一种小型双极化宽频高隔离度天线的制作方法

本新型属于天线技术领域，主要是涉及一种小型双极化宽频高隔离度天线。

背景技术：

随着无线通信的高速发展，无线通信扮演越来越重要的角色，随着通信系统的小型智能化，满足现代通信需求的天线朝着小型化、宽带化、高隔离度、低成本等方向发展。无线通信天线的工作环境越来越复杂，电磁波在这种复杂的环境内工作存在多径衰落问题，收发信号容易受到干扰，因此采用双极化天线来客服多径衰落是非常有效的措施。同时通信信号的频率与天线口径密切相关，为了让通信系统越做越小，留给天线的空间也越来越小，在有限的空间内，双极化天线的2个偶极子相距较近，不同极化之间耦合能量很强，相互干扰严重，极大影响天线的辐射，因此如何实现小型双极化宽频高隔离度天线设计具有很重要的理论价值和实践意义。

目前，双极化天线主要采用对称振子来设计，而对称振子频带较窄，很难实现很宽的频带。

新型内容

为解决上述技术问题，本技术方案提供本新型的目的在于提供一种回波损耗低、正交双极化、宽频、高隔离度、结构简单、易加工低成本，可应用于多种无线通信系统的小型双极化宽频天线。

具体技术方案为：一种小型双极化宽频高隔离度天线，具体包括4个辐射臂、4个巴伦、2个馈电片和1个反射腔；4个辐射臂、4个巴伦、2个馈电片设置在反射腔中；

辐射臂边沿是由3个椭圆弧的边沿与矩形边沿交叠组成的多边形结构；

巴伦上端与辐射臂相连，巴伦下端与反射腔相连；4个辐射臂和巴伦关于反射腔的对角线呈轴对称分布；

2个馈电片相互正交耦合；馈电片与巴伦之间有物理缝隙；物理缝隙位于巴伦内侧，通过控制物理缝隙的大小、馈电片宽度来实现阻抗匹配。

优选的，本小型双极化宽频高隔离度天线中涉及的反射腔内侧底部为正方形，正方形边长为35mm~40mm，反射腔内侧腔体高度为5mm~12mm，反射腔腔体厚度为0.5mm~2mm。

优选的，本小型双极化宽频高隔离度天线中涉及的辐射臂边沿是由3个椭圆弧的边沿与矩形边沿交叠组成的对称多边形结构；矩形边沿长边为巴伦的宽度，矩形边沿短边为0.3mm~0.5mm，3个椭圆由靠近巴伦到远离巴伦依次为第1个椭圆、第2个椭圆和第3个椭圆，第1个椭圆的长轴为4mm~6mm、短轴为1.5mm~2.5mm，第2个椭圆的长轴为6mm~8.5mm、短轴为1.8mm~3mm；第3个椭圆的长轴为4mm~6mm、短轴为1.5mm~2.5mm；第1个椭圆的中心距离第2个椭圆的中心为3mm~3.5mm，第2个椭圆的中心距离第3个椭圆的中心为3mm~3.5mm，第1个椭圆的中心距离矩形边沿长边的垂直距离为3mm~3.5mm；辐射臂厚度为0.5mm~1.5mm。

优选的，本小型双极化宽频高隔离度天线中涉及的4个矩形巴伦垂直于反射腔底面，且4个巴伦关于反射腔中心法线为90°旋转对称分布，巴伦高度为13mm~17mm、宽度为3mm~6mm、厚度为0.5mm~1.5mm；4个巴伦上端分别与4个辐射臂垂直相连；巴伦侧面距离反射腔中心法线的垂直距离为4mm~6mm。

