雙極化陣列天線單元及低剖面高隔離度mimo天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種雙極化陣列天線單元，包括多個(gè)輻射單元、分別與所述多個(gè)輻射單元對(duì)應(yīng)連接的第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第一饋電端口，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第二饋電端口，其中，相鄰的所述第一饋電端口之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述第二饋電端口之間采用等幅反相饋電的連接方式。本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種利用上述雙極化陣列天線單元構(gòu)成的低剖面高隔離度MIMO天線。使用本發(fā)明可以有效減小整體的外圍尺寸，制造工藝簡(jiǎn)單，且有效改善交叉極化和隔離度。
【專利說(shuō)明】雙極化陣列天線單元及低剖面高隔離度MIMO天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信基站天線領(lǐng)域，尤其涉及一種雙極化陣列天線單元及低剖面聞隔尚度MIMO天線。
【背景技術(shù)】
[0002]在移動(dòng)通信領(lǐng)域中，為了提高抗多徑干擾能力和提升通話質(zhì)量，通常會(huì)采用雙極化天線進(jìn)行極化分集接收。而在無(wú)線接入領(lǐng)域通常采用的是垂直極化+水平極化的雙極化天線構(gòu)成MIMO多通道，在數(shù)據(jù)率和分級(jí)接收效果都有明顯的優(yōu)勢(shì)，MIMO的核心概念為利用MIMO天線所提供的空間自由度來(lái)有效提升無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜效率，以提升傳輸速率并改善通信品質(zhì)。
[0003]WLAN天線由于頻率較高且相對(duì)頻率帶寬較窄，底板較小，現(xiàn)在一般振子采用巴倫等形式工藝復(fù)雜，振子高度較高，而一般的雙極化微帶天線存在隔離度不理想問(wèn)題。
[0004]例如，專利號(hào)為CN201220612873.4的中國(guó)專利公開(kāi)了一種2.4G的四單元垂直水平雙極化天線振子其采用的是L型探針耦合饋電微帶天線振子，饋電網(wǎng)絡(luò)使用雙層覆銅板設(shè)計(jì)的微帶線等幅同相網(wǎng)絡(luò)。但所采用的方式存在隔離度差(只有26dB)，組裝復(fù)雜(步驟較多)等缺點(diǎn):
[0005]隔離度:所訴天線采用的微帶天線在不采取其它措施的情況下，隔離度一般只能達(dá)到25dB左右，交叉極化只有20dB左右而饋電網(wǎng)絡(luò)為等幅同相網(wǎng)絡(luò)，對(duì)隔離沒(méi)有改善。
[0006]組裝復(fù)雜、尺寸偏大:零部件多，饋電網(wǎng)絡(luò)、L型探針、微帶貼片、底板等，在組裝過(guò)程中需要先裝饋電網(wǎng)絡(luò)在底板上、再將L型探針焊接到饋電網(wǎng)絡(luò)上(4單元8次)，安裝微帶貼片，組裝步驟太多，且導(dǎo)致尺寸偏大。
[0007]同樣的，專利號(hào)為CN201220489268.2的中國(guó)專利公開(kāi)的一種雙極化MMO天線陣也是存在相同的問(wèn)題。其振子采用巴倫結(jié)構(gòu)，振子高度約為0.25波長(zhǎng)，天線高度相對(duì)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種雙極化陣列天線單元及低剖面高隔離度MMO天線，以克服現(xiàn)有技術(shù)的WLAN MMO天線中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的小互耦、寬帶寬、小尺寸、性能不穩(wěn)定等問(wèn)題，減少天線的尺寸，減少天線的零部件數(shù)量，提高天線的交叉極化比、隔離度指標(biāo)，提升產(chǎn)品生產(chǎn)一致性。。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種雙極化陣列天線單元，包括多個(gè)輻射單元、分別與所述多個(gè)輻射單元對(duì)應(yīng)連接的第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第一饋電端口，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第二饋電端口，其中，相鄰的所述第一饋電端口之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述第二饋電端口之間采用等幅反相饋電的連接方式。
[0010]進(jìn)一步的，所述雙極化陣列天線單元為1*N的線性陣列單元，所述多個(gè)輻射單元為N個(gè)，其中，所述N為大于等于2的偶數(shù)。
[0011]進(jìn)一步的，所述N為2、4、6或8。
[0012]進(jìn)一步的，當(dāng)所述N等于2時(shí)，位于所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述第二饋電端口與另一側(cè)的所述第二饋電端口相位差為半個(gè)波長(zhǎng)；當(dāng)所述N大于2時(shí)，位于所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述第二饋電端口與另一側(cè)的所述第二饋電端口相位差為一個(gè)波長(zhǎng)。
