一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线制造技术

本发明专利技术公开了一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线，属于移动通信基站天线技术领域。本发明专利技术所述天线包括两对电偶极子、两对磁偶极子、馈电结构、金属柱和金属反射板；电偶极子包括两个水平金属贴片和四个垂直金属贴片；磁偶极子为矩形金属贴片，与金属反射板之间的夹角为60

【技术实现步骤摘要】
一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线


[0001]本专利技术属于移动通信基站天线
，具体涉及一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线。

技术介绍

[0002]移动通信系统中的构成要素之一便是基站天线，新通信时代下的高要求均离不开基站天线的优化创新，所以基站天线也一直在更迭升级，以适应日益提高的通信需求。降低
±
60
°
扇区内的交叉极化是基站天线的基本需求。
[0003]现有技术“A broadband dual
‑
polarized magneto
‑
electric dipole antenna with simple feeds,IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,vol.8,2009”公开了一种
±
45
°
极化的磁电偶极子，具有宽带特性和很高的端口隔离，但剖面较高。
[0004]现有技术“A Plus/Minus 45Degree Dual
‑
Polarized Base
‑
Station Antenna With Enhanced Cross
‑
Polarization Discrimination via Addition of Four Parasitic Elements Placed in a Square Contour,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.64,no.4,Apr.2016”中把
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45
°
极化分量分解为垂直的θ分量和水平的分量，并通过在距离天线中心点半波长的四周加入寄生条带，和原交叉偶极子天线进行耦合，使分量的波束宽度变窄，与θ分量的波束宽度不断接近来改善交叉极化，文中给出了分析方法，实现了较好效果，但不足是天线单元具有一个波长的较大空间。
[0005]专利技术名称为“改善交叉极化比的差分宽频带双极化基站天线(CN105356053A，2016，2016.02.24)”的专利申请，所述方案采用方形贴片的交叉偶极子作为基本辐射单元，反射板外边缘向上翻起形成一个方形环状挡板，又在外边缘挡板向内一定距离处，放置高度降低的另一方形环状挡板，以此来改善交叉极化比并稳定半功率波束宽度，在
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60
°
扇区内交叉极化比大于10dB。这种方式结构简单，但是天线单元体积较大。
[0006]专利技术名称为“一种低交叉极化超宽带低剖面双极化天线(CN112117544A，2020，2020.12.22)”的专利申请，所述方案采用PCB技术，在介质基板上表面印制钻石形环型贴片，在基板下表面的四周边缘处印制矩形金属条带，并采用差分馈电结构，通过优化馈电探针组的大小和位置，实现低交叉极化。本方案天线单元占据体积较小，但是采用差分馈电的方式，理论效果较好，实际馈电的差分性质难以保证，并且没有给出理论分析。
[0007]目前，小型化天线是天线发展的重要趋势，工程中要求降低基站天线的剖面高度，在不影响天线小型化的同时，在交叉极化抑制等辐射特性方面也提出了更高要求，因而探索低剖面高性能的小型化天线具有重要价值。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子，在不增加天线单元占用空间的同时，即低剖面，分析天线的远场辐射特性，降低
±
60
°
扇区内的交叉极化，保证整个工作频段内稳定的辐射特性。
[0009]本专利技术所提出的技术问题是这样解决的：
[0010]一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线，包括两对电偶极子、两对磁偶极子2、馈电结构3、金属柱4和金属反射板6。
