一种采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征在于：由称振子（1）和振子（2）十字正交对插构成，振子（1）和振子（2）均为伞形对称结构，所述的振子（2）上设有供振子（1）上的短路片（6）通过的孔（10）。本实用新型专利技术采用印制板加工组装而成，结构形式简单，馈电形式简单，在加工、安装过程中大大缩减了工序，提高了效率，非常适用于批量生产。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种化双极化天线单元，尤其是一种TD-LTE天线中使用的宽 带、高隔离、低交叉带状天线单元，具体地说是一种采用带状线结构的宽带高隔离双极化天 线单元。
技术介绍
众所周知，天线是用来辐射或接收无线电波的部件。它的基本功能是将由发射机 (或传输线)送来的高频电流(或导波)能量转变为无线电波并传送到空间；在接收端，则将 空间传来的无线电波能量转变为向接收机传送的高频电流(或导波)能量。随着3G技术的不断发展，TD-SCDMA智能天线系统中越来越趋向于使用双极化天 线阵列，在减小阵面口径便于安装架设的同时可以获取极化分集增益。极化分集技术利用 了正交极化信号间的低相关性，即要求双极化天线的极化隔离度至少在30dB以上。同时为 了保证基站天线在整个扇区内的覆盖，要求天线法向以外也具有较高的交叉极化鉴别率。 常规微带印刷振子形式的双极化天线往往法向的交叉极化鉴别率尚可，主瓣以外的区域交 叉极化瓣就迅速抬高；极化隔离度一般也就在20dB左右。目前的双极化天线主要用于A频 段1880MHz 1920MHz和B频段20IOMHz 2025MHz两个频段。而随着用户要求的不断 提高和通信技术的迅速更新，国内各界开始大力发展TD-LTE，即在TD的基础上进行长期演 进，智能天线发展的趋势是能覆盖包括A、B频段以及C频段2300MHz MOOMHz和D频 段2500MHz 2700MHz共四个频段在内的宽带天线，因此双极化天线的带宽也需要进一步 的展宽。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的双极化天线的带宽较小无法满足TD-LTE发展需 要的问题，设计一种能满足所有频段需要的采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单兀。本技术的技术方案是一种采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征在于由称振子1和 振子2十字正交对插构成，振子1和振子2均为伞形对称结构，所述的振子2上设有供振子 1上的短路片6通过的孔10。振子1由馈电巴伦3、两层印制板4、两层铜箔衬底5以及两个短路片6组成，馈电 巴伦3位于两层印制板4的中间，两层铜箔衬底5分别固定在对应的两层印制板4的表面， 每铜箔衬底5由对称的互不相连的两部分组成，两部分之间设有短路槽，两部分之间通过 穿过所述孔10的短路片6相连。振子2由馈电巴伦7、两层印制板8和两层铜箔衬底9组成，馈电巴伦7位于两层 印制板8的中间，两层铜箔衬底9分别固定在对应印制板8的外表面上，印制板8和铜箔衬 底9上均开有供所述的短路片6穿过的孔10，所述的铜箔衬底9的上部设有供振子1插入的开口，铜箔衬底9的下部相连。振子1和振子2的高度为0.观λ 0. 32 λ，底部的宽度约为0. 15 λ，振子臂总长 度为0.45 λ 0.55 λ，振子臂宽度为0. 1 λ 0.15 λ，λ为天线的波长。为了实现振子1和振子2的十字正交结构，并且连接牢固紧密，振子1开设有用于 正交插装的下开缝的宽度等于振子2的总厚度，所述的下开缝长度约为0.2 λ 0.3 λ ；振 子2上部开设有用于正交插装的上开缝，所述上开缝的宽度等于振子1的总厚度，上开缝的 长度约为0. 04 λ 0. 08 λ，所述的振子2上所开设的供振子1上的短路片6通过的用于连 接振子两臂的孔10的宽度略大于振子1的总厚度，孔10的高度与短路片6的高度相同或 略大，λ为天线的波长。振子1外侧的两层铜箔衬底5上的短路槽的宽度为0. 014 λ 0. 02 λ，所述短路 片6的位置在振子1顶部向下0. 25 λ 0. 3 λ ；振子2外侧的铜箔9上开设的供振子1插 入的开口的宽度为0.014 λ 0.02 λ，开口的长度为0.25 λ 0. 3 λ，λ为天线的波长。馈电巴伦3的底端与振子1底部平齐，中心线与振子1的中心线重合；馈电巴伦7 底端与振子2底部平齐，中心线与振子2的中心线重合；馈电巴伦3和馈电巴伦7的下部宽 段，即50欧姆馈线段的长度为0. 1 λ 0. 15 λ，宽度为0. 01 λ 0. 02 λ ；连接50欧姆馈 线段的窄段，即变换段的长度为0.1 λ 0.15 λ，宽度为0.004 λ 0.007 λ ；另一侧的窄 段，即开路段的长度为0. 15 λ 0. 2 λ，宽度为0. 004 λ 0. 007 λ ；开路段与变换段之间 的距离大于3 5倍的线宽，λ为天线的波长。馈电巴伦3向上形成一个锐角为30°的等边三角形，馈电巴伦7向下形成一个锐 角为30°的等边三角形，以方便两个馈电巴伦3和馈电巴伦7的十字正交和空间位置的错开。本技术的有益效果1)本技术采用印制板加工组装而成，结构形式简单，馈电形式简单，在加工、 安装过程中大大缩减了工序，提高了效率，非常适用于批量生产。