[0013]進(jìn)一步的，所述雙極化陣列天線單元為采用垂直+水平極化方式的天線單元，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)為水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)為垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一饋電端口為水平饋電端口，所述第二饋電端口為垂直饋電端口。
[0014]進(jìn)一步的，位于所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述水平饋電端口間采用等幅同相串饋的連接方式，位于所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述水平饋電端口與另一側(cè)的所述水平饋電端口之間采用等幅同相并饋的連接方式；位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述垂直饋電端口間采用等幅反相并饋的連接方式，位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述垂直饋電端口與另一側(cè)的所述垂直饋電端口之間采用等幅反相并饋的連接方式。
[0015]進(jìn)一步的，所述雙極化陣列天線單元為采用±45°極化方式的天線單元，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)為+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)為-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一饋電端口為+45°饋電端口，所述第二饋電端口為-45°饋電端口。
[0016]進(jìn)一步的，位于所述+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述+45°饋電端口間采用等幅同相串饋的連接方式，位于所述+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述+45°饋電端口與另一側(cè)的所述+45°饋電端口之間采用等幅同相并饋的連接方式；位于所述-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述-45°饋電端口間采用等幅反相并饋的連接方式，位于所述-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述-45°饋電端口與另一側(cè)的所述-45°饋電端口之間采用等幅反相并饋的連接方式。
[0017]進(jìn)一步的，所述雙極化陣列天線單元為一體化天線單元，所述多個(gè)輻射單元、第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)通過(guò)鋁合金沖壓成一體。
[0018]進(jìn)一步的，每一個(gè)所述輻射單元為正方形金屬片，且邊長(zhǎng)為0.5個(gè)波長(zhǎng)。
[0019]本發(fā)明還提供一種低剖面高隔離度MMO天線，其特征在于，包括底板、射頻連接器、多個(gè)寄生單元以及如權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的雙極化陣列天線單元，所述射頻連接器設(shè)于所述底板的底面，所述雙極化陣列天線單元設(shè)于所述底板的表面，所述多個(gè)寄生單元分別對(duì)應(yīng)連接所述雙極化陣列天線單元的多個(gè)輻射單元。
[0020]進(jìn)一步的，所述多個(gè)寄生單元、雙極化陣列天線單元和底板通過(guò)金屬支撐柱實(shí)現(xiàn)連接及固定。
[0021 ] 進(jìn)一步的，所述雙極化陣列天線單元與底板的距離為0.02?0.05波長(zhǎng)，所述雙極化陣列天線單元與所述多個(gè)寄生單元的距離為0.05?0.10波長(zhǎng)。
[0022]進(jìn)一步的，所述雙極化陣列天線單元的第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)上的饋電點(diǎn)分別通過(guò)與所述底板上的接頭焊接饋電。
[0023]進(jìn)一步的，每一個(gè)所述寄生單元為鋁合金圓片，采用鋁合金沖壓成型，且直徑為
0.4波長(zhǎng)。[0024]使用本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]1、本發(fā)明所訴雙極化陣列天線單元以及天線采用饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射單元一體化、雙極化設(shè)計(jì)方案，所涉產(chǎn)品具有零部件少、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)；
[0026]2、本發(fā)明所訴雙極化陣列天線單元以及天線的兩個(gè)極化的饋電網(wǎng)絡(luò)中第一饋電端口間采用等幅同相饋電，第二饋電端口間則采用等幅反相饋電；因此，對(duì)任一天線單元而言均可找到相鄰天線單元組合工作，使得激勵(lì)的主極化輻射同向疊加，同時(shí)交叉極化輻射反向抵消，這樣傳輸系數(shù)S21很低，改善了交叉極化和隔離度；
[0027]3、采用同相串饋+并饋技術(shù)方法與傳統(tǒng)的并饋饋電技術(shù)方法在WLAN天線上主要的優(yōu)勢(shì)在于減少尺寸，同時(shí)減少了線路輻射對(duì)于天線的影響；
