本发明专利技术公开一种集成巴伦馈电的宽带双极化印刷偶极子天线，包括金属反射板及两副双层印刷偶极子天线单元；每一副双层印刷偶极子天线单元均包括SMA接头和两介质板。通过于辐射贴片单元的双臂顶端各添加T型短路振子结构，以展宽带宽。天线由两个双层贴片结构十字交叉组成，在馈电巴伦底部采取梯形弯曲结构，提高双端口的隔离度，并便于组装。实测结果表明，天线两端口VSWR≤2的带宽均达到了66.7%(1.65-3.3GHz)，带宽内隔离度大于25dB，带内增益为4.1-8.3dBi。该双极化天线具有频带宽、尺寸小、低剖面、结构简单和质量轻优点，符合当前天线小型化、宽带化设计要求，其可应用于WCDMA、TD-CDMA等2G/3G/4G(LTE)通信标准网络中。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种集成巴伦馈电的宽带双极化印刷偶极子天线，包括金属反射板及两副双层印刷偶极子天线单元；每一副双层印刷偶极子天线单元均包括SMA接头和两介质板。通过于辐射贴片单元的双臂顶端各添加T型短路振子结构，以展宽带宽。天线由两个双层贴片结构十字交叉组成，在馈电巴伦底部采取梯形弯曲结构，提高双端口的隔离度，并便于组装。实测结果表明，天线两端口VSWR≤2的带宽均达到了66.7%(1.65-3.3GHz)，带宽内隔离度大于25dB，带内增益为4.1-8.3dBi。该双极化天线具有频带宽、尺寸小、低剖面、结构简单和质量轻优点，符合当前天线小型化、宽带化设计要求，其可应用于WCDMA、TD-CDMA等2G/3G/4G(LTE)通信标准网络中。【专利说明】一种集成巴伦馈电的宽带双极化印刷偶极子天线
本专利技术涉及天线工程
，尤其是指一种集成巴伦馈电的宽带双极化印刷偶极子天线，其具有频带宽、双极化、高隔离度优点，适用于2G/3G/LTE移动通信基站设备等无线通信领域。
技术介绍
随着无线电通信技术的快速发展，比如2G的GSM1800和GSM1900，3G (CDAM-2000、WCDMA和TD-SCDMA)和LTE这些通信系统的通信频段主要为1.7-2.8GHz。双极化天线在移动通信中应用较广泛，使用双极化天线实现极化分集技术可以抗多径衰落，降低呼损，减小干扰，并且提高通信容量。为适应多网融合的发展趋势以及通信网络的后续演进，设计多网络可共用的的天线，减少天线架设的数量，在不增加新基站的基础上实现站址共享，避免重复建设和投资。因此，近年来，宽频带、高隔离度、双极化、小型化基站天线日益受到人们的青睐。目前，从已经公开的基于对称偶极子结构的双极化天线相关资料来看，实现的形式有金属结构、印制天线以及两者相结合使用这三种实现方式。香港城市大学的Bi Qun Wu等人在 “A Broadband Dual-Polarized Magneto-Electric Dipole Antenna With SimpleFeeds” (Bi Qun Wu, and Kwa1-Man Luk, IEEE Antennas and Wireless PropagationLetters, vol.8, pp.60 - 63, 2009)提出了一种双倒L型馈电结构的±45°双极化天线，实现了 65.9%的阻抗带宽(双端口 VSWR〈2，1.7185-3.409GHz)和双端口隔离度优于36dB，整个频带内增益和方向图较为稳定。但是该天线存在一些不足，比如:馈电线与支撑柱间的距离很小，对阻抗特性影响很大，不利于安装、调试；专利号为CN 101707291，CN 103066376，CN 102117961A等专利技术专利以及CN 201584503U等实用专利均提出了带宽为1.7-2.7GHz性能良好的压铸金属结构的宽带双极化天线单元，但是这些采用金属成型结构的双极化天线重量较大，对后期的天线的支撑承重设计提出了挑战。华南理工大学的陈辉等人在“一种新颖的宽频带双极化印刷偶极子基站天线”(陈辉，薛锋章，重庆邮电大学学报(自然科学版)，第23卷第I期，2011年2月)提出的双极化印刷偶极子基站天线具有良好的带宽(双端口 VSWR〈1.5，1.63-28GHz频段)，隔离度小于_28dB，交叉极化小于_20dB，最大增益约为IldBi,但是其双倒L型馈电线仍是压铸的金属结构，并不利于集成化设计。在现有的印制偶极子双极化天线中，采用常规印制振子结构天线的带宽较窄。