2)通过采用带状线结构，显著改善了双极化天线单元的极化隔离度和交叉极化性 能。3)通过优化振子长度和高度、振子臂宽度、馈电巴伦各段的长度和宽度、短路线的 长度等以满足天线的带宽、扫描、极化隔离度和交叉极化鉴别率性能★本技术的双极化天线带宽接近40%;★天线单元扫描范围和工作频带内的驻波特性VSWR<3，从而保证天线单元扫描 时的增益；★天线极化隔离度性能好，(-25dB ；★ 士60°范围内交叉极化鉴别率在20dB以上。附图说明图1是本技术的双极化天线单元三维图及其结构分解结构示意图。图2是本技术的双极化天线单元中馈电巴伦3和7的相对位置关系示意图。图3是本技术的振子2的中间剖面及外侧视图。图4是本技术的振子1的中间剖面及外侧视图。图5是本技术的天线单元两个极化振子的扫描驻波曲线。图6本技术的天线单元带内极化隔离度曲线图。图7本技术的天线单元交叉极化鉴别率曲线图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1-4所示。一种采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，它由两个十字正交的伞形对 称振子1和2组成。其中振子1由馈电巴伦3、两层印制板4、两层铜箔衬底5和两个短路 贴片6组成；振子2由馈电巴伦7、两层印制板8和两层铜箔衬底9组成。振子2上开小孔 10，供振子1中的短路贴片6穿过以便与铜箔衬底5连接。图1给出了天线单元的三维示 意图以及振子1和振子2的结构分解示意图。1)本天线单元结构外形与常规微带形式的印刷振子非常相似，区别在于将微带 线结构改为带状线结构，将馈电巴伦由开放式结构改为封闭式结构，巴伦直接辐射泄漏非 常小，改善了两个振子之间的隔离度性能。2)本天线单元中为了实现两个振子结构上的十字正交，如图1所示，振子1下部 开缝，振子2上部开缝，然后进行卡位对接。两个巴伦如图2所示正交且错开。振子2上的 铜箔衬底9开短路槽，而振子1上的铜箔衬底5则必须通过短路贴片6实现短路。振子2 上的小孔10作用就是让短路贴片6通过。3)为了满足天线的宽带和宽角扫描性能，利用电磁场数值算法结合仿真技术，通 过优化设计与性能比对来达到改善天线辐射特性及S参数的目的。在优化设计阶段，重点 调整优化了振子高度、振子臂长度及臂宽和下倾角度、印刷巴伦各段的长度和宽度、短路槽 的长度和宽度等。通过这些参数的优化，最终实现满足宽带、高隔离、低交叉极化的天线性 能要求。振子1由馈电巴伦3、两层印制板4、两本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征在于：由称振子（１）和振子（２）十字正交对插构成，振子（１）和振子（２）均为伞形对称结构，所述的振子（２）上设有供振子（１）上的短路片（６）通过的孔（１０）。
【技术特征摘要】
1.一种采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征在于由称振子(1)和 振子(2)十字正交对插构成，振子(1)和振子(2)均为伞形对称结构，所述的振子(2)上设 有供振子(1)上的短路片(6)通过的孔(10)。2.根据权利要求1所述的采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征在 于振子(1)由馈电巴伦(3 )、两层印制板(4 )、两层铜箔衬底(5 )以及两个短路片(6 )组成， 馈电巴伦(3)位于两层印制板(4)的中间，两层铜箔衬底(5)分别固定在对应的两层印制板 (4)的表面，每铜箔衬底(5)由对称的互不相连的两部分组成，两部分之间设有短路槽，两部 分之间通过穿过所述孔(10)的短路片(6)相连。3.根据权利要求1所述的采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征在 于振子(2)由馈电巴伦(7)、两层印制板(8)和两层铜箔(9)组成，馈电巴伦(7)位于两层 印制板(8)相对的任一面上，两层铜箔(9)分别固定在对应印制板(8)的外表面上，印制板 (8)和铜箔衬底(9)上均开有供所述的短路片(6)穿过的孔(10)，所述的铜箔衬底(9)的上 部设有供振子(1)插入的开口，铜箔衬底(9)的下部相连。4.根据权利要求2或3所述的采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征 在于振子(1)和振子(2)的高度为0. λ 0.32 λ，底部的宽度约为0. 15 λ，振子臂总 长度为0.45 λ 0.55 λ，振子臂宽度为0.1 λ 0. 15λ，λ为天线的波长。5.根据权利要求2或3所述的采用带状线结构的宽带高隔离双极化天线单元，其特征 在于为了实现振子1和振子2的十字正交结构，并且连接牢固紧密，振子(1)开设有用于 正交插装的下开缝的宽度等于振子(2)的总厚度，所述的下开缝长度约为0.2λ 0.3λ ； 振子(2)上部开设有用于正交插装...
【专利技术属性】
技术研发人员：张赟霞，
申请(专利权)人：南京恩瑞特实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84
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