[0028]4、采用同相串饋+并饋技術(shù)方法的饋電網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的并饋饋電技術(shù)方法的相比，饋電網(wǎng)絡(luò)占用的面積可減少約一半。
[0029]采用本專利所涉及的錯(cuò)位倒相饋電技術(shù)方法與傳統(tǒng)的等幅同相饋電技術(shù)相比可提升天線的隔離度以及交叉極化比。采用錯(cuò)位倒相饋電技術(shù)方法可以將WLAN天線的隔離度提升到35dB以上，軸向交叉極化比在30dB以上，±60°交叉極化比在20dB以上，遠(yuǎn)優(yōu)于移動(dòng)通信的要求。本專利主要適用于無(wú)線接入系統(tǒng)的頻段(2.4G頻段、5.SG頻段)，同時(shí)也適用于相對(duì)帶寬不超過(guò)20%的雙極化微帶天線本專利所訴天線為垂直+水平的極化方式，也可用于±45°極化的雙極化天線。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為圖1所示的雙極化陣列天線單元的水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為圖1所示的雙極化陣列天線單元的垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為圖1所示的雙極化陣列天線單元的單個(gè)輻射單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8為本發(fā)明第五實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖9為本發(fā)明提供的一種低剖面高隔離度MMO天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖10為圖9所示的低剖面高隔離度MMO天線的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖11為圖9所示的低剖面高隔離度MIMO天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖
[0041]圖12為圖9所示的低剖面高隔離度MMO天線的寄生單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0043]本發(fā)明提供了一種雙極化陣列天線單元以及帶有該雙極化陣列天線單元的低剖面高隔離度MMO天線，該雙極化陣列天線單元包括多個(gè)輻射單元、分別與所述多個(gè)輻射單元對(duì)應(yīng)連接的第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第一饋電端口，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第二饋電端口，其中，相鄰的所述第一饋電端口之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述第二饋電端口之間采用等幅反相饋電的連接方式。該雙極化陣列天線單元為1*N的線性陣列單元，所述多個(gè)輻射單元為N個(gè)，其中，所述N為大于等于2的偶數(shù)，例如，所述N可為2、4、6或8。另外，所述雙極化陣列天線單元為一體化天線單元，所述多個(gè)輻射單元、第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)通過(guò)鋁合金沖壓成一體。
[0044]現(xiàn)結(jié)合圖1?10的多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的雙極化陣列天線單元以及低剖面高隔離度MIMO天線進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0045]參考圖1，為本發(fā)明第一實(shí)施例，公開(kāi)了一種四單元的雙極化陣列天線單元10，且本實(shí)施例的雙極化陣列天線單元為采用垂直+水平極化方式的天線單元，該天線單元為1*4的線性陣列單元，其包括四個(gè)輻射單元11、分別與所述四個(gè)輻射單元11對(duì)應(yīng)連接的水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12和垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13，所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12與所述四個(gè)輻射單元連接的四個(gè)饋電端口為水平饋電端口 121，所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13與所述四個(gè)輻射單元連接的四個(gè)饋電端口為垂直饋電端口 131。所述四個(gè)輻射單元11、水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12和垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13通過(guò)鋁合金沖壓成型的一體化天線單元。每一個(gè)所述輻射單元11為正方形金屬片，邊長(zhǎng)為0.5個(gè)波長(zhǎng)，所述四個(gè)輻射單元11以邊長(zhǎng)正對(duì)邊長(zhǎng)的方式排列成線性陣列，如圖4所示。
[0046]其中，相鄰的所述水平饋電端口 121之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述垂直饋電端口 131之間采用等幅反相饋電的連接方式。
