馈电和微带线馈电结合的缝隙天线。共面波导馈电与微带线馈电结合实现双极化特性，在工作频带内，端口间的隔离度大于25dB，主辐射方向交叉极化比大于20dB。本专利技术可应用于WLAN频段的MIMO系统中。附图说明图1为本专利技术实施例的介质基板上表面的俯视结构示意图。图2为本专利技术实施例的介质基板下表面的俯视结构示意图。图3为本专利技术实施例的天线两个端口回波损耗的曲线图。图3中，曲线a1是天线回波损耗S11曲线；曲线b1是天线回波损耗S22曲线。图4为本专利技术实施例的天线端口间隔离度的曲线图。图4中，曲线a2是天线端口间隔离度S12曲线；曲线b2是天线端口间隔离度S21曲线。图5为本专利技术实施例的第一端口激励时天线E面方向图。图5中，曲线a3是激励时E面主极化方向图；曲线b3是激励时E面交叉极化方向图。图6为本专利技术实施例的第一端口激励时天线H面方向图。图6中，曲线a4是激励时H面主极化方向图；曲线b4是激励时H面交叉极化方向图。图7为本专利技术实施例的第二端口激励时天线E面方向图。图7中，曲线a5是激励时E面主极化方向图；曲线b5是激励时E面交叉极化方向图。图8为本专利技术实施例的第二端口激励时天线H面方向图。图8中，曲线a6是激励时H面主极化方向图；曲线b6是激励时H面交叉极化方向图。具体实施方式以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。参见图1和2，本专利技术实施例包括介质基板1，介质基板1上表面涂覆有金属层，该上表面金属层设有H形缝隙(由垂直缝隙2与水平缝隙3组成)和共面波导馈电传输线贴片5(矩形)，共面波导馈电传输线贴片5的侧方设有共面波导馈电传输线缝隙4，介质基板1下表面涂覆有两条长条金属层6，其中一条长条金属层6与介质基板1上表面的金属层在介质基板1端侧相连，与端口8相对应的另一条长条金属层6为馈电微带线，它的中线与H形缝隙的中线及介质基板1的中线重合。所述长条形金属层6的纵向中线与介质基板1中线重合。端口7作为共面波导馈电端口。端口8作为微带线馈电端口。所述介质基板1为长方形结构，长度L为108mm(可为104～112mm)，宽度W为80mm(可为78～82mm)，厚度H为1.5mm(可为1.4～1.6mm)，相对介电常数为2.0～2.4，损耗角正切值不大于0.001。所述H形缝隙的垂直缝隙2的长度L1为46mm(可为44～48mm)，宽度W1为4.0mm(可为3.6～4.4mm)，水平缝隙3的长度L2为26mm(可为24～26mm)，宽度W2为12mm(可为11～13mm)。所述的共面波导馈电传输线缝隙4的长度L3为34mm(可为32～36mm)，宽度W3为0.5mm(可为0.4～0.6mm)；共面波导馈电传输线贴片5的宽度为2.4mm(可为2.2～2.6mm)。所述金属条6的长度L5为36mm(可为34～38mm)，宽度W5为2.0mm(可为1.8～2.2mm)。参见图3，为天线2个端口回波损耗频率曲线图。由曲线可见，馈电端口7的-10dB回波损耗带宽范围为2.16～2.68GHz，馈电端口8的-10dB回波损耗带宽范围为2.30～2.70GHz。参见图4，为天线端口间隔离度的曲线图。在工作频带2.40～2.484GHz内，端口1和2之间的隔离度大于25dB。参见图5～8，为天线2个端口分别激励时的方向图。图5为馈电端口7激励时天线的E面方向图，图6为馈电端口7激励时天线的H面方向图，图7为馈电端口8激励时天线的E面方向图，图8为馈电端口8激励时天线的H面方向图。馈电端口7激励时天线的主极化是垂直极化，馈电端口8激励时天线的主极化是水平极化。在主辐射方向天线的交叉极化比大于20dB。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种H形缝隙结构的双极化天线，包括介质基板，其特征在于，介质基板上表面涂覆有金属层，该上表面金属层设有H形缝隙和共面波导馈电传输线贴片，共面波导馈电传输线贴片的侧方设有共面波导馈电传输线缝隙，介质基板下表面涂覆有两条长条金属层，其中一条长条金属层与上表面的金属层相连，另一条长条金属层为馈电微带线，馈电微带线的中线与H形缝隙的中线及介质基板的中线重合。

【技术特征摘要】
1.一种H形缝隙结构的双极化天线，包括介质基板，其特征在于，介质基板上表面涂覆有金属层，该上表面金属层设有H形缝隙和共面波导馈电传输线贴片，共面波导馈电传输线贴片的侧方设有共面波导馈电传输线缝隙，介质基板下表面涂覆有两条长条金属层，其中一条长条金属层与上表面的金属层相连，另一条长条金属层为馈电微带线，馈电微带线的中线与H形缝隙的中线及介质基板的中线重合。2.如权利要求1所述一种H形缝隙结构的双极化天线，其特征在于，所述介质基板为长方形结构，长度为104～112mm，宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟文，曾志杰，王琛，周智涛，李朋，游佰强，徐伟明，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35