华南理工大学的 YueHui Cui 等人在 “A Novel Broadband Planar Antenna for 2G/3G/LTEBase Stations” (YueHui Cui, RongLin Li, Peng Wang, IEEE Transactions on Antennasand Propagation, pp.2767 - 2774, May2013)提出了一种性能优异的平面折叠印制偶极子结构的双极化基站天线，覆盖1.65 - 2.85GHz (VSWR<1.5)，单元增益为9dBi。但是该天线单元上剖面较大，不利于防风设计。偶极子结构天线是平衡结构，同轴线是不平衡结构，在设计馈电结构是需要设计性能良好的馈电巴伦，实现平衡-不平衡变换，并且有较好的阻抗匹配。因此设计高隔离度、宽频带、加工简单、易于装配、成本低廉、结构紧凑、质量轻的双极化印制偶极子双极化天线来满足移动通信技术的发展，具有重要的意义。
技术实现思路
鉴于上述技术背景，本专利技术对现有的印刷偶极子双极化天线的不足加以解决，提出了一种宽频带的加载T型短路振子结构的双层印制偶极子天线单元，以及采用该单元设计成的结构紧凑的、低剖面集成馈电巴伦的宽带双极化印刷偶极子天线。为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案: 一种集成巴伦馈电的宽带双极化印刷偶极子天线，包括金属反射板以及设置于金属反射板上的两副双层印刷偶极子天线单元；该两副双层印刷偶极子天线单元呈十字交叉相互嵌入在一起，每一副双层印刷偶极子天线单元均包括有SMA接头和两介质板，该两介质板彼此叠合形成双层介质板，双层介质板竖向设置于金属反射板上，双层介质板的外侧面印制有辐射贴片单元，该辐射贴片单元的双臂顶端各加载有T型短路振子结构，双层介质板的中间夹层印制有馈电巴伦，前述辐射贴片单元和馈电巴伦分别对应与SMA接头的外部和内芯焊接进行馈电。作为一种优选方案，所述馈电巴伦为带状线馈电巴伦。作为一种优选方案，所述馈电巴伦的底端折弯形成梯形结构。作为一种优选方案，所述两介质板上开设有通孔，塑料螺丝穿过通孔将两介质板紧固一起。作为一种优选方案，所述介质板选用介电常数为4.4、厚度为1.5mm的FR4介质板。作为一种优选方案，所述金属反射板中间开设有十字形缝隙，前述两副双层印刷偶极子天线单元插装于十字形缝隙中固定。作为一种优选方案，所述两副双层印刷偶极子天线单元高低错位设置。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知:通过在辐射贴片单元的双臂顶端各添加T型短路振子结构，使之产生高频段的谐振点以扩展天线的工作带宽，将两个采用双层介质板辐射贴片结构的线极化偶极子天线正交地嵌在一起构成双极化，梯形带状线馈电巴伦底部的S弯折结构将天线馈电点移到一侧减少了双端口的能量的耦合，提高了双端口隔离度，并且利于后期天线阵的安装。本专利技术技术原理是:微波信号由馈电巴伦传输，通过正面开缝电磁耦合到的振子双臂贴片上，再由振子臂辐射到自由空间，由馈电巴伦实现平衡-不平衡转换。目前的研究大量采用的普通结构的印制偶极子天线单元所能提供的阻抗带宽有限，并且设计成双极化天线时，由于双天线之间的耦合使得带宽很窄，本专利技术在振子双臂上端各加一段T型短路振子结构使之谐振在原来的带宽高频段产生新的谐振点，扩展天线的带宽。把带状线馈电巴伦底部弯折，形成梯形S状结构将天线馈电点移到一侧减少了双端口的能量的耦合，提闻了隔尚度。本天线所加工实物介质板材料的介电常数是4.4，双端口 VSWR≤2(1.65-3.3GHz)的阻抗带宽为66.7%，实验结果与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成巴伦馈电的宽带双极化印刷偶极子天线，其特征在于：包括金属反射板以及设置于金属反射板上的两副双层印刷偶极子天线单元；该两副双层印刷偶极子天线单元呈十字交叉相互嵌入在一起，每一副双层印刷偶极子天线单元均包括有SMA接头和两介质板，该两介质板彼此叠合形成双层介质板，双层介质板竖向设置于金属反射板上，双层介质板的外侧面印制有辐射贴片单元，该辐射贴片单元的双臂顶端各加载有T型短路振子结构，双层介质板的中间夹层印制有馈电巴伦，前述辐射贴片单元和馈电巴伦分别对应与SMA接头的外部和内芯焊接进行馈电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：葛悦禾，王灿，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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