适用于无线局域网的双极化天线制造技术

本实用新型专利技术为适用于无线局域网的双极化天线，本天线2层介质板和接地板为相同的正方形重叠固连。第一层介质板上表面为位于中心的金属辐射贴片。在2层介质板间有分别位于正方形相邻两边相互垂直的2个微带馈线。金属辐射贴片四边有对称的凸出矩形。接地板有以中心为对称的4个十字形槽。本实用新型专利技术结构简单，厚度小，保证性能指标提高的同时天线明显小型化，便于调整天线参数，可操作性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及天线
,具体是一种适用于无线局域网(Wireless LocalArea Network,简称WLAN)的双极化天线。
技术介绍
无线局域网(Wireless Local Area Network简称为WLAN)是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，客户服务器通过笔记本电脑、掌上电脑(PDA)等终端，以WLAN随时接入互联网和企业网；是基于IEEE802. Ilg标准，它使用无线电波作为数据传送的媒介，传送距离一般为几十米；无线局域网的主干网络通常使用电缆连接，无线局域网的用户电脑通过一个或很多个无线访问节点(Acces s Points，简称AP)接入无线局域网。显然，在 无线局域网中天线是传送无线电波的关键元件之一。随着通信技术的飞速发展，无线通信日益走向宽频高速率多媒体的应用，频谱资源严重不足的问题日益严重，如何有效的利用相对贫乏的频谱资源，提供高质量高速率的信息已成为当前应用工程上急需解决的首要问题。如今现有移动设备的天线基本附着在独立的天线支架表面，为了使天线具备良好的辐射性能，内置天线在移动设备内需要占据一定的空间，同时天线性能受其周围环境的影响很大，尤其现在移动设备的发展日趋小型化，留给天线布局的空间越来越小。如今印刷电路板(PCB)印刷的内置天线逐渐成为WLAN天线的主流，双极化技术更是解决上述问题的最好办法，它使无线电波在垂直极化和水平极化传播，此二极化波成为互不干扰的通讯载波。双极化天线就是把垂直极化和水平极化两个接收天线制作于单一天线体中，通过极化分集接收来达到空间分集接收效果，即此类天线可以在一个带宽内同时接收两种信号。双极化天线作为微带天线的重要组成部分，它继承了微带天线的馈电方式和极化形式的多样性及馈电网络、有源电路集成一体化等优点，而且其本身具有低剖面结构，可以方便实现与其他载体共形，大大拓展带宽，基于其具有上述优点，双极化天线已成为当前微带天线研究的主角。但由于微带贴片天线本身所固有的带宽窄，增益低等缺点，所以在设计双极化天线时表现得相当复杂。尤其在实际工程中，使用天线时往往对天线的极化特性提出很高的要求，需要考虑到天线增益、阻抗匹配、尺寸大小与极化耦合等问题，使其实际应用受到限制。这也成为当前微带天线技术研究的重点。各种应用于WLAN的双极化天线的设计相继出现。比如公告号为CN201754429的中国技术专利“双极化微带天线”公开了用于无线通讯网的双极化天线，其基板的两个表面上配置馈入线和辐射单元，因此厚度较高和尺寸较大，难以满足当前对天线小型化和高集成度要求，另外其隔离度也不够高。另外还有申请号为200610034445. 7的中国技术专利申请“超薄双极化微带天线”、申请号为200920262436. 2的中国技术专利“整体式双极化超薄高效微带天线”、申请号为201020520077. 9的中国技术专利“小型高增益双极化微带天线”等等，设计了不同的介质层辐射片和接地层，并在接地层上设置微槽，减小天线的体积。但是目前仍未有增益、阻抗匹配、尺寸大小与极化耦合均满足日益小型化的无线通讯移动设备要求的双极化天线设计方案。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种适用于无线局域网的双极化天线，在介质板表面的辐射贴片为特殊形状，结构紧凑、尺寸小，且频带宽、隔离度高。本技术设计适用于无线局域网的双极化天线，包括金属 辐射贴片、微带馈线、第一层介质板、第二层介质板和导电的接地板，第一层介质板、第二层介质板和接地板为相同的正方形，第一层介质板在最上层、其下为第二层介质板，接地板在底层，三层板四边重合层叠，各层相互贴合、固定连接。第一层介质板上表面为金属辐射贴片，构成辐射单元。金属辐射贴片也为正方形，且边长小于第一层介质板的边长，位于第一层介质板的中心位置。