一种三极化天线制造技术

本发明专利技术公开了一种三极化天线，所述三极化天线为腔体结构，所述腔体的顶面为覆金属的介质基板，所述腔体的底面为接地的金属板，所述腔体内部设有一穿过所述腔体的顶面的同轴线，所述同轴线的内导体的顶端设有一圆盘；所述腔体的顶面设有微带线；所述腔体的顶面的下表面设有一贴片，所述贴片上刻蚀有一环缝隙。

【技术实现步骤摘要】
一种三极化天线
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种三极化天线。
技术介绍
随着无线多媒体业务的快速发展，通信速率已经成为移动通信系统的瓶颈，单极化天线和双极化天线在频谱利用率、容量和辐射方向性上已经不能满足3G网络、4G网络以及未来网络的发展需求；因此，三极化天线是无线通信系统的一个发展方向；包括三极化天线在内的多极化天线可以占用更少的空间实现更多的统计独立多径通道，有效地提高系统容量和传输速率。现有的三极化天线的形成主要包括以下两种方式：第一种是基于金属环片与导体柱相结合的三极化，其技术原理是由圆环形贴片和单极子天线共同构成三极化；但是，通过附加的隔离结构和集总参数元件会降低天线的工作频带范围，影响天线的工作带宽，不利于天线在规定频段内的辐射。第二种是基于分离直线缝隙与导体柱结合的三极化，其技术原理是通过在贴片上开缝隙，使得不同极化方向上产生辐射；但是，在接地面开缝隙会产生较大的背向辐射，对天线的辐射能产生很大的损耗和无用的杂散波。上述两种三极化天线的形成方式均是通过增加单极子辐射单元来实现三极化设计，不能保证各极化端口的隔离度以及对应端口的极化纯度。传统的通信系统中，通常采用普通的空间分集技术实现多天线的应用；空间分集技术利用多副独立的天线来接收信号，但是只有在天线间的距离大于半波长时才能保证接受天线信号的衰落特性相互独立；在天线之间的距离减小时，天线的耦合问题变得越来越严重。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种三极化天线，能够提高辐射场的极化纯度及天线各极化端口的隔离度，使天线各端口之间的干扰降到最低，解决天线的耦合问题。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供一种三极化天线，所述三极化天线为腔体结构，所述腔体的顶面为覆金属的介质基板，所述腔体的底面为金属板，所述腔体内部设有一穿过所述腔体的顶面的同轴线，所述同轴线的内导体的顶端设有一圆盘；所述腔体的顶面设有微带线；所述腔体的顶面的下表面设有一贴片，所述贴片上刻蚀有一环缝隙。本专利技术实施例中，所述贴片完全覆盖所述腔体顶面的下表面，所述贴片与所述环缝隙的几何中心重合，所述贴片边与所述环缝隙边平行。本专利技术实施例中，所述微带线的一侧紧贴所述腔体顶面的上表面的四个顶角，平分所述顶角放置。本专利技术实施例中，所述同轴线的外导体为金属导体管，所述同轴线的内导体为金属导体圆柱，所述同轴线的内导体穿过所述同轴线的外导体的中心，并伸出所述同轴线的外导体。本专利技术实施例中，所述腔体的侧面为金属板，所述腔体的侧面与所述贴片的边相连。本专利技术实施例中，所述同轴线穿过所述腔体的顶面的中心，所述同轴线的外导体的底端与所述腔体的底面相连，所述同轴线的外导体的顶端与所述贴片相连。本专利技术实施例中，所述三极化天线包括一个同轴馈电端口和两个微带线馈电端口；其中，所述同轴馈电端口位于所述同轴线的外导体的底端与所述同轴线的内导体的底端之间；所述两个微带线馈电端口分别位于所述四条微带线中的任意相邻的两条微带线上。本专利技术实施例中，所述腔体的顶面为双面覆金属的微波介质基板。本专利技术实施例中，所述腔体的底面接地。本专利技术实施例所提供的三极化天线，所述三极化天线为腔体结构，所述腔体的顶面为双面覆金属的介质基板，所述腔体的底面为金属板，所述腔体内部设有一穿过所述腔体的顶面的同轴线，所述同轴线的内导体的顶端设有一圆盘；所述腔体的顶面设有微带线；所述腔体的顶面的下表面设有一贴片，所述贴片的中央刻蚀有一环缝隙。如此，利用加载的微带线提高了辐射场的极化纯度及天线各极化端口的隔离度，使三路数据之间的干扰降到最低；由于所述微带线位于所述腔体顶面的上表面的顶角处，即采用角馈的方式进一步提高了天线各极化端口的隔离度；利用所述同轴线的内导体作为一个端口馈线的外导体减少了所述腔体的高度，实现了天线的小型化设计；通过位于所述同轴线的内导体顶部的圆盘加载单极子天线减小了天线占用的空间；通过背腔结构提高了天线的方向性和增益强度，使用户能够接收到更强的信号。