一种双极化天线及具有该双极化天线的MIMO天线制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双极化天线，所述天线包括介质基板、第一馈线、第二馈线、附着在介质基板一表面的金属片，所述第一馈线及第二馈线均通过耦合方式馈入所述金属片，所述金属片上镂空有微槽结构以在金属片上形成金属走线，所述天线预设有供电子元件嵌入的空间。根据本实用新型专利技术的双极化天线，通过在天线上设置供电子元件嵌入的空间，并通过改变嵌入的电子元件的性能对天线的性能进行微调，设计出满足适应性及通用性要求的天线。另外本实用新型专利技术还涉及一种具有多个上述双极化天线的MIMO天线。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信领域，具体地，涉及一种双极化天线及具有该双极化天线的MIMO天线。
技术介绍
双极化天线是一种新型天线技术，传统的双极化天线是通过组合了 +45° 和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量；一般GSM数字移动通信网的定向基站(三扇区)要使用9根天线，每个扇形使用3根天线(空间分集，一发两收)，如果使用双极化天线，每个扇形只需要1根天线；同时由于在双极化天线中，士45°的极化正交性可以保证+45° 和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(》30dB)，因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm ；另外，双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。如果使用双极化天线，由于双极化天线对架设安装要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直径 20cm的铁柱，将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可，从而节省基建投资，同时使基站布局更加合理，基站站址的选定更加容易。天线在不同的产品中工作的环境及电磁特性存在较大的差异性，将会导致天线性能在设计和使用中存在较大的差异，所以要求设计出的天线必须具有较强的适应性及通用性。综上所述，原有的技术在使用中将就会遇到通用性及性能差异性的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是，针对天线在不同产品中工作环境及电磁特性存在较大的差异性，导致天线性能在设计和使用中存在较大的差异，提供一种双极化天线，该天线具有较强的适应性及通用性。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种双极化天线，所述天线包括介质基板、第一馈线、第二馈线、附着在介质基板一表面的金属片，所述第一馈线及第二馈线均通过耦合方式馈入所述金属片，所述金属片上镂空有微槽结构以在金属片上形成金属走线，所述天线预设有供电子元件嵌入的空间。进一步地，所述空间设置在第一馈线、第二馈线、第一馈线与金属片之间、第二馈线与金属片之间及金属片这五个位置的至少一个上。进一步地，所述空间设置在金属片上的金属走线上。进一步地，所述空间设置在微槽结构上，且连接微槽结构两侧的金属走线。进一步地，所述电子元件为感性电子元件、容性电子元件或者电阻。进一步地，所述空间为形成在所述天线上的焊盘。进一步地，所述感性电子元件电感值的范围在0_5uH之间。进一步地，所述容性电子元件电容值的范围在0_2pF之间。3进一步地，所述微槽结构为互补式开口谐振环结构、互补式螺旋线结构、开口螺旋环结构、双开口螺旋环结构以及互补式弯折线结构中的一种。实施本专利技术的双极化天线，相对于现有的天线，具有以下有益效果通过在第一馈线、第二馈线、第一馈线与金属片之间、第二馈线与金属片之间及金属片这五个位置的至少一个上设置供电子元件嵌入的空间，可以通过改变嵌入的电子元件的性能对天线的性能进行微调，设计出满足适应性及通用性的要求的天线。本专利技术所要解决的另一个问题是提供一种MIMO天线。本专利技术解决上述技术问题所采用的方案是一种MIMO天线，所述MIMO天线包括多个上述的双极化天线。根据本专利技术的MIMO天线，除了具备双极化天线本身的特点外，还具有很高的隔离度，多个天线之间的抗干扰能力强。