天線、天線系統(tǒng)和通信設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種天線，以及使用該天線的天線系統(tǒng)和通信設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是一種用來(lái)發(fā)射或接收電磁波的電子器件。天線應(yīng)用于廣播和電視、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線電通信、雷達(dá)和太空探索等系統(tǒng)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，天線技術(shù)所涉及的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。在許多特殊應(yīng)用中，對(duì)于天線性能的要求也越來(lái)越高。在現(xiàn)代通信中，隨著通信系統(tǒng)集成度的提高，要求使用的天線具有高增益、寬頻帶或多頻段、圓極化、小型化、寬覆蓋等特點(diǎn)。
[0003]但是，目前的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)需要多頻段(例如，雙頻段)天線或者多頻段圓極化天線時(shí)，通常是通過(guò)多個(gè)饋電端口和多個(gè)天線來(lái)分別實(shí)現(xiàn)不同的頻段，在這種情況下，通常一個(gè)饋電端口的輸出需要后續(xù)一整套信號(hào)處理裝置來(lái)進(jìn)行處理，還需要多個(gè)天線來(lái)響應(yīng)不同頻段的天線信號(hào)，這樣一來(lái)，現(xiàn)有技術(shù)中如果要實(shí)現(xiàn)多頻段、高增益以及圓極化就勢(shì)必增加天線的數(shù)量，但是如果增加天線的數(shù)量就會(huì)導(dǎo)致多個(gè)天線之間的相互干擾增強(qiáng)進(jìn)而影響圓極化的性能，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致多個(gè)天線之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜化，進(jìn)而導(dǎo)致最終的天線尺寸變大，因此，如何實(shí)現(xiàn)使天線具有多頻段、圓極化、小型化、寬覆蓋等優(yōu)點(diǎn)一直是業(yè)界亟需解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種天線以及使用該天線的天線系統(tǒng)和通信設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提出一種天線，包括第一基板、第二基板、第一輻射片和第二輻射片，所述第一輻射片設(shè)置在所述第一基板上，所述第二基板設(shè)置在所述第一輻射片上，所述第二輻射片設(shè)置在所述第二基板上，所述第一輻射片為矩形且具有分別位于所述第一輻射片的第二對(duì)稱(chēng)軸和第一對(duì)稱(chēng)軸上的第一饋電部和第二饋電部，所述第二輻射片為矩形且具有分別位于所述第二輻射片的第二對(duì)稱(chēng)軸和第一對(duì)稱(chēng)軸上的第三饋電部和第四饋電部，其中所述第一基板、第二基板、第一輻射片和第二輻射片均為平面。
[0006]可選地，所述第一輻射片和所述第二輻射片均為矩形。
[0007]可選地，所述第一饋電部、所述第二饋電部、所述第三饋電部以及所述第四饋電部為同軸饋電部?？蛇x地，所述各饋電部電性絕緣。
[0008]可選地，所述第二輻射片的尺寸小于所述第二基板的尺寸，且所述第一輻射片的尺寸小于所述第一基板的尺寸。
[0009]可選地，所述第一輻射片的尺寸大于所述第二輻射片的尺寸。
[0010]可選地，所述第二輻射片的中心點(diǎn)在所述第一輻射片所在平面上的投影與所述第一福射片的中心點(diǎn)重合。
[0011]可選地，所述第二輻射片的第一對(duì)稱(chēng)軸和第二對(duì)稱(chēng)軸在所述第一輻射片所在平面上的投影分別與所述第一輻射片的第一對(duì)稱(chēng)軸和第二對(duì)稱(chēng)軸重合。
[0012]可選地，在所述第一基板的內(nèi)部水平方向或者豎直方向放置有人造微結(jié)構(gòu)。
[0013]可選地，在所述第二基板的內(nèi)部水平方向或者豎直方向放置有人造微結(jié)構(gòu)。
