专利名称：双极化天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线移动通信系统的天线技术领域，尤其涉及一种双极化天线。
背景技术：
天线是能量置换设备，是无源器件，其主要作用是辐射或接收无线电波，辐射时将高频电流转换为电磁波，将电能转换为电磁能；接收时将电磁波转换为高频电流，将电磁能转换为电能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量，因此天线在无线通信网络中有很大的作用。
随着基站天线技术的迅速发展，网络应用的需求对天线的性能要求越来越高，所述天线的性能指标有带宽、副瓣和前后比等。在方向图中通常有两个或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的称为副瓣。天线的前后比表明了天线对后瓣抑制的好坏，前后比就是前后瓣最大电平之比，其中，前瓣就是天线方向图的最大信号强度，后瓣就是天线方向图背面150度和210度之间的最大信号强度。选用前后比低的天线，天线的后瓣有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生通话掉线。
为了满足对天线的带宽、副瓣和前后比等要求，现有技术中的一种平面天线是这样实现的所述天线是采用平面开孔耦合，多层微带结构所构成的，它的开缝采用十字交叉缝，天线的后沿包括一个金属的反射器，该反射器包括一个盒状隔间的中空结构，该隔间与发射片、对应的正交狭缝对和馈送元件对号放置，微波能量通过馈线传送到各馈送元件。该现有技术能够满足对天线的带宽、副瓣和前后比的性能要求，另外，所述现有技术不仅可以阻断中空金属结构内的微波传播，而且还可以避免正交狭缝之间的任何相互耦合。其中，所述耦合是只要更新系统的一个元素时都会影响系统的操作。
由于上述现有技术中平面天线的开缝采用十字交叉缝，两个极化的辐射缝就会互相交叉连接，故不能避免天线阵列的两个极化之间产生耦合效应，进而降低了天线的极化隔离度，所述极化隔离度是假设从一个端口输入信号的功率为P1，从另一端接收到同一信号的功率为P2，P1与P2之差即为天线的极化隔离度。同时平面天线的馈线部分的布局处于电磁场耦合辐射范围内，电磁辐射会对馈线产生一定的耦合效应，进而影响天线性能。另外，该现有技术的天线阵列采用多层微带结构所构成，故成本很高。因此，上述现有技术中天线的极化隔离度较低，并且馈线在天线阵列中会产生耦合效应，同时天线的制造成本较高。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种双极化天线，以大幅度提高天线极化隔离度。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种双极化天线，所述双极化天线是这样实现的一种双极化天线，所述双极化天线包括二根激励带线、开缝辐射板、反射板和二根馈电电缆，其中，一馈电电缆的金属线与一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与开缝辐射板连接作为接地端；另一馈电电缆的金属线与另一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与反射板连接作为接地端。
其中，开缝辐射板和反射板绝缘连接。
其中，开缝辐射板上包括开缝，所述开缝的形状是双T对接形缝。
其中，激励带线分别放置在开缝辐射板的两侧。
其中，激励带线同时放置在开缝辐射板的一侧。
其中，馈电电缆接到反射板背面形成馈线网络。
以上技术方案可以看出，本实用新型提供的一种双极化天线具有以下有益效果首先，由于本实用新型采用两路极化并分别以开缝辐射板和反射板作为接地端的方式，进而使得极化电流不会从一路极化流向另一路极化，与现有技术中天线阵列采用平面开孔耦合方式相比，本实用新型能够大幅度地提高天线的极化隔离度。
进一步地，由于本实用新型中的开缝辐射板和反射板之间是绝缘的或无金属连接，能够进一步地保证两路极化之间无电流通过，从而使天线的极化隔离度得到了进一步提高。
进一步地，由于本实用新型中的开缝采用双T对接形缝方式，与现有技术中天线阵列采用十字交叉开缝相比，现有技术的十字开缝会直接导致两路极化相交，而本实用新型能够保证任何辐射缝都不会相交，进而大大减少两路极化之间的互耦，从而又增大了天线的极化隔离度。同时，由于本实用新型中的双极化天线采用金属板开缝方式，这样可以使天线具有带宽较宽，前后比大，副瓣低，增益高等特点，并且在较宽频带内的方向图的一致性好，从而提高了天线的性能。
进一步地，由于本实用新型中激励带线分别放置在开缝辐射板的两侧，这样可以减少两个激励带线之间的耦合，进而提高了天线的性能。
进一步地，由于本实用新型中将馈电电缆接到反射板背面形成馈线网络方式，这样能够避免馈电电缆与天线的辐射片和开缝辐射板之间产生耦合，进而能够有效减少馈电电缆在天线阵列中受到的耦合，同时也不易导致天线方向图的变化，从而有效地提高了天线的性能。
最后，由于本实用新型中的双极化天线采用金属制造，相对于现有技术中天线采用多层微带设计方式，本实用新型大大降低了生产成本。
