一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信已經(jīng)成為日常生活中不可缺少的一部分，其用戶數(shù)量也日益龐大，用戶對(duì)于信息的傳遞速率也提出了更高的要求;與此同時(shí)，不同的無線通信系統(tǒng)工作頻段也不盡相同，寬帶天線可以工作在多個(gè)頻段，為不同制式的無線通信提供服務(wù)，從而可以實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的小型化，同時(shí)滿足人們對(duì)于高速通信的需要。
[0003]雙極化天線可以同時(shí)接收或者發(fā)射兩個(gè)相互正交的電磁波，從而可以極大的提高無線通信系統(tǒng)的信息傳遞速率，同時(shí)可以有效的抑制由于多徑傳播效應(yīng)引起的信號(hào)快速衰弱，提高通信質(zhì)量。
[0004]在無線通信系統(tǒng)中，全向天線有著重要的應(yīng)用。全向天線是指一種可以在水平面內(nèi)360°均勻輻射的天線，它對(duì)水平面內(nèi)不同方向具有同樣的輻射和接收能力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線。
[0006]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，包括天線輻射單元、水平饋電單元及垂直饋電單元，所述天線輻射單元由一個(gè)口徑面開口的矩形喇叭及矩形背腔構(gòu)成，所述矩形喇叭與矩形背腔共用一個(gè)豎直面，所述水平饋電單元位于矩形喇叭內(nèi)，所述垂直饋電單元位于矩形背腔內(nèi)。
[0008]所述水平饋電單元為漸變形式金屬片，具體為橢圓形漸變、圓形漸變或拋物線漸變。
[0009]所述漸變形式金屬片在靠近口徑面一端開路，另一端中點(diǎn)與50歐姆同軸線相連接。
[0010]所述垂直饋電單元為矩形金屬片，豎直設(shè)置在靠近矩形背腔共用豎直面的對(duì)面位置。
[0011]所述矩形金屬片兩端開路，在距離矩形金屬片頂端0.01λο-0.Uo處與50歐姆同軸線相連接。
[0012]所述矩形背腔三面開有縫隙，所述三面為共用豎直面的對(duì)面及左右側(cè)面。
[0013]所述矩形喇叭的口徑面長(zhǎng)寬分別為0.5λ0-1.5λο、0.05λ0-0.5λο，與口徑面相對(duì)的面的長(zhǎng)寬分別為0.5λο-1.5λο、0.05λ0-0.45λ0，深度為0.Uq-0.5λ0 ；
[0014]矩形背腔的長(zhǎng)寬分別為0.5λ0-1.5λο、0.05λ0-0.45λο，深度為0.U0-0.5λο，縫隙寬度為0.0Uq-0.Uo；其中λ。為該天線中心諧振頻率處所對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。
[0015]所述漸變形式金屬片的線長(zhǎng)為0.U0-0.5λο，線寬為0.05λ0-0.15λο;矩形金屬片的長(zhǎng)度為0.4λ0-0.8λ0，寬度為0.0U0-0.U0，其中λο為該天線中心諧振頻率處所對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:
[0017](I)本實(shí)用新型由兩個(gè)輻射單元構(gòu)成，水平輻射單元為矩形喇叭，通過口徑面開口形成全向輻射;垂直輻射單元通過水平開縫實(shí)現(xiàn)全向輻射，天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造。
[0018](2)天線的水平輻射單元采用漸變形式的金屬片饋電，垂直輻射單元采用矩形金屬片饋電，饋電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，且可以實(shí)現(xiàn)較寬的回波損耗帶寬，在工作頻率上的
IOdB回波損耗可達(dá)45.5%。
[0019](3)天線的輻射單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)寬頻覆蓋，在工作頻段上可以實(shí)現(xiàn)良好的全向性能，交叉極化小，在整個(gè)工作頻段上的交叉極化在_35dB以下。
[0020](4)天線的隔離度較好，在工作頻段上的極化隔離度均在_70dB以下。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實(shí)用新型超高隔離度寬帶雙極化全向天線的立體圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型超高隔離度寬帶雙極化全向天線的俯視圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型超高隔離度寬帶雙極化全向天線的帶寬圖。
[0024]圖4是本實(shí)用新型天線輻射單元中矩形背腔在1.7GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
[0025]圖5是本實(shí)用新型天線輻射單元中矩形背腔在2.2GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
[0026]圖6是本實(shí)用新型天線輻射單元中矩形背腔在2.7GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
[0027]圖7是本實(shí)用新型天線輻射單元中矩形喇叭在1.7GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
[0028]圖8是本實(shí)用新型天線輻射單元中矩形喇叭在2.2GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
[0029]圖9是本實(shí)用新型天線輻射單元中矩形喇叭在2.7GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0031 ] 實(shí)施例