[0014]可選地，所述人造微結(jié)構(gòu)的形狀包括工字形、或者十字形、或者雪花形、或者斷開(kāi)的口字型。
[0015]可選地，所述第一輻射片和所述第二輻射片分別為黏附于所述第一基板和所述第二基板的金屬貼片或鍍敷于所述第一基板和所述第二基板的金屬鍍層。
[0016]可選地，所述第一基板的厚度小于所述第二基板的厚度。
[0017]可選地，所述第一基板和所述第二基板均為矩形。
[0018]本實(shí)用新型還提出一種天線系統(tǒng)，包括饋電端口、天線、合路器、以及第一功分器和第二功分器，所述天線是如上所述的天線，所述合路器的第一端連接所述饋電端口，所述合路器的第二端連接所述第一功分器的第一端，所述合路器的第三端連接所述第二功分器的第一端，所述第一功分器的第二端連接所述第一饋電部，所述第一功分器的第三端通過(guò)90°移相器連接所述第二饋電部，以及所述第二功分器的第二端連接所述第三饋電部，所述第二功分器的第三端通過(guò)90°移相器連接所述第四饋電部。
[0019]可選地，所述90。移相器是通過(guò)傳輸線的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0020]本實(shí)用新型還提出一種通信設(shè)備，包括如上所述的天線系統(tǒng)。
[0021]本實(shí)用新型的天線采用層疊的第一輻射片和第二輻射片，可以減小天線的體積和尺寸。本實(shí)用新型的天線通過(guò)在每一個(gè)輻射片的水平對(duì)稱(chēng)軸和垂直對(duì)稱(chēng)軸上分別設(shè)計(jì)不同的兩個(gè)饋電部，然后通過(guò)兩個(gè)功分器以及90 °移相器分別連接這兩個(gè)饋電部，可以使得每一個(gè)輻射片能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)圓極化。本實(shí)用新型的這種單個(gè)天線就能實(shí)現(xiàn)圓極化的技術(shù)方案，相比于現(xiàn)有技術(shù)中需要多個(gè)天線共同配合來(lái)實(shí)現(xiàn)圓極化來(lái)說(shuō)，很明顯具有低成本的優(yōu)勢(shì)，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不需要多個(gè)天線的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，本實(shí)用新型借助移相器、功分器等多種技術(shù)手段相結(jié)合，可以使得該天線能實(shí)現(xiàn)多頻段、圓極化、小型化、寬覆蓋等。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明，其中:
[0023]圖1示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線的平面示意圖；
[0025]圖3示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線的饋電部示意圖；
[0026]圖4示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5示出本實(shí)用新型實(shí)施例的天線的電壓駐波比曲線圖；
[0028]圖6示出本實(shí)用新型實(shí)施例的天線的增益曲線圖；
[0029]圖7示出本實(shí)用新型實(shí)施例的天線的軸比曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類(lèi)似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0031]圖1示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線的平面示意圖。參考圖1和圖2所示，本實(shí)施例的天線10可包括第一基板11、第二基板12、第一輻射片13和第二輻射片14。第一輻射片13設(shè)置在第一基板11上。第二輻射片14設(shè)置在第二基板12上。第一基板11和第二基板12由電介質(zhì)基材制成。第一輻射片13和第二輻射片14由導(dǎo)電材料，例如金屬制成。輻射片可以是貼片形式，也可以是經(jīng)光刻刻蝕的鍍層。每個(gè)輻射片及其對(duì)應(yīng)的基板的這種組合單元構(gòu)成一個(gè)接收和發(fā)送路徑。在本實(shí)施例中，兩個(gè)組合單元進(jìn)一步以疊合的方式組合成天線。也就是說(shuō)，第二基板12設(shè)置在第一輻射片13上。本實(shí)用新型的天線采用層疊的第一輻射片和第二輻射片，可以減小天線的體積和尺寸。