[0011]两对电偶极子的结构相同，呈90
°
中心旋转对称；一对电偶极子为两个弯折金属贴片，包括两个水平金属贴片1和四个垂直金属贴片5；两个水平金属贴片1为切角正方形金属贴片，对角线共线，切角相对；两个水平金属贴片1与切角不相邻的两个边向下延伸形成四个垂直金属贴片5；
[0012]金属反射板6呈正方形，与水平金属贴片1平行并留有间距，两者的边平行；
[0013]两对磁偶极子2的结构相同，呈90
°
中心旋转对称；一对磁偶极子2为两个矩形金属贴片，矩形金属贴片一端连接水平金属贴片1的切角，另一端连接金属反射板6；矩形金属贴片与金属反射板6之间的夹角为60
°
；
[0014]馈电结构3包括一对正交放置的Γ型馈电结构和两个SMA接头；SMA接头位于金属反射板6的底部，外导体连接金属反射板6，内导体穿过金属反射板6向上延伸；Γ型馈电结构分为依次连接的四部分，第一部分为与SMA接头内导体连接的矩形金属贴片，与金属反射板平行；第二部分为平行于邻近磁偶极子的梯形金属贴片；第三部分为与金属反射板平行的矩形金属贴片；第四部分为与邻近磁偶极子平行的矩形金属贴片，作为馈电结构的开路端；第二部分和第四部分与邻近磁偶极子之间的距离相等；两个Γ型馈电结构的第三部分之间留有间距；
[0015]金属柱4与金属反射板6垂直连接，位于垂直金属贴片5的正下方并留有间距。
[0016]进一步的，金属柱4共计8组，每组3个，在八个垂直金属贴片5的正下方均匀分布。
[0017]进一步的，磁偶极子宽度等于水平金属贴片切角的长度，由厚度0.3mm的铜板制成。
[0018]进一步的，Γ型馈电结构由厚度0.3mm的铜板制成，第一部分长4.4mm，宽3.5mm；第二部分底部宽3.5mm，顶部宽1.5mm；第三部分宽1.5mm；第四部分宽1.5mm，末端距离金属反射板的垂直高度为3mm；第二部分与邻近磁偶极子之间的距离为1.1mm，第四部分与邻近磁偶极子之间的距离为1mm。
[0019]进一步的，两个Γ型馈电结构的第三部分之间的间距为1.5mm。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术所述低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线，通过分析天线的远场辐射特性，在保持低剖面同时，通过寄生结构的耦合作用，在水平面和垂直面，增大了
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60
°
扇区内的交叉极化比，稳定了半功率波束宽度。
[0022]本专利技术所述天线引入向下弯折的垂直金属贴片和金属柱结构，或是改变其参数，对于天线的阻抗匹配影响较小，只需进行简单的参数优化即可实现频段内良好的阻抗匹配。
附图说明
[0023]图1为本专利技术所述天线的结构示意图，其中，(a)整体结构示意图，(b)俯视图，(c)侧视图；
[0024]图2为本专利技术所述天线分解出的单极化天线结构示意图，其中，(a)整体结构示意
图，(b)侧视图；
[0025]图3为本专利技术所述天线中亏点结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低剖面低交叉极化的双极化电磁偶极子天线，其特征在于，包括两对电偶极子、两对磁偶极子(2)、馈电结构(3)、金属柱(4)和金属反射板(6)；两对电偶极子的结构相同，呈90
°
中心旋转对称；一对电偶极子为两个弯折金属贴片，包括两个水平金属贴片(1)和四个垂直金属贴片(5)；两个水平金属贴片(1)为切角正方形金属贴片，对角线共线，切角相对；两个水平金属贴片(1)与切角不相邻的两个边向下延伸形成四个垂直金属贴片(5)；金属反射板(6)呈正方形，与水平金属贴片(1)平行并留有间距，两者的边平行；两对磁偶极子(2)的结构相同，呈90
°
中心旋转对称；一对磁偶极子(2)为两个矩形金属贴片，矩形金属贴片一端连接水平金属贴片(1)的切角，另一端连接金属反射板(6)；矩形金属贴片与金属反射板(6)之间的夹角为60
°
；馈电结构(3)包括一对正交放置的Γ型馈电结构和两个SMA接头；SMA接头位于金属反射板(6)的底部，外导体连接金属反射板(6)，内导体穿过金属反射板(6)向上延伸；Γ型馈电结构分为依次连接的四部分，第一部分为与SMA接头内导体连接的矩形金属贴片，与金属反射板平行；第二部分为平行于邻近磁偶极子的梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家林，王龙杰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：