[0047]具體的，結(jié)合I和圖2所示，所述四個(gè)輻射單元11包括第一輻射單元11a、第二輻射單元lib、第三輻射單元Ilc以及第四輻射單元lld，在所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12中，所述水平饋電端口 121包括第一水平饋電端口 121a、第二水平饋電端口 121b、第三水平饋電端口 121c以及第四水平饋電端口 121d。所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12分別通過(guò)所述第一水平饋電端口 121a與所述第一福射單元Ila連接,通過(guò)第二水平饋電端口 121b與第二福射單元Ilb連接，通過(guò)第三水平饋電端口 121c與第三輻射單元Ilc連接以及通過(guò)第四水平饋電端口 121d與第四輻射單元Ild連接。其中，所述第一水平饋電端口 121a、第二水平饋電端口 121b、第三水平饋電端口 121c以及第四水平饋電端口 121中任意相鄰的兩個(gè)為等幅同相饋電連接，例如，在本實(shí)施例中，若所述第一水平饋電端口 121a的饋電相位為90°，那么，所述第二水平饋電端口 121b、第三水平饋電端口 121c以及第四水平饋電端口 121d的饋電相位均為90°。
[0048]另外，所述第一水平饋電端口 121a和第二水平饋電端口 121b位于水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12的饋電點(diǎn)122的一側(cè)，第三水平饋電端口 121c以及第四水平饋電端口 121d位于饋電點(diǎn)122的另一側(cè)，其中，所述第一水平饋電端口 121a和第二水平饋電端口 121b之間采用等幅同相串饋的連接方式，所述第三水平饋電端口 121c以及第四水平饋電端口 121d也采用等幅同相串饋的連接方式。而位于所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12的饋電點(diǎn)122的一側(cè)的所述第一水平饋電端口 121a、第二水平饋電端口 121b和位于所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12的饋電點(diǎn)122的另一側(cè)的所述第三水平饋電端口 121c、第四水平饋電端口 121d之間采用等幅同相并饋的連接方式。
[0049]結(jié)合I和圖3所示，在所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13中，所述垂直饋電端口 131包括第一垂直饋電端口 131a、第二垂直饋電端口 131b、第三垂直饋電端口 131c以及第四垂直饋電端口 131d。所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13分別通過(guò)所述第一垂直饋電端口 131a與所述第一福射單元Ila連接,通過(guò)第二垂直饋電端口 131b與第二福射單元Ilb連接,通過(guò)第三垂直饋電端口 131c與第三輻射單元Ilc連接以及通過(guò)第四垂直饋電端口 131d與第四輻射單元Ild連接。其中,所述第一垂直饋電端口 131a、第二垂直饋電端口 131b、第三垂直饋電端口131c以及第四垂直饋電端口 131中任意相鄰的兩個(gè)為等幅反相饋電連接，例如，在本實(shí)施例中，若所述第一垂直饋電端口 131a的饋電相位為0°，那么，所述第二垂直饋電端口 131b的饋電相位為180，第三垂直饋電端口 131c的饋電相位為360° (等效為0° )以及第四垂直饋電端口 131d的饋電相位為540° (等效為180° )。
[0050]另外，所述第一垂直饋電端口 131a和第二垂直饋電端口 131b位于垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13的饋電點(diǎn)132的一側(cè)，第三垂直饋電端口 131c以及第四垂直饋電端口 131d位于饋電點(diǎn)132的另一側(cè)，其中，所述第一垂直饋電端口 131a和第二垂直饋電端口 131b之間采用等幅反相并饋的連接方式，所述第三垂直饋電端口 131c以及第四垂直饋電端口 131d也采用等幅反相并饋的連接方式。而位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13的饋電點(diǎn)132的一側(cè)的所述第一垂直饋電端口 131a、第二垂直饋電端口 131b和位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13的饋電點(diǎn)132的另一側(cè)的所述第三垂直饋電端口 131c、第四垂直饋電端口 131d之間則采用等幅反相并饋的連接方式。
[0051]在本實(shí)施例中，由于所述雙極化陣列天線單元10的水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)12的水平端口 121間采用等幅同相饋電，而垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)13的垂直端口 131間采用等幅反相饋電(即錯(cuò)位倒相饋電)。因此，對(duì)于任一輻射單元11而言均可找到相鄰輻射單元組合工作，使得激勵(lì)的主極化輻射同向疊加，同時(shí)交叉極化輻射反向抵消，這樣傳輸系數(shù)S21很低，改善了交叉極化和隔離度。比如與垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)連接中，輻射單元可以簡(jiǎn)化為電流矢量，可分為本極化分量以及異極化分量，由于輻射單元饋電位置相反的，因此造成本極化分量疊加，異極化分量反向相消，提升天線的極化純度，減少兩端口的互耦，從而達(dá)到改善交叉極化比提高隔離度的目的。