[0032]在本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)天線的圓極化，采用雙饋法來(lái)實(shí)施，雙饋法通過(guò)輸出兩個(gè)幅度相等，相位相差90°的兩支路對(duì)輻射片饋電，激發(fā)兩個(gè)正交工作模式，達(dá)到圓極化工作條件。圖3示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的天線的饋電部示意圖。參考圖3所示，第一輻射片13具有第一饋電部15和第二饋電部16，第二輻射片14具有第三饋電部17和第四饋電部18。第一饋電部15和第二饋電部16可輸入待發(fā)送的信號(hào)，或者輸出已接收的信號(hào)。同樣地，第三饋電部17和第四饋電部18可輸入待發(fā)送的信號(hào)，或者輸出已接收的信號(hào)。在本實(shí)施方式中，通過(guò)設(shè)置在兩個(gè)輻射體上的四個(gè)饋電部，還能夠優(yōu)化天線的大角度軸比以及提高方向圖不圓度。
[0033]第一饋電部15和第二饋電部16需要分別位于第一輻射片13的第二對(duì)稱(chēng)軸Yl和第一對(duì)稱(chēng)軸Xl上。第三饋電部17和第四饋電部18需要分別位于第二輻射片14的第二對(duì)稱(chēng)軸Y2和第一對(duì)稱(chēng)軸X2上。參考圖3所示，作為特定實(shí)例，第一對(duì)稱(chēng)軸XI，X2位于同一直線上，且第二對(duì)稱(chēng)軸Y1，Y2位于同一直線上。換言之，第二輻射片14的中心點(diǎn)在第一輻射片13所在平面上的投影與第一輻射片13的中心點(diǎn)重合。第二輻射片14的第一對(duì)稱(chēng)軸Χ2和第二對(duì)稱(chēng)軸Υ2在第一輻射片13所在平面上的投影分別與第一輻射片13的第一對(duì)稱(chēng)軸Xl和第二對(duì)稱(chēng)軸Yl重合。第一饋電部15位于第一輻射片13的第二對(duì)稱(chēng)軸Yl上，第二饋電部16位于第一輻射片13的第一對(duì)稱(chēng)軸Xl上。第三饋電部17位于第二輻射片14的第二對(duì)稱(chēng)軸Υ2上，第四饋電部18位于第二輻射片14的第一對(duì)稱(chēng)軸Χ2上。另外，本實(shí)用新型的實(shí)施例并不限定第一饋電部15、第二饋電部16、第三饋電部17和第四饋電部18在水平面(圖3中的紙面)上的相對(duì)位置，只要在工程上第一饋電部15、第二饋電部16、第三饋電部17和第四饋電部18能夠各自引出傳輸線(圖中未示出)。
[0034]在形狀設(shè)計(jì)上，第一基板11和第二基板12優(yōu)選為矩形，當(dāng)然，也可以是其它形狀。第一輻射片13和第二輻射片14優(yōu)選為矩形。當(dāng)然可以理解，第一輻射片14和第二輻射片14還可以是其他形狀。不過(guò)，第一輻射片13和第二輻射片14優(yōu)選為形狀相同。較佳地，第一輻射片13的尺寸小于第一基板11的尺寸，第二輻射片14的尺寸小于第二基板12的尺寸。第一輻射片13的尺寸最好大于第二輻射片14的尺寸，圖1示出第一輻射片13的尺寸大于第二輻射片14的尺寸的實(shí)例，從而以確保第一輻射片13輻射出的信號(hào)不被位于其上的第二輻射片14所遮擋。
[0035]進(jìn)一步，第一基板11和第二基板12內(nèi)可具有人造微結(jié)構(gòu)，例如導(dǎo)電微結(jié)構(gòu)。基板內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)可以是具有一定幾何圖形的平面或立體結(jié)構(gòu)，且可以水平(圖1中XY平面方向)和/或豎直(圖1中Z軸方向)地放置在基材內(nèi)，也稱(chēng)為超材料微結(jié)構(gòu)。通過(guò)在基板內(nèi)設(shè)置人造微結(jié)構(gòu)，可以改變基板的介電常數(shù)，從而適合提供具有不同介電常數(shù)的基板。作為特定實(shí)例，人造微結(jié)構(gòu)的形狀可包括工字形、十字形、雪花形、或者斷開(kāi)的口字型。在尺寸上