一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线，由介质基板、印制在介质基板正面上的W形馈源终端、共面波导馈线、矩形宽缝隙地板、印制在介质基板背面的上枝节、左枝节、右枝节、微带线和外接的同轴接头(5)、同轴接头(6)构成。W形馈源终端通过L形与V形巧妙的构型可以使天线产生双频带特性，介质基板背面通过各枝节的组合可以实现双频带特性，能够提高天线的端口隔离度，通过共面波导和微带线两种馈电方式可以产生两种正交模式从而实现双极化。该天线为平面结构，天线的尺寸仅为30×30mm，尺寸小、剖面低，在两个工作频带内实现了双极化特性，两个端口间的隔离度较好，交叉极化小，适用于小型双频带双极化无线通信系统。

【技术实现步骤摘要】
一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线
本技术涉及无线通信天线
，具体涉及一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线，适用于WiMAX3.5GHz(3.3-3.7GHz)和WLAN5GHz(5.15GHz～5.825GHz)频带小型多频带双极化无线通信系统。
技术介绍
随着无线通信技术的迅猛发展，要求无线终端中的天线能够同时在多个频带工作，从而使多频带天线成为当前研究的热点。传统多频带天线以天线小型化和覆盖更多工作频段为目标，在新的需求驱动下，多频带天线向多功能方向发展。双极化天线技术是提高无线通信系统信道容量的有效手段，因此，双极化天线与线极化天线相比应用范围更加广泛。多带天线可以用一个天线覆盖多个工作频带，实现多个天线的功能，从而达到小型集成化的目标。因此，在传统线极化多频带天线的基础上实现多频带天线极化多样性是一个非常重要的研究方向。多频带天线既可以解决多个天线相互干扰的问题，又可以节省空间，增加系统集成度，目前多频带天线的主要实现方法为增加附加谐振结构，通过引入枝节增加天线新的谐振路径，从而实现多频特性，如I形、T形、G形、L形等形状各异的结构都能够实现多频带功能；改进天线结构可以引入天线的高次谐振模并改变天线的基模，产生新的谐振频带；采用多层贴片结构同样可以实现多频带特性，一般由一个有源贴片激发，在有源贴片下层或上层增加附加贴片耦合实现多频特性。研究表明，缝隙天线、贴片天线、偶极子天线、环天线等都可以实现双极化功能。非专利文献1公开了一种缝隙加载多频带贴片天线，介质基板上部辐射贴片为一个开有弧形缝隙的圆形贴片，中间介质为泡沫，泡沫下表面为金属底板结构，两层介质中间有一层圆形电容馈电贴片，天线工作在GPS1.575GHz和WiFi2.45GHz，但设计尺寸偏大。非专利文献2公开了一种双频双极化介质谐振天线，由介质基板和矩形介质谐振器组成，介质基板上部为介质谐振器，下部为馈电网络，通过双端口馈电，天线在PCS(1.83～1.99GHz)和WiMAX(2.58～2.63GHz)两个频段内实现双极化，虽然该天线的端口隔离度较高，但该天线采用介质谐振器导致体积较大，不利于天线的集成。非专利文献3公开了一种带正交馈电结构的差分驱动的双极化双宽频电磁偶极子天线，由双层U型电偶极子、短路墙、双正交双层馈电结构和一个喇叭反射器组成，天线低频段工作带宽为0.78～1.01GHz，在高频段工作带宽为1.69～2.69GHz，整个工作频段内可以获得超过30dB的端口隔离度，但该天线的尺寸为206×166×88mm3，天线的体积仍然较大，结构较为复杂，在集成电路中无法应用。因此，设计一种结构紧凑、剖面低、端口隔离度高的双频双极化天线具有良好的应用前景。引用文献列表非专利文献1：陈建玲，多频带多极化微带贴片天线研究，北京交通大学博士学位论文，2016:39-46.非专利文献2：帅翔，多极化天线的设计与研究，电子科技大学博士学位论文，2017:81-84.非专利文献3：马波涛，无线通信系统中的多频宽带天线研究，北京邮电大学博士学位论文，2015:81-97.