[0052]參考圖5，為本發(fā)明第二實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施例公開(kāi)的雙極化陣列天線單元20與圖1所示的第一實(shí)施例的四單元的雙極化陣列天線單元10結(jié)構(gòu)相似，不同的是，本實(shí)施例的雙極化陣列天線單元為八單元的雙極化陣列天線單元，即天線單元為1*8的線性陣列單元，其包括八個(gè)輻射單元21、分別與所述八個(gè)輻射單元21對(duì)應(yīng)連接的水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)22和垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)23，所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)22與所述八個(gè)輻射單元連接的八個(gè)饋電端口為水平饋電端口 221，所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)23與所述八個(gè)輻射單元連接的八個(gè)饋電端口為垂直饋電端口 231。所述八個(gè)輻射單元21、水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)22和垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)23通過(guò)鋁合金沖壓成型的一體化天線單元。
[0053]其中，相鄰的所述水平饋電端口 221之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述垂直饋電端口 231之間采用等幅反相饋電的連接方式。
[0054]所述八個(gè)輻射單元21和水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)22、垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)23的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系以及所述水平饋電端口 221、垂直饋電端口 231的位置關(guān)系與圖1所示的第一實(shí)施例的雙極化陣列天線單元10基本一致，在此省略詳細(xì)描述。
[0055]參考圖6，為本發(fā)明第三實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施例公開(kāi)的雙極化陣列天線單元30與圖1所示的第一實(shí)施例的四單元的雙極化陣列天線單元10結(jié)構(gòu)相似，不同的是，本實(shí)施例的雙極化陣列天線單元為二單元的雙極化陣列天線單元，即天線單元為1*2的線性陣列單元，其包括兩個(gè)輻射單元31、分別與所述兩個(gè)輻射單元31對(duì)應(yīng)連接的水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)32和垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)33，所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)32與所述兩個(gè)輻射單元連接的兩個(gè)饋電端口為水平饋電端口 321，所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)33與所述兩個(gè)輻射單元連接的兩個(gè)饋電端口為垂直饋電端口 331。所述兩個(gè)輻射單元31、水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)32和垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)33通過(guò)鋁合金沖壓成型的一體化天線單元。
[0056]其中，相鄰的所述水平饋電端口 321之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述垂直饋電端口 331之間采用等幅反相饋電的連接方式。
[0057]所述兩個(gè)輻射單元31和水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)32、垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)33的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系以及所述水平饋電端口 321、垂直饋電端口 331的位置關(guān)系與圖1所示的第一實(shí)施例的雙極化陣列天線單元10基本一致，不同的是，位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)33的饋電點(diǎn)332 一側(cè)的垂直饋電端口 331a與另一側(cè)的垂直饋電端口 331b相位差為半個(gè)波長(zhǎng)而非一個(gè)波長(zhǎng)。