在第一层介质板和第二层介质板之间设置相互垂直的2个微带馈线，2个微带馈线分别位于正方形相邻两边的中线上。所述第一层介质板的正方形边长为L，所述金属辐射贴片的边长W为L的3/10至3/5。所述2个微带馈线在第二层介质板的边缘处各连接馈线接口，微带馈线的长度N为L的1/4至4/9，宽度η为L的1/10至1/5调整微带馈线长度优化，可以调整本天线的谐振深度。馈线长度与谐振深度成正比。所述金属辐射贴片的四个边有相同的凸出矩形，凸出矩形以所在边的中线为对称，即四边均为相同的如“凸”字上半部的折线，金属辐射贴片的特殊形状拓展了频带带宽，而且使得天线明显小型化。所述的金属辐射贴片的对称结构保证天线较高的端口隔离度和较低的交叉极化电平，而且也在一定程度上改善了天线带宽。所述金属辐射贴片的四边凸出矩形的长度M为金属辐射贴片的边长W的2/5至4/5，宽度 m 为(1/2) * (L-W)的 1/10 至 1/5。所述的接地板以中心为坐标原点，在四个象限区域内各有一个通透接地板的十字形槽，十字形槽的纵横向槽与接地板的边平行或垂直，且纵向槽与横向槽的长、宽相等，4个十字形槽以接地板中心为对称中心。十字形槽将电磁能量耦合到金属辐射贴片，十字形槽的长宽决定电磁能量耦合的强弱，耦合馈电，提高了天线两端口之间的隔离度，并展宽天线带宽，同时使得本天线进一步小型化。公共口径开在接地板上，使得微带馈线与金属辐射贴片完全隔离，可适当改变天线的辐射条件和阻抗特性，明显提高端口隔离度。所述十字形槽的纵向或横向的长度D为L的1/5至2/5，槽的外端距离接地板边缘的距离d为D的1/10至1/5，槽的宽度s为D的1/10至1/5。较佳方案为所述第一层介质板、第二层介质板和接地板的正方形边长L为42mm至 60_。本天线采用了在第一层介质板或接地板表面切割开槽的曲流技术，金属辐射贴片四边凸出部分和接地板通透的十字形槽，切断了原金属辐射贴片或接地板的表面路径，使扰动电流绕槽曲折绕行、路径变长，表面电流流向发生弯曲，电流流过路径增加，相当于在天线等效电路中增加了电流路径长度，等效于金属辐射贴片或接地片的面积增加，故本天线在降低了谐振频率、获得良好带宽的同时，缩小了天线尺寸。所述的第一层介质板为介电常数L为4. I 4. 7的单面覆铜板，金属辐射贴片为第一层介质板刻蚀后剩余的覆铜层；第二层介质板为介电常数L为4. I 4. 7的双面覆铜板，微带馈线为第二层介质板表面刻蚀后剩余的覆铜层，接地板为第二层介质板的底面覆铜层。辐射单元采用此种介质板可以展宽频带，高介电常数薄基片有利于馈电网络将电场束缚在馈线内，改善本天线的福射条件和阻抗特性。与现有技术相比，本技术适用于无线局域网的双极化天线的优点是1、采用水平和垂直双极化天线技术，该天线将具有高接收分集增益，有利于在实际应用工程中减少天线使用的数量；2、介质板使用市场上常见的耐燃覆铜板材料，具有损耗低、成本很低、低交叉极化特性、结构简单，且可方便地刻蚀加工金属辐射贴片和微带馈线，减小天线厚度；3、馈电网络与辐射贴片分别置于不同层次介质板上，获得宽频带的驻波比，2层介质板紧密贴合，二者之间无空气层，大大缩小了本天线厚度，一般厚度仅为4毫米，保证了天线小型化；4、接地板上的十字形槽和金属辐射贴片四边的凸出部分在天线等效电路中增加了电流路径长度，等效于金属辐射贴片长度的增加，在降低了谐振频本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于无线局域网的双极化天线，包括金属辐射贴片、微带馈线、第一层介质板、第二层介质板和接地板，其特征在于：第一层介质板（1）、第二层介质板（5）和接地板（4）为相同的正方形，第一层介质板（1）在最上层、其下为第二层介质板（5），接地板（4）在底层，三层板四边重合层叠，各层相互贴合、固定连接；在第一层介质板（1）上表面为金属辐射贴片（2），金属辐射贴片（2）也为正方形，且边长小于第一层介质板（1）的边长，位于第一层介质板（1）的中心位置；在第一层介质板（1）和第二层介质板（5）之间设置相互垂直的2个微带馈线（3），2个微带馈线（3）分别位于正方形相邻两边的中线上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海林，易钊，欧阳缮，胡振，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：