技术实现思路
本技术的目的是提供一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线，在两个工作频段内实现双极化特性，尺寸小、剖面低、结构紧凑、端口隔离度高，便于集成在射频电路中，同时满足3.5GHzWiMAX、5GHzWLAN频段对工作频带的需求。本技术的技术方案是：一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线，由介质基板(1)、印制在介质基板(1)正面上的W形馈源终端(2)、共面波导馈线(3)、矩形宽缝隙地板(4)、印制在介质基板(1)背面的上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)、微带线(11)和外接的同轴接头(5)、同轴接头(6)构成，其特征在于：a.所述的W形馈源终端(2)为W形金属贴片，W形金属贴片由两个L形枝节对称于天线中轴线交叉组合而成，通过一个V形枝节与共面波导馈线(3)相连接，V形枝节的顶点位于天线的中轴线上且对称于天线的中轴线两侧，与两个L形枝节相交叉，V形枝节与L形枝节的转折角度同为90度，W形馈源终端(2)通过L形与V形巧妙的构型可以使天线产生双频带特性；b.所述的共面波导馈线(3)为一段特性阻抗为50Ω的矩形导带，共面波导馈线(3)的上端与W形馈源终端(2)中的V形枝节顶点相连接，共面波导馈线(3)的下端外接同轴接头(5)；c.所述的矩形宽缝隙地板(4)由矩形地板、连接导带组成，矩形地板位于介质基板(1)下端，对称于共面波导馈线(3)两侧，矩形地板通过介质基板(1)两侧和顶端的连接导带连接后形成闭合的矩形宽缝隙(7)，可以使天线结构更为紧凑，从而减小天线的设计尺寸，在矩形宽缝隙地板(4)上端的连接导带下边缘开一N形槽，通过N形槽改善天线在低频段的阻抗匹配特性；d.所述的同轴接头(5)位于介质基板(1)下端中心轴上，同轴接头(5)分别与共面波导馈线(3)和矩形宽缝隙地板(4)的两个下边缘相连接；e.所述的介质基板(1)背面印有上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)、微带线(11)，上枝节(8)位于微带线(11)的顶端，方向朝右侧，左枝节(9)位于微带线(11)左侧，右枝节(10)位于微带线(11)右侧，上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)通过微带线(11)馈电，微带线(11)位于介质基板(1)左侧，微带线(11)下端与同轴接头(6)相连接，通过各枝节的组合实现双频带特性，能够提高天线的端口隔离度；f.介质基板正面天线通过共面波导馈电，背面天线通过微带线馈电，这两种馈电方式组合可以产生两种正交模式，从而实现双极化。所述的W形馈源终端(2)为W形金属贴片，其中的L形枝节短边长度L7为5.1mm～5.8mm，长边长度L9为8mm～12mm，宽度W4为1mm～1.6mm，L形枝节转折点距介质基板(1)下边缘距离L2为6mm～8mm，距天线中轴线距离W3为4mm～6mm，V形枝节长度L8为5.5mm～7.5mm，宽度与L形枝节保持一致，V形枝节转折点位于天线中轴线上，距介质基板(1)下边缘距离L1为9mm～10.5mm。所述的共面波导馈线(3)中的特性阻抗为50Ω的矩形导带长度L3为9mm～11mm，宽度W2为2.6mm～3.2mm。所述的矩形宽缝隙地板(4)由矩形地板、连接导带组成，矩形地板宽度W1为12mm～14mm，长度L4为6.1mm～6.7mm，矩形宽缝隙地板(4)两侧连接导带宽度W5为2.8mm～3.2mm，长度L6为15.3mm～16.2mm，矩形宽缝隙地板(4)上端连接导带N形槽槽宽W7为25mm～27mm，N形槽两端长L10为3.5mm～3.9mm。所述的介质基板(1)背面印有上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)、微带线(11)，各枝节与微带线(11)的宽度W10为1.2mm～1.6mm，微带线(11)距介质基板(1)右侧的距离W8为23mm～25mm，上枝节(8)长W12为7mm～9mm，上枝节(8)距介质基板(1)下端的距离L14+L15+W10为11mm～14mm，左枝节(9)长度W11为4mm～5mm，左枝节(9)距介质基板(1)下端的距离L14为6mm～9mm，右枝节(10)长度W9为14mm～16mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线，由介质基板(1)、印制在介质基板(1)正面上的W形馈源终端(2)、共面波导馈线(3)、矩形宽缝隙地板(4)、印制在介质基板(1)背面的上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)、微带线(11)和外接的同轴接头(5)、同轴接头(6)构成，其特征在于：a.所述的W形馈源终端(2)为W形金属贴片，W形金属贴片由两个L形枝节对称于天线中轴线交叉组合而成，通过一个V形枝节与共面波导馈线(3)相连接，V形枝节的顶点位于天线的中轴线上且对称于天线的中轴线两侧，与两个L形枝节相交叉，V形枝节与L形枝节的转折角度同为90度；b.所述的共面波导馈线(3)为一段特性阻抗为50Ω的矩形导带，共面波导馈线(3)的上端与W形馈源终端(2)中的V形枝节顶点相连接，共面波导馈线(3)的下端外接同轴接头(5)；c.所述的矩形宽缝隙地板(4)由矩形地板、连接导带组成，矩形地板位于介质基板(1)下端，对称于共面波导馈线(3)两侧，矩形地板通过介质基板(1)两侧和顶端的连接导带连接后形成闭合的矩形宽缝隙(7)，在矩形宽缝隙地板(4)上端的连接导带下边缘开一N形槽；d.所述的同轴接头(5)位于介质基板(1)下端中心轴上，同轴接头(5)分别与共面波导馈线(3)和矩形宽缝隙地板(4)的两个下边缘相连接；e.所述的介质基板(1)背面印有上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)、微带线(11)，上枝节(8)位于微带线(11)的顶端，方向朝右侧，左枝节(9)位于微带线(11)左侧，右枝节(10)位于微带线(11)右侧，上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)通过微带线(11)馈电，微带线(11)位于介质基板(1)左侧，微带线(11)下端与同轴接头(6)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种W形终端双频带双极化平面缝隙天线，由介质基板(1)、印制在介质基板(1)正面上的W形馈源终端(2)、共面波导馈线(3)、矩形宽缝隙地板(4)、印制在介质基板(1)背面的上枝节(8)、左枝节(9)、右枝节(10)、微带线(11)和外接的同轴接头(5)、同轴接头(6)构成，其特征在于：a.所述的W形馈源终端(2)为W形金属贴片，W形金属贴片由两个L形枝节对称于天线中轴线交叉组合而成，通过一个V形枝节与共面波导馈线(3)相连接，V形枝节的顶点位于天线的中轴线上且对称于天线的中轴线两侧，与两个L形枝节相交叉，V形枝节与L形枝节的转折角度同为90度；b.所述的共面波导馈线(3)为一段特性阻抗为50Ω的矩形导带，共面波导馈线(3)的上端与W形馈源终端(2)中的V形枝节顶点相连接，共面波导馈线(3)的下端外接同轴接头(5)；c.所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧仁侠，祝颖，张华磊，鲍捷，陈洪斌，张光雷，
申请(专利权)人：吉林医药学院，
类型：新型
国别省市：吉林,22