[0058]參考圖7，為本發(fā)明第四實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施例公開(kāi)的雙極化陣列天線單元40與圖1所示的第一實(shí)施例的四單元的雙極化陣列天線單元10結(jié)構(gòu)相似，不同的是，實(shí)施例公開(kāi)的雙極化陣列天線單元40為采用±45°極化方式的天線單元，該天線單元也為1*4的線性陣列單元，其包括四個(gè)輻射單元41、分別與所述四個(gè)輻射單元41對(duì)應(yīng)連接的+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)42和-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)43，所述+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)42與所述四個(gè)輻射單元連接的四個(gè)饋電端口為+45°饋電端口 421，所述-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)43與所述四個(gè)輻射單元連接的四個(gè)饋電端口為-45°饋電端口 431。所述四個(gè)輻射單元41、+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)42和-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)43通過(guò)鋁合金沖壓成型的一體化天線單元。
[0059]其中，相鄰的所述+45°饋電端口 421之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述-45°饋電端口 431之間采用等幅反相饋電的連接方式。
[0060]所述四個(gè)輻射單元41和+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)42、-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)43的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系以及所述+45饋電端口 421、-45°饋電端口 431的位置關(guān)系與圖1所示的第一實(shí)施例的雙極化陣列天線單元10基本一致，在此省略詳細(xì)描述。
[0061]參考圖8，為本發(fā)明第五實(shí)施例的雙極化陣列天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該天線單元也為1*4的線性陣列單元，其包括四個(gè)輻射單元51、分別與所述四個(gè)輻射單元51對(duì)應(yīng)連接的+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)52和-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)53，所述+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)52與所述四個(gè)輻射單元連接的四個(gè)饋電端口為+45°饋電端口 521，所述-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)53與所述四個(gè)輻射單元連接的四個(gè)饋電端口為-45°饋電端口 531。所述四個(gè)輻射單元51、+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)52和-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)53通過(guò)鋁合金沖壓成型的一體化天線單元。
[0062]本實(shí)施例公開(kāi)的雙極化陣列天線單元50與圖7所示的第四實(shí)施例的四單元的雙極化陣列天線單元40結(jié)構(gòu)相似，不同的是，第四實(shí)施例的四單元的雙極化陣列天線單元40的四個(gè)輻射單元41以邊長(zhǎng)正對(duì)邊長(zhǎng)的方式排列成線性陣列，而本實(shí)施例公開(kāi)的雙極化陣列天線單元50的四個(gè)輻射單元51以角正對(duì)角的方式排列成線性陣列。
[0063]其中，相鄰的所述+45°饋電端口 521之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述-45°饋電端口 531之間采用等幅反相饋電的連接方式。[0064]所述四個(gè)輻射單元51和+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)52、-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)53的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系以及所述+45饋電端口 521、-45°饋電端口 531的位置關(guān)系與圖1所示的第一實(shí)施例的雙極化陣列天線單元10基本一致，在此省略詳細(xì)描述。
[0065]參考圖9?12，為本發(fā)明一種實(shí)施例的低剖面高隔離度MMO天線，包括底板1、射頻連接器6、多個(gè)寄生單元3以及雙極化陣列天線單元2，所述射頻連接器6設(shè)于所述底板I的底面，所述雙極化陣列天線單元2設(shè)于所述底板I的表面，所述多個(gè)寄生單元3分別對(duì)應(yīng)連接所述雙極化陣列天線單元2的多個(gè)輻射單元。所述雙極化陣列天線單元2的兩種極化方向的饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)分別通過(guò)與所述底板I上的接頭Ia焊接饋電，如圖11所示。
[0066]具體的，每一個(gè)所述寄生單元3為鋁合金圓片，采用鋁合金沖壓成型，且直徑為
0.4波長(zhǎng)，如圖12所示。且每一個(gè)寄生單元3、雙極化陣列天線單元2和底板I通過(guò)金屬支撐柱4、5實(shí)現(xiàn)連接及固定，如圖10所示。其中，所述雙極化陣列天線單元2與底板I的距離為0.02?0.05波長(zhǎng)，所述雙極化陣列天線單元2與每一個(gè)寄生單元3的距離為0.05?