图1本实用新型的上激励带线连接示意图；图2本实用新型的下激励带线连接示意图；图3本实用新型的单元结构图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种双极化天线，所述双极化天线是一种采用金属板开缝方式设计的天线。本实用新型的基本思想是所述双极化天线包括激励带线、开缝辐射板、反射板和馈电电缆，一馈电电缆的金属线与一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与开缝辐射板连接作为接地端；另一馈电电缆的金属线与另一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与反射板连接作为接地端。
所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。就其设计思路而言，所述双极化天线，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。
双极化天线的主要作用是辐射或接收无线电波，辐射时将高频电流转换为电磁波，将电能转换为电磁能；接收时将电磁波转换为高频电流，将电磁能转换为电能，因此双极化天线时时刻刻都存在电磁场。
在被磁场感应的回路，它的电磁场可以用电压源来表示，这个电压源大小和回路的总面积成正比。为了降低磁场的耦合效应，必须减少回路的面积。当有一个电场存在时，在电源和接地平面之间，会产生一个电流源，电场不会在线路至线路之间耦合，而会在走线至接地线之间耦合。但是对磁场而言，由于电场会伴随它产生，所以电磁场会在线路至线路之间耦合，也会在走线至接地线之间耦合。使用电源和接地平面可以降低电源分配系统的电感值，若将电源分配系统的特性阻抗降低，则可以降低电路板的电压降。此外，降低特性阻抗的同时，电源平面与接地平面之间的电容值会增加，这个电容值会使得任何的感应电压值下降，这就是去耦合的效果，所述去耦合就是以任何方式更新系统时都不会影响系统的操作。
另外，当信号线在元件之间穿梭时就会产生大的回路面积，并且信号线对元件会产生电磁干扰，因为信号回路面积所产生的问题，比电源分配系统所产生的问题多。目前降低回路面积最简单的方法是设计许多个接地线，并全部连接至底座的接地点，通常将接地点连接到一个金属结构上。
综上所述，下面再结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细描述。
参照图1，图1是本实用新型的上激励带线连接示意图，上激励带线1放置在开缝辐射板6的一侧，并且上激励带线1位于辐射片8和开缝辐射板6之间，通常用线卡固定，馈电电缆11与上激励带线1的末端连接，其中所述末端是上激励带线馈电点4，上激励带线接地点9与馈电电缆11的外导体连接。
参照图2，图2是本实用新型的下激励带线连接示意图，下激励带线2放置在开缝辐射板6的一侧，并且下激励带线2位于开缝辐射板6和反射板7之间，通常用线卡固定，馈电电缆12与下激励带线馈电点5连接，上激励带线接地点9与馈电电缆11的外导体连接。
参照图3，图3是本实用新型的单元结构图，所述单元结构包括上激励带线1、下激励带线2、开缝3、开缝辐射板6、反射板7、辐射片8、馈电电缆11和馈电电缆12，通常将上激励带线1和下激励带线2统称为激励带线，馈电电缆11和馈电电缆12统称为馈电电缆。将上激励带线1和下激励带线2分别放置在开缝辐射板6的两侧，上激励带线1位于辐射片8和开缝辐射板6之间，下激励带线2位于开缝辐射板6和反射板7之间，通常是用线卡固定激励带线。馈电电缆11垂直穿过反射板7和开缝辐射板6上的小孔与上激励带线1连接，馈电电缆12垂直穿过反射板7上的小孔与下激励带线2连接。另外，圆柱形的塑料支撑柱同时穿过辐射片8、开缝辐射板6和反射板7上的小孔进行连接，通常也是用线卡对辐射片8、开缝辐射板6和反射板7进行固定，辐射片8是放置在开缝辐射板6的一侧，与其它部件没有连接关系。其中，双极化天线的各部件都采用金属制成，所述金属为铝、铜等，这样大大降低了生产成本。
所述馈电电缆用于对上激励带线1或下激励带线2进行馈电，具体包括内导体、内绝缘、外导体和外护套四个部分。内导体是金属线，外导体就是圆柱形导体，通常也叫屏蔽层，内导体与外导体之间填充绝缘介质。实际应用中外导体都是接地的，这样对外界干扰具有很好的屏蔽作用，故馈电电缆抗电磁干扰的性能较好。
馈电电缆11垂直穿过反射板7和开缝辐射板6的小孔，它的内导体与上激励带线1的末端连接，用来对上激励带线1进行馈电，其中，上激励带线1的末端就是上激励带线馈电点4，外导体与开缝辐射板6连接作为接地端，构成天线的一路极化；馈电电缆12垂直穿过反射板7上的小孔，它的内导体与下激励带线2的末端连接，用来对下激励带线2进行馈电，其中，下激励带线2的末端就是下激励带线馈电点5，外导体与反射板7连接作为接地端，构成天线的另一路极化。
本实施方式是将一路极化以开缝辐射板6接地，另一路极化以反射板7接地，这样极化电流不会从一路极化流向另一路极化，避免了双极化天线中两个极化之间的耦合，从而能够大大提高天线的极化隔离度。天线的极化隔离度越高，就表示信号的不相关特性就越好，信号就越不容易受干扰。