附图说明图1是本专利技术的双极化天线结构示意图；图2是本专利技术的双极化天线第一实施例的结构示意图；图3是本专利技术的双极化天线第二实施例的结构示意图；图4是本专利技术的双极化天线第三实施例的结构示意图；图5是本专利技术的双极化天线第四实施例的结构示意图；图6是本专利技术的双极化天线第五实施例的结构示意图；图7a为互补式开口谐振环结构的示意图；图7b所示为互补式螺旋线结构的示意图；图7c所示为开口螺旋环结构的示意图；图7d所示为双开口螺旋环结构的示意图；图7e所示为互补式弯折线结构的示意图；图8a为图7a所示的互补式开口谐振环结构其几何形状衍生示意图；图8b为图7a所示的互补式开口谐振环结构其扩展衍生示意图；图9a为三个图7a所示的互补式开口谐振环结构的复合后的结构示意图；图9b为两个图7a所示的互补式开口谐振环结构与图7b所示为互补式螺旋线结构的复合示意图；图10为四个图7a所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。具体实施方式为了更好的描述本专利技术的双极化天线的结构，图1采用透视图画法，如图1所示， 本专利技术的所述双极化天线100包括介质基板1、第一馈线2、第二馈线3、附着在介质基板1 一表面的金属片4，所述第一馈线2及第二馈线3均通过耦合方式馈入所述金属片4，所述金属片上镂空有微槽结构41以在金属片上形成金属走线42，所述天线100预设有供电子元件嵌入的空间6。图1至图6中，金属片4上的画剖面线的部分为金属走线42，金属片4上的空白部分(镂空的部分)表示微槽结构41。另外，第一馈线2与第二馈线3也用剖面线表不。4第一馈线2与第二馈线3均围绕金属片4设置以实现信号耦合。另外金属片4与第一馈线2与第二馈线3可以接触，也可以不接触。当金属片4与第一馈线2接触时，第一馈线2与金属片4之间感性耦合；当金属片4与第一馈线2不接触时，第一馈线2与金属片 4之间容性耦合。同样，当金属片4与第二馈线3接触时，第二馈线3与金属片4之间感性耦合；当金属片4与第二馈线3不接触时，第二馈线3与金属片 4之间容性耦合。本专利技术中的所述微槽结构41可以是图7a所示的互补式开口谐振环结构、图7b所示的互补式螺旋线结构、图7c所示的开口螺旋环结构、图7d所示的双开口螺旋环结构、图 7e所示的互补式弯折线结构中的一种或者是通过前面几种结构衍生、复合或组阵得到的微槽结构。衍生分为两种，一种是几何形状衍生，另一种是扩展衍生，此处的几何形状衍生是指功能类似、形状不同的结构衍生，例如由方框类结构衍生到曲线类结构、三角形类结构及其它不同的多边形类结构；此处的扩展衍生即在图7a至图7e的基础上开设新的槽以形成新的微槽结构；以图7a所示的互补式开口谐振环结构为例，图8a为其几何形状衍生示意图，图8b为其几何形状衍生示意图。此处的复合是指，图7a至图7e的微槽结构多个叠加形成一个新的微槽结构，如图9a所示，为三个图7a所示的互补式开口谐振环结构复合后的结构示意图；如图9b所示，为两个图7a所示的互补式开口谐振环结构与图7b所示为互补式螺旋线结构共同复合后的结构示意图。此处的组阵是指由多个图7a至图7e所示的微槽结构在同一金属片上阵列形成一个整体的微槽结构，如图10所示，为多个如图7a所示的互补式开口谐振环结构组阵后的结构示意图。以下均以图7c所示的开口螺旋环结构为例阐述本专利技术。我们知道，通过改变馈线的馈电位置可以得到不同极化方式的天线，因此，本专利技术中，通过改变第一馈线与第二馈线馈电位置可以得到双极化天线。优选地，第一馈线的馈电方式为水平极化，第二馈线的馈电方式为垂直极化，每种极化方式根据不同的需要可以实现如下功能，例如，有以下几种情况(1)水平极化与垂直极化中的一种极化方式只用于接收电磁波，另一种极化方式用于发射电磁波。(2)水平极化与垂直极化中的一种极化方式只用于接收电磁波，另一种极化方式用于发射和接收电磁波。(3)水平极化与垂直极化中的两种极化方式均用于发射和接收电磁波。下面分五个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双极化天线，其特征在于，所述天线包括介质基板、第一馈线、第二馈线、附着在介质基板一表面的金属片，所述第一馈线及第二馈线均通过耦合方式馈入所述金属片，所述金属片上镂空有微槽结构以在所述金属片上形成金属走线，所述天线预设有供电子元件嵌入的空间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，徐冠雄，杨松涛，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94