0.10波長(zhǎng)。因此，天線高度在不計(jì)算外罩的情況下只有0.1波長(zhǎng)左右，遠(yuǎn)低于一般天線振子的0.25波長(zhǎng)。
[0067]具體的，所述雙極化陣列天線單元2可為上述任意實(shí)施例所描述的雙極化陣列天線單元，例如，在本實(shí)施例的MIMO天線中，所述雙極化陣列天線單元2采用了圖1所示的第一實(shí)施例的四單元的雙極化陣列天線單元10。但可以理解的,在本實(shí)施例的MIMO天線中，也可采用其他實(shí)施例的雙極化陣列天線單元。
[0068]綜上所述，使用本發(fā)明具有以下有益效果:
[0069]1、本發(fā)明所訴雙極化陣列天線單元以及天線采用饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射單元一體化、雙極化設(shè)計(jì)方案，所涉產(chǎn)品具有零部件少、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)；
[0070]2、本發(fā)明所訴雙極化陣列天線單元以及天線的兩個(gè)極化的饋電網(wǎng)絡(luò)中第一饋電端口間采用等幅同相饋電，第二饋電端口間則采用等幅反相饋電；因此，對(duì)任一天線單元而言均可找到相鄰天線單元組合工作，使得激勵(lì)的主極化輻射同向疊加，同時(shí)交叉極化輻射反向抵消，這樣傳輸系數(shù)S21很低，改善了交叉極化和隔離度；
[0071]3、采用同相串饋+并饋技術(shù)方法與傳統(tǒng)的并饋饋電技術(shù)方法在WLAN天線上主要的優(yōu)勢(shì)在于減少尺寸，同時(shí)減少了線路輻射對(duì)于天線的影響；
[0072]4、采用同相串饋+并饋技術(shù)方法的饋電網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的并饋饋電技術(shù)方法的相比，饋電網(wǎng)絡(luò)占用的面積可減少約一半。
[0073]采用本專利所涉及的錯(cuò)位倒相饋電技術(shù)方法與傳統(tǒng)的等幅同相饋電技術(shù)相比可提升天線的隔離度以及交叉極化比。采用錯(cuò)位倒相饋電技術(shù)方法可以將WLAN天線的隔離度提升到35dB以上，軸向交叉極化比在30dB以上，±60°交叉極化比在20dB以上，遠(yuǎn)優(yōu)于移動(dòng)通信的要求。本專利主要適用于無(wú)線接入系統(tǒng)的頻段(2.4G頻段、5.SG頻段)，同時(shí)也適用于相對(duì)帶寬不超過(guò)20%的雙極化微帶天線本專利所訴天線為垂直+水平的極化方式，也可用于±45°極化的雙極化天線。
[0074]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙極化陣列天線單元，其特征在于，包括多個(gè)輻射單元、分別與所述多個(gè)輻射單元對(duì)應(yīng)連接的第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第一饋電端口，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)與所述多個(gè)輻射單元連接的多個(gè)饋電端口為第二饋電端口，其中，相鄰的所述第一饋電端口之間采用等幅同相饋電的連接方式，相鄰的所述第二饋電端口之間采用等幅反相饋電的連接方式。
2.如權(quán)利要求1所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，所述雙極化陣列天線單元為1*N的線性陣列單元，所述多個(gè)輻射單元為N個(gè)，其中，所述N為大于等于2的偶數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，所述N為2、4、6或8。
4.如權(quán)利要求2所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，當(dāng)所述N等于2時(shí)，位于所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述第二饋電端口與另一側(cè)的所述第二饋電端口相位差為半個(gè)波長(zhǎng)；當(dāng)所述N大于2時(shí)，位于所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述第二饋電端口與另一側(cè)的所述第二饋電端口相位差為一個(gè)波長(zhǎng)。
5.如權(quán)利要求1所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，所述雙極化陣列天線單元為采用垂直+水平極化方式的天線單元，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)為水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)為垂直極 化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一饋電端口為水平饋電端口，所述第二饋電端口為垂直饋電端口。