[0032]如圖1、圖2所示，一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，包括天線輻射單元R、水平饋電單元Fh及垂直饋電單元Fv，所述水平饋電單元與垂直饋電單元分別與50歐姆同軸線C相連接。
[0033]所述天線垂直放置，其輻射單元由一個(gè)口徑面開口的矩形喇叭及矩形背腔構(gòu)成，所述矩形喇叭與矩形背腔共用一個(gè)豎直面，所述天線輻射單元的板材為銅板，厚度為
0.2mm。所述水平饋電單元位于矩形喇叭內(nèi)，且位于矩形喇叭垂直方向的中間位置，所述垂直饋電單元位于矩形背腔內(nèi)，兩個(gè)饋電單元的板材均為銅板，厚度均為0.2mm。
[0034]本實(shí)施例中，矩形喇叭實(shí)現(xiàn)水平極化，其口徑面長(zhǎng)H = 0.73λ0，寬Wl = 0.25λ0，矩形喇叭的深度Ll=0.37λο。水平饋電單元Fh為一個(gè)漸變形式金屬片，漸變形式可以為橢圓形、圓形或拋物線形。本實(shí)施例中采用橢圓形式的漸變，所在橢圓長(zhǎng)軸為58mm，短軸為22mm，漸變形式金屬片寬度為0.18λο。漸變形式金屬片在靠近口徑面的一端開路，另一端距離天線輻射單元公共面2mm，且其中點(diǎn)與50歐姆同軸線C相連。
[0035]本實(shí)施例中矩形背腔用于實(shí)現(xiàn)垂直極化，矩形背腔除共用豎直面外，其他三面中間位置開有縫隙，矩形背腔長(zhǎng)H = 0.73λ0，寬W2 = 0.16λο，深度L2 = 0.29λ0，中間所開縫隙寬度h = 0.05λο。垂直饋電單元Fv為一個(gè)矩形金屬片，長(zhǎng)寬分別為0.6UQ和0.03λο。所述矩形金屬片垂直水平面放置，且兩端開路，在距離矩形金屬片頂端0.05λο處與50歐姆同軸線相連接。所述水平饋電單元和垂直饋電單元除了與同軸線相連接外不與其他物體相連接，其中λη為該天線中心諧振頻率處所對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。
[0036]如圖3所示，是本實(shí)施例仿真所得天線帶寬，由此圖可得出結(jié)論，本實(shí)用新型超高隔離度寬帶雙極化全向天線具有1.7GHz-2.7GHz的帶寬，在該帶寬上回波損耗達(dá)-1OdB,相對(duì)帶寬達(dá)到了45.5%，符合寬帶天線的要求;并且在該帶寬上，極化隔離度在70dB以上，隔離度較高。圖4-圖9是本實(shí)施例仿真所得天線在不同頻率處的XOY平面輻射方向圖，由圖可得出結(jié)論本實(shí)用新型超高隔離度寬帶雙極化全向天線有較好的水平全向輻射特性。
[0037]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，包括天線輻射單元、水平饋電單元及垂直饋電單元，所述天線輻射單元由一個(gè)口徑面開口的矩形喇叭及矩形背腔構(gòu)成，所述矩形喇叭與矩形背腔共用一個(gè)豎直面，所述水平饋電單元位于矩形喇叭內(nèi)，所述垂直饋電單元位于矩形背腔內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述水平饋電單元為漸變形式金屬片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述漸變形式金屬片在靠近口徑面一端開路，另一端中點(diǎn)與50歐姆同軸線相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述垂直饋電單元為矩形金屬片，豎直設(shè)置在靠近矩形背腔共用豎直面的對(duì)面位置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述矩形金屬片兩端開路，在距離矩形金屬片頂端0.0U0-0.Uq處與50歐姆同軸線相連接，其中λ0為該天線中心諧振頻率處所對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述矩形背腔三面開有縫隙，所述三面為共用豎直面的對(duì)面及左右側(cè)面。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述矩形喇叭的口徑面長(zhǎng)寬分別為0.5λ0-1.5λο、0.05λ0-0.5λο，與口徑面相對(duì)的面的長(zhǎng)寬分別為0.5λο~1.5λ()、0.05λο~0.45λο，深度為0.1λο-0.5入。； 矩形背腔的長(zhǎng)寬分別為0.5λ0-1.5λο、0.05λο-0.45λο，深度為0.U0-0.5λο，縫隙寬度為0.0Uo-0.Uo；其中λο為該天線中心諧振頻率處所對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述漸變形式金屬片的線長(zhǎng)為0.U0-0.5λο，線寬為0.05λ0-0.15λ0；矩形金屬片的長(zhǎng)度為0.4λ0-0.8λο，寬度為0.0Uq-0.U0，其中λο為該天線中心諧振頻率處所對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，其特征在于，所述漸變形式金屬片具體為橢圓形漸變、圓形漸變或拋物線漸變。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超高隔離度寬帶雙極化全向天線，包括天線輻射單元、水平饋電單元及垂直饋電單元，所述天線輻射單元由一個(gè)口徑面開口的矩形喇叭及矩形背腔構(gòu)成，所述矩形喇叭與矩形背腔共用一個(gè)豎直面，所述水平饋電單元位于矩形喇叭內(nèi)，所述垂直饋電單元位于矩形背腔內(nèi)。本實(shí)用新型具有很好的水平全向輻射特性。
【IPC分類】H01Q13/02, H01Q1/36, H01Q1/50, H01Q21/24
【公開號(hào)】CN205376747
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521035697
【發(fā)明人】李融林, 聶成果, 羅鵬
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日