其中，开缝辐射板6和反射板7之间无金属连接或是绝缘的，因此能进一步保证两路极化之间无电流通过，从而使天线的极化隔离度也进一步地得到了提高。开缝辐射板6上的开缝3采用2×2的双T对接形缝，开缝3的分布形状如图3所示的 形缝。开缝3采用2×2的双T对接形缝可确保任何辐射缝都不会相交，这样大大减少了两路极化之间的互耦，增大了双极化天线的极化隔离度。
另外，本实施方式中天线是采用金属板开缝设计方式，这样可以使天线具有带宽较宽，前后比大，副瓣低，增益高等特点，并且在较宽频带内的方向图的一致性好，另外该天线还可广泛应用于多种频段。天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形，如发射天线从不同角度方向辐射出去的功率或场强所形成的图形。通常用包括最大辐射方向的两个相互垂直的水平面方向图和垂直方向图表示天线的立体方向图。不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度和方向图的尖锐程度，下面引入方向性参数的概念。
理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，现以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率下，某天线产生于某点的电场强度平方与理想的点源天线在同一点产生的电场强度平方的比值，称为该点的方向性参数。
增益和方向性参数都是表征辐射功率集中的参数，但两者不尽相同，增益是在同一输出功率条件下来定义的，而方向性系数是在同一辐射功率条件下定义的。天线增益就是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强平方之比，即功率之比。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性参数和增益会随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益就越高。相同的条件下增益越高，电波传播的距离越远。
鉴于加工精度的限制和强度的要求，激励带线的宽度和厚度都较大，因此将上激励带线1和下激励带线2分别固定在开缝辐射板6的两侧，这样有利于减小两个激励带线之间的耦合，进而提高天线的性能。另外，由于馈电电缆的宽度和厚度都较大，这样容易造成馈电电缆与天线的辐射片8和开缝辐射板6之间产生耦合，同时也容易引起天线方向图的变化，严重影响天线性能，因此将馈电电缆接到反射板7后面形成馈线网络，从而使本实用新型能够有效提高天线的性能。
由上述可知，本实施方式中是采用同轴电缆对激励带线进行馈电，除同轴电缆外还可以使用对称电缆等对激励带线进行馈电。另外，本实施方式中的双极化天线是激励带线在开缝辐射板的两侧，开缝采用双T对接形缝，除此之外，激励带线还可以同时在开缝辐射板的一侧，开缝还可以采用T形缝或其它形状的缝。如在制造成本允许的情况下也可以使用微带线方式，因为微带线宽度和厚度较小，且不容易发生耦合效应，在天线阵列中就不用将微带线固定在开缝辐射板的两侧。
以上对本实用新型所提供的一种双极化天线进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种双极化天线，其特征在于，所述双极化天线包括二根激励带线、开缝辐射板、反射板和二根馈电电缆，其中，一馈电电缆的金属线与一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与开缝辐射板连接作为接地端；另一馈电电缆的金属线与另一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与反射板连接作为接地端。
2.如权利要求1所述的双极化天线，其特征在于，开缝辐射板和反射板绝缘连接。
3.如权利要求1所述的双极化天线，其特征在于，开缝辐射板上包括开缝，所述开缝的形状是双T对接形缝。
4.如权利要求1、2或3所述的双极化天线，其特征在于，激励带线分别放置在开缝辐射板的两侧。
5.如权利要求1、2或3所述的双极化天线，其特征在于，激励带线同时放置在开缝辐射板的一侧。
6.如权利要求1所述的双极化天线，其特征在于，馈电电缆接到反射板背面形成馈线网络。
专利摘要本实用新型公开了一种双极化天线，所述双极化天线包括激励带线、开缝辐射板、反射板和馈电电缆，一馈电电缆的金属线与一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与开缝辐射板连接作为接地端；另一馈电电缆的金属线与另一激励带线连接，所述馈电电缆的屏蔽层与反射板连接作为接地端。本实用新型能够使天线的极化隔离度得到大幅度地提高，并且能够有效减少馈电电缆在天线阵列中产生的耦合效应，同时还可以降低双极化天线的制造成本。
文档编号H01Q19/10GK2924816SQ200620124650
公开日2007年7月18日 申请日期2006年7月10日 优先权日2006年7月10日
发明者汪漪 申请人:华为技术有限公司