6.如權(quán)利要求5所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，位于所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述水平饋電端口間采用等幅同相串饋的連接方式，位于所述水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述水平饋電端口與另一側(cè)的所述水平饋電端口之間采用等幅同相并饋的連接方式；位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述垂直饋電端口間采用等幅反相并饋的連接方式，位于所述垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述垂直饋電端口與另一側(cè)的所述垂直饋電端口之間采用等幅反相并饋的連接方式。
7.如權(quán)利要求1所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，所述雙極化陣列天線單元為采用±45°極化方式的天線單元，所述第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)為+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)為-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)，所述第一饋電端口為+45°饋電端口，所述第二饋電端口為-45°饋電端口。
8.如權(quán)利要求7所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，位于所述+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述+45°饋電端口間采用等幅同相串饋的連接方式，位于所述+45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述+45°饋電端口與另一側(cè)的所述+45°饋電端口之間采用等幅同相并饋的連接方式；位于所述-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)同一側(cè)的所述-45°饋電端口間采用等幅反相串饋的連接方式，位于所述-45°極化饋電網(wǎng)絡(luò)的饋電點(diǎn)一側(cè)的所述-45°饋電端口與另一側(cè)的所述-45°饋電端口之間采用等幅反相并饋的連接方式。
9.如權(quán)利要求1所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，所述雙極化陣列天線單元為一體化天線單元，所述多個(gè)輻射單元、第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)通過(guò)鋁合金沖壓成一體。
10.如權(quán)利要求1所述的雙極化陣列天線單元，其特征在于，每一個(gè)所述輻射單元為正方形金屬片，且邊長(zhǎng)為0.5個(gè)波長(zhǎng)。
11.一種低剖面高隔離度MMO天線，其特征在于，包括底板、射頻連接器、多個(gè)寄生單元以及如權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的雙極化陣列天線單元，所述射頻連接器設(shè)于所述底板的底面，所述雙極化陣列天線單元設(shè)于所述底板的表面，所述多個(gè)寄生單元分別對(duì)應(yīng)連接所述雙極化陣列天線單元的多個(gè)輻射單元。
12.如權(quán)利要求10所述的低剖面高隔離度MMO天線，其特征在于，所述多個(gè)寄生單元、雙極化陣列天線單 元和底板通過(guò)金屬支撐柱實(shí)現(xiàn)連接及固定。
13.如權(quán)利要求10或11所述的低剖面高隔離度MIMO天線，其特征在于，所述雙極化陣列天線單元與底板的距離為0.02~0.05波長(zhǎng)，所述雙極化陣列天線單元與所述多個(gè)寄生單元的距離為0.05~0.10波長(zhǎng)。
14.如權(quán)利要求10所述的低剖面高隔離度MIMO天線，其特征在于，所述雙極化陣列天線單元的第一極化饋電網(wǎng)絡(luò)和第二極化饋電網(wǎng)絡(luò)上的饋電點(diǎn)分別通過(guò)與所述底板上的接頭焊接饋電。
15.如權(quán)利要求10所述的低剖面高隔離度MMO天線，其特征在于，每一個(gè)所述寄生單元為鋁合金圓片，采用鋁合金沖壓成型，且直徑為0.4波長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H01Q21/24GK103956587SQ201410160554
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】鄒光健, 陳韶明 申請(qǐng)人:廣州杰賽科技股份有限公司