一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子技術領域，具體地說，是涉及一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線。
【背景技術】
[0002]隨著FDD-LTE技術的不斷成熟以及國家對FDD-LTE牌照的發(fā)放，自此中國移動通信業(yè)開始進入全面4G時代。天線作為無線通信系統最核心的部件之一，其性能的好壞直接影響到整個通信網絡質量和用戶體驗。
[0003]雙極化天線技術是利用正交電磁波不相干性和信號的多徑傳輸效應，在收發(fā)雙工模式下采用極化相互正交的天線同時工作，在無線信道中傳輸的信號會受到很多因素的衰落，這種分集技術可以有效地降低多徑衰落的影響，提高系統的通信容量。
[0004]目前實現小型雙極化基站天線設計的方法主要有兩種:第一種為使用中心饋電的振子天線，第二種為使用改進的微帶貼片天線。
[0005]第一種振子天線需要巴倫饋電，饋電結構和振子結構都較為復雜，加工難度大；第二種實現雙極化需要采用多層結構，帶寬較小且不易實現高隔離度。
【實用新型內容】
[0006]針對現有技術之不足，本實用新型提供了一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線。本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]—種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線，其包括天線結構架、設置于所述天線結構架上并形成有微帶-“H”縫隙饋電結構的電路板、設置于所述天線結構架上并位于所述電路板上方的第一加載金屬片、設置于所述天線結構架上并位于所述電路板下方的第二加載金屬片；還包括設置于所述電路板上并分別與所述第一加載金屬片和所述第二加載金屬片形成有間隙的矩形介質諧振器；所述矩形介質諧振器繞所述電路板中心軸旋轉45°，使所述介質諧振器兩邊分別在與所述電路板對角線平行的方向上，形成±45°雙極化。
[0008]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述電路板包括第三介質板和設置于所述第三介質板上表面的金屬接地板；在所述金屬接地板上開設有兩個互相垂直的“H”形耦合縫，兩個所述“H”形耦合縫中部矩形縫長邊分別在與所述電路板對角線平行的方向上，并且兩個所述“H”形耦合縫中心之間形成有間隙；在所述第三介質板上設置有兩個分別與所述“H”形耦合縫垂直的微帶饋線；在所述微帶饋線的末端各設置有一不同尺寸的矩形開路枝節(jié)，在所述微帶饋線的始端連接有天線射頻接頭；所述“H”形耦合縫與所述微帶饋線構成所述微帶-“H”縫隙饋電結構；并且所述矩形介質諧振器位于所述金屬接地板中心正上方。
[0009]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述第一加載金屬片為包括長邊和短邊的八邊形，其對邊兩兩相等，相鄰長邊和短邊之間的夾角為135° ;其中，短邊邊長wpl= 18mm，約為0.12 λ。;長邊邊長 w ρ2= 22.63mm，約為 0.15 λ。。
[0010]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述第二加載金屬片為正方形，其邊長lp = 65mm，約為 0.42 λ。。
[0011]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述第二加載金屬片和所述電路板之間間隙的間距為h1= 12mm;所述矩形介質諧振器上表面和第一加載金屬片下表面之間間隙的距離為1!2 =3mm ο
[0012]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述矩形介質諧振器的相對介電常數為12 ;其長a，寬b，高 h 滿足以下關系:a = b = 24mm、h = 12.5mm。
[0013]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述天線結構架包括用于安裝所述電路板的支撐架、用于安裝所述第一加載金屬片的第一介質板和用于安裝所述第二加載金屬片的第二介質板；其中，所述支撐架為一金屬框架，所述電路板固定于所述金屬框架內；所述第一介質板和所述第二介質板分別通過支撐柱連接在所述支撐架上；所述第一加載金屬片粘貼于所述第一介質板的下表面；所述第二加載金屬片粘貼于所述第二介質板的上表面；并且，所述第一加載金屬片和所述第二加載金屬片的位置與所述電路板相對應。
[0014]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述支撐架為正方形，其厚度為4.6mm，寬度為67mm，約等于0.44 λ。;用于安裝所述第一加載金屬片的所述第一介質板為正方形，其邊長為lg=67mm，約為 0.44 λ。。
