一种小型化的制造技术

本发明专利技术公开了一种小型化的

【技术实现步骤摘要】
一种小型化的
±
45
°
双极化交叉偶极子天线


[0001]本专利技术涉及一种小型化双极化交叉偶极子天线，属于天线


技术介绍

[0002]低风阻是5G超大规模基站天线设计研究中所必须满足的硬性指标。一方面，为了满足对增益、频带等多方面的要求，天线数量急剧增加，使得基站天线的选址与安装难度增大，较低的风阻可有效降低基站天线的安装与搭建难度。另一方面，基站天线设计在满足低风阻这一物理指标的同时，也需要满足原有的电磁性能指标。
[0003]根据风阻的计算公式，风阻主要受到三个因素的影响：阻力系数、迎风面积和风速。由于风速主要由基站选址、当地气候决定，很难通过天线设计进行调整，所以现有工程设计中广泛采取基站天线的小型化设计来减小天线单元面积，从而减小基站天线的迎风面积降低风阻。
[0004]天线的小型化是满足低风阻设计要求的关键问题，同时也是一个设计难题。天线的增益、带宽等辐射性能受到天线尺寸的基本限制，在设计过程中，必须在天线的辐射性能和尺寸之间进行权衡。
[0005]现有不少技术来进行天线的小型化设计。通过改变天线的几何形状、加载谐振寄生结构、加载无源集总原件等方法可以减小天线的尺寸，但会带来天线结构复杂、带宽变窄等缺点。使用新型介电材料或超材料也能够缩小天线的面积，但也存在加工成本变高、设计难度增加等缺点。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种小型化的
±
45
°
双极化交叉偶极子天线，减小天线尺寸的同时在指定工作频段内满足基本的辐射性能要求。
[0007]技术方案：一种小型化的
±
45
°
双极化交叉偶极子天线，包括天线辐射层、缺陷地层、同轴馈线和塑料支柱；所述天线辐射层包括两对垂直正交的领结型偶极子以及介质层，每一对领结型偶极子的两个金属贴片分别位于介质层的上表面和下表面；所述缺陷地层包括金属反射地层，金属反射地层上加载缺陷地结构；所述天线辐射层与缺陷地层之间通过四根塑料支柱进行支撑，两者距离为四分之一工作波长；天线由两根同轴馈线进行馈电，两根同轴馈线的内导体分别通过微带线枝节与介质层上表面的对应偶极子的金属贴片相连接，外导体分别与介质层下表面的对应偶极子的金属贴片以及金属反射地层相连接。
[0008]进一步的，所述缺陷地结构由两条平行的横向矩形缝隙槽和两条平行的纵向矩形缝隙槽组成；两条横向矩形缝隙槽与两条纵向矩形缝隙槽关于金属贴片的横向中轴线和纵向中轴线均对称，与金属反射地层中心点的距离相同，并且各条矩形缝隙槽具有相同的长度和宽度；所述横向矩形缝隙槽与纵向缝隙槽垂直交叉，共同形成井字形缺陷地结构。
[0009]进一步的，所述天线辐射层与缺陷地层具有相同的投影面积。
[0010]有益效果：本专利技术通过在缺陷地层的金属贴片上加载合适的横向缝隙槽和纵向缝
隙槽，延长表面电流路径，从而使减小尺寸后天线的整体带宽往低频处移动，缝隙槽的两侧具有反方向流动的表面电流，产生电流对消作用，从而使指定工作频段内的端口隔离度得到改善，满足了基站天线对带宽和隔离度的要求。与传统的交叉偶极子天线相比，具有如下优点：
[0011](1)该天线在保留传统交叉偶极子天线的结构简单、方便加工等优势的同时，利用缺陷地结构使得天线的整体投影面积减小为0.3λ
×
0.3λ(λ为在3.5GHz下的工作波长)，且在指定工作频段内反射系数、隔离度性能良好：
[0012]1)在3.28
‑
4.26GHz频段内max{|S
11
|,|S
22
|}<
‑
10dB；
[0013]2)在3.28
‑
4.26GHz频段内端口隔离度|S
21
|<
‑
22dB；
[0014](2)利用PCB工艺加工设计天线的辐射层与缺陷地层，易于进行大规模量产，方便后续大规模基站天线阵列的加工设计。
附图说明
[0015]图1为本专利技术天线辐射层的俯视图；
[0016]图2为本专利技术天线辐射层的侧视图；
[0017]图3为本专利技术天线缺陷地层的俯视图；
[0018]图4为本专利技术天线缺陷地层的侧视图；
[0019]图5为本专利技术天线的侧视图；
[0020]图6为本专利技术天线的模型图；
[0021]图7
‑
1为不同h取值下随频率变化的反射系数；
[0022]图7
‑
2为不同h取值下随频率变化的端口隔离度；
[0023]图8
‑
1为不同s1取值下随频率变化的反射系数；
[0024]图8
‑
2为不同s1取值下随频率变化的端口隔离度；
[0025]图9
‑
1为不同s2取值下随频率变化的反射系数；
[0026]图9
‑
2为不同s2取值下随频率变化的端口隔离度；
[0027]图10
‑
1为不同s3取值下随频率变化的反射系数；
[0028]图10
‑
2为不同s3取值下随频率变化的端口隔离度；
[0029]图11
‑
1为本专利技术天线的反射系数及端口隔离度随频率变化的仿真结果图；
[0030]图11
‑
2为本专利技术天线的增益随频率变化的仿真结果图；
[0031]图12
‑
1为本专利技术天线在3.4GHz处的xoz平面的+45
°
极化方向图；
[0032]图12
‑
2为本专利技术天线在3.4GHz处的yoz平面的+45
°
极化方向图；
[0033]图12
‑
3为本专利技术天线在3.5GHz处的xoz平面的+45
°
极化方向图；
[0034]图12
‑
4为本专利技术天线在3.5GHz处的yoz平面的+45
°
极化方向图；
[0035]图12
‑
5为本专利技术天线在3.6GHz处的xoz平面的+45
°
极化方向图；
[0036]图12
‑
6为本专利技术天线在3.6GHz处的yoz平面的+45
°
极化方向图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。
[0038]如图5和图6所示，一种适用于Sub
‑
6GHz频段的小型化
±
45
°
双极化交叉偶极子天
线，包括天线辐射层12、缺陷地层13、两根同轴馈线14和四根塑料支柱15。
[0039]本实施例中，天线辐射层的介质层1选取的材料为Taconi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化的
±
45
°
双极化交叉偶极子天线，其特征在于，包括天线辐射层、缺陷地层、同轴馈线和塑料支柱；所述天线辐射层包括两对垂直正交的领结型偶极子以及介质层，每一对领结型偶极子的两个金属贴片分别位于介质层的上表面和下表面；所述缺陷地层包括金属反射地层，金属反射地层上加载缺陷地结构；所述天线辐射层与缺陷地层之间通过四根塑料支柱进行支撑，两者距离为四分之一工作波长；天线由两根同轴馈线进行馈电，两根同轴馈线的内导体分别通过微带线枝节与介质层上表面的对应偶极子的金属贴片相连接，外导体分别与介质层下表面的对应偶极子的金属贴片以及金属反射地层相连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：王海明，韩碧莹，无奇，余晨，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：