附图说明图1为本专利技术实施例三极化天线的组成结构示意图；图2为本专利技术实施例腔体的顶面的结构示意图；图3为本专利技术实施例同轴线的结构示意图；图4为本专利技术实施例微带馈电端口8激励的天线方向示意图；图5为本专利技术实施例微带馈电端口9激励的天线方向示意图；图6为本专利技术实施例同轴馈电端口激励的天线方向示意图；图7为本专利技术实施例天线三个端口间隔离度的频率曲线示意图；图8为本专利技术实施例天线的三个馈电端口回波损耗的频率曲线示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例作进一步的详细描述。一种三极化天线的组成结构示意图，如图1所示，所述三极化天线为长方体腔体结构，所述腔体的顶面1为双面覆铜的正方形微波介质基板，所述腔体的四个侧面2-5为形状完全相同的长方形铜板，所述腔体的底面6为接地的正方形铜板；所述腔体内部设有一穿过所述腔体的顶面1的同轴线，所述同轴线的外导体13为铜质导体管，所述同轴线的内导体14为铜质导体圆柱，所述同轴线的内导体14顶端设有一圆盘15。所述腔体的顶面1的结构示意图，如图2所示，所述腔体的顶面1的上表面设有四条相同的矩形微带线7-10，分别紧贴所述腔体的顶面1的上表面的四个顶角，且平分所述顶角放置；所述腔体的顶面1的下表面设有一正方形贴片11，所述贴片11的面积完全覆盖所述腔体的顶面1的下表面；在所述贴片11的中央刻蚀有一正方形环缝隙12，所述贴片11和所述环缝隙12的几何中心重合，且所述正方形贴片11的边与所述正方形环缝隙12的边平行。所述同轴线的结构示意图，如图3所示，所述同轴线的外导体13的底端与所述腔体的底面6相连，所述同轴线的内导体14位于所述同轴线的外导体13的中心，二者构成一根同轴线，所述同轴线过所述腔体的顶面1的中心；所述同轴线的内导体14的顶端设有一圆盘15，所述同轴线的外导体13、所述同轴线的内导体14和所述圆盘15构成圆盘加载的单极子天线，所述单极子天线的馈电端口为同轴线的外导体13的底部与所述同轴线的内导体14的底部之间形成的同轴馈电端口16。利用单极子天线顶端的电容加载，可以减少单极子辐射体的高度；通常，在2.35GHz的工作频率时，四分之一波长单极子天线需要32mm的高度，本专利技术实施例采用的圆盘加载单极子天线仅需要19mm的高度，减小了天线占用的空间，实现天线的小型化设计。本专利技术实施例中，所述三极化天线共有三个馈电端口，除了上述提及的圆盘加载的单极子天线，还包括一个双极化矩形贴片天线；所述双极化天线的馈电端口为矩形微带线8和矩形微带线9构成的两个微带线馈电端口，所述双极化天线的馈电端口也可以是矩形微带线9和矩形微带线10构成的两个微带线馈电端口，或矩形微带线10和矩形微带线7构成的两个微带线馈电端口，或矩形微带线7和矩形微带线8构成的两个微带线馈电端口。结合上述图1、图2、图3，对本专利技术实施例所述三极化天线的工作原理进行阐述。具体地，如图1所示，在微带馈电端口8馈电时，环缝隙12将产生沿Y轴方向的线极化辐射场；在2.35GHz频点时，微带馈电端口8激励的天线方向图，如图4所示，图4a为yoz平面微带馈电端口8激励的天线方向图，图4b为xoz平面微带馈电端口8激励的天线方向图。在微带馈电端口9馈电时，环缝隙12将产生沿X轴方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三极化天线，其特征在于，所述三极化天线为腔体结构，所述腔体的顶面为覆金属的介质基板，所述腔体的底面为金属板，所述腔体内部设有一穿过所述腔体的顶面的同轴线，所述同轴线的内导体的顶端设有一圆盘；所述腔体的顶面设有微带线；所述腔体的顶面的下表面设有一贴片，所述贴片上刻蚀有一环缝隙。

【技术特征摘要】
1.一种三极化天线，其特征在于，所述三极化天线为腔体结构，所述腔体的顶面为覆金属的介质基板，所述腔体的底面为金属板，所述腔体内部设有一穿过所述腔体的顶面的同轴线，所述同轴线的内导体的顶端设有一圆盘；所述腔体的顶面设有微带线；所述腔体的顶面的下表面设有一贴片，所述贴片上刻蚀有一环缝隙。2.根据权利要求1所述三极化天线，其特征在于，所述贴片完全覆盖所述腔体顶面的下表面，所述贴片与所述环缝隙的几何中心重合，所述贴片边与所述环缝隙边平行。3.根据权利要求1或2所述三极化天线，其特征在于，所述微带线的一侧紧贴所述腔体顶面的上表面的四个顶角，平分所述顶角放置。4.根据权利要求1或2所述三极化天线，其特征在于，所述同轴线的外导体为金属导体管，所述同轴线的内导体为金属导体圆柱，所述同轴线的内导体穿过所述同轴线的外导体的中心，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世勇，霍绍博，李晓明，吴希选，张美松，王超，王天石，卢凤辉，李伟文，单莘，
申请(专利权)人：中国移动通信集团河北有限公司，中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：河北,13