[0015]根據一個優(yōu)選的實施方式，所述第一介質板、所述第二介質板和所述第三介質板的材料均為高頻板材FR4 ;其厚度為1.6mm，相對介電常數為3.38。
[0016]根據一個優(yōu)選的實施方式，在所述支撐架側面設置有卡板，用于固定天線射頻接頭。
[0017]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0018](1)本實用新型體積上做到小型化，高隔離度雙極化，便于集成，適用范圍廣；
[0019](2)本實用新型采用矩形介質諧振器為輻射主體，沒有表面波損耗且自身介質損耗小，降低了歐姆損耗；
[0020](3)本實用新型以矩形介質諧振器為主輻射體，第一加載金屬片和第二加載金屬片為寄生輻射體，可產生三個頻率諧振點，相對帶寬較寬，包含了國內FDD-LTE、WCDMA通信系統的主要頻段，實用性強；
[0021](4)本實用新型的增益高，極化純度高，輻射面積廣；
[0022](5)本實用新型結構簡單、成本低廉，值得大規(guī)模推廣使用。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線的側視圖；
[0025]圖3為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線的俯視圖；
[0026]圖4為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線的前視圖；
[0027]圖5為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線仿真S參數圖；
[0028]圖6為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線在1.86GHz輻射方向圖；
[0029]圖7為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線在1.94GHz輻射方向圖；
[0030]圖8為本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線在2GHz輻射方向圖；
[0031]圖9為本實用新型中電路板的結構示意圖。
[0032]上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下:
[0033]1-矩形介質諧振器，2-電路板，3-第一加載金屬片，4-第二加載金屬片，5-射頻接頭，6-支撐柱，7-支撐架，810-第一介質板，820-第二介質版，9-矩形開路枝節(jié)，12-卡板；110-第一 Η形耦合縫，120-第二 Η形耦合縫，210-金屬接地板，220-第三介質板，111_第一微帶饋線，112-第二微帶饋線。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0035]如圖1?4所示，其示出了本實用新型一種小型高隔離度雙極化介質諧振器天線，其包括天線結構架、設置于天線結構架上并形成有微帶-“Η”縫隙饋電結構的電路板2、設置于天線結構架上并位于電路板2上方的第一加載金屬片3、設置于天線結構架上并位于電路板2下方的第二加載金屬片4。另外，還包括設置于電路板2上并分別與第一加載金屬片3和第二加載金屬片4形成有間隙的矩形介質諧振器1 ;矩形介質諧振器1繞電路板2中心軸旋轉45°，使介質諧振器1兩邊分別在與電路板2對角線平行的方向上，形成±45°雙極化。
[0036]優(yōu)選的，電路板2包括第三介質板220和設置于第三介質板220上表面的金屬接地板210，如圖9所示。
[0037]在金屬接地板210上開設有兩個互相垂直的“Η”形耦合縫，兩個“Η”形耦合縫中部矩形縫長邊分別在與電路板2對角線平行的方向上，并且兩個“Η”形耦合縫中心之間形成有間隙。對于Η形耦合縫，中間矩形耦合縫用于調節(jié)耦合量大小，兩端矩形縫用于調節(jié)天線阻抗。
[0038]如，Η形耦合縫包括間隔設置并互相垂直的第一 Η形耦合縫110和第二 Η形耦合縫 120。
[0039]在第三介質板220上設置有兩個分別與“Η”形耦合縫垂直的微帶饋線。
[0040]如，微帶饋線包括第一微帶饋線111和第二微帶饋線112。第一微帶饋線111的與第一 Η形耦合縫110垂直，第二微帶饋線112的與第二 Η形耦合縫120垂直。微帶饋線包括第一、第二饋線，分別對應第一、第二 Η形耦合縫，饋線與Η形耦合縫、Η形耦合縫與Η形耦合縫互相垂直保證了 Η形耦合縫的中間矩形縫內的電場方向平行于電路板的對角線方向(即±45°方向)，這樣在介質諧振器內形成的電場方向也全部沿±45°方向。第一、第二微帶饋線，其所對應的Η形耦合縫相互垂直且中心有一定距離，保證兩極化電場±45°正交和一定的隔離度
[0041]在微帶饋線221的末端各設置有一不同尺寸的矩形開路枝節(jié)9，在微帶饋線221的始端連接有用以饋電的天線射頻接頭5。在第一微帶饋線111的末端端部設置有第一矩形開路枝節(jié)，其另一端連接有用以饋電的天線射頻接頭5。在第二微帶饋線11