优选的，本小型双极化宽频高隔离度天线中涉及的正交耦合馈电片由高、低2个馈电片组成；

高馈电片和低馈电片之间缝隙为0.5mm~1mm；

高馈电片的宽度为2mm~3mm、厚度为0.5mm~1mm、开路侧长度为8mm~12mm、馈电端长度为13mm~18mm；

低馈电片宽度为2mm~3mm、厚度为0.5mm~1mm、开路侧长度为8mm~12mm、馈电端长度为13mm~18mm；

馈电片侧面与巴伦侧面平行，馈电片侧面与巴伦侧面之间的距离为0.5mm~2mm。

采用了上述技术方案后，本新型的有益效果是：

相对于已披露的技术方案，本技术方案提供一种回波损耗低、正交双极化、宽频、高隔离度、结构简单、易加工低成本，可应用于多种无线通信系统的小型双极化宽频天线，克服现有双极化天线主要采用的对称振子存在的频带较窄等问题，具体本小型双极化宽频天线通过3个椭圆边沿交叠的多边形辐射臂，其渐变侧边可以较好实现宽频特性，且相邻辐射臂的边沿互不平行，其耦合能量能够大幅抵消，由此实现+/-45度极化之间的高隔离度特性。天线尺寸小、回波损耗低、频带宽、极化隔离度高，可以单天线使用，也可以作为阵元，组成多t多r的mimo天线。

附图说明

图1为一种小型双极化宽频高隔离度天线的3d示意图；

图2为一种小型双极化宽频高隔离度天线的俯视图；

图3为一种小型双极化宽频高隔离度天线的高馈电片及其馈电的巴伦和辐射臂侧视图；

图4为一种小型双极化宽频高隔离度天线的低馈电片及其馈电的巴伦和辐射臂侧视图；

图5为一种小型双极化宽频高隔离度天线的vswr（电压驻波比）示意图；

图6为一种小型双极化宽频高隔离度天线的iso（极化隔离度）示意图；

图7为一种小型双极化宽频高隔离度天线在工作频段内的最大增益示意图；

图8为一种小型双极化宽频高隔离度天线4ghz时的e面和h面方向图；

图9为一种小型双极化宽频高隔离度天线5ghz时的e面和h面方向图；

图10为一种小型双极化宽频高隔离度天线6.2ghz时的e面和h面方向图。

具体实施方式

下面结合附图1至10以及具体实施例对本新型进行详细描述，但不作为对本新型的限定。

实施例一

如附图1所示，一种小型双极化宽频高隔离度天线，1、2、3、4为4个辐射臂，11为反射腔，5、6为2个馈电片，其中5为高馈电片，6为低馈电片，7、8、9、10为4个巴伦，其中辐射臂1和巴伦7相连，辐射臂2和巴伦8相连，辐射臂3和巴伦9相连，辐射臂4和巴伦10相连。

如附图1、2、3和4所示，辐射臂1、2、3、4边沿是由3个椭圆弧的边沿与矩形边沿交叠组成的对称多边形结构；矩形边沿长边k1为3mm~6mm、短边kw1为0.3mm~0.5mm；3个椭圆由靠近巴伦到远离巴伦依次为第1个椭圆、第2个椭圆和第3个椭圆；第1个椭圆的长轴c1/2为4mm~6mm、短轴为1.5mm~2.5mm；第2个椭圆的长轴c2/2为6mm~8.5mm、短轴为1.8mm~3mm；第3个椭圆的长轴c3/2为4mm~6mm、短轴为1.5mm~2.5mm；第1个椭圆中心与第2个椭圆中心的距离z1为3mm~3.5mm，第2个椭圆中心第3个椭圆中心的距离为z1为3mm~3.5mm，第1个椭圆的中心距离矩形边沿长边的垂直距离z2为3mm~3.5mm；所述4个辐射臂厚度fw为0.5mm~1.5mm。

如附图2、3、4所示，反射腔内侧底部为正方形；正方形边长b1为35mm~40mm，反射腔内侧腔体高度h为5mm~12mm、厚度w为0.5mm~2mm。

如附图2、3、4所示，巴伦7、8、9、10高度h1为13mm~17mm、宽度w1为3mm~6mm、厚度fw为0.5mm~1.5mm、侧面距离反射腔中心法线的垂直距离z3为4mm~6mm；巴伦7、8、9、10侧面与馈电片5、6侧面平行，平行距离f1为0.5mm~2mm，高馈电片5与低馈电片6之间缝隙gdf为0.5mm~1mm；高馈电片5的宽度w1为2mm~3mm、厚度gw为0.5mm~1mm、开路侧长度gl2为8mm~12mm、馈电端长度gl1为13mm~18mm；低馈电片宽度w1为2mm~3mm、厚度dw为0.5mm~1mm、开路侧长度dl2为8mm~12mm、馈电端长度dl1为13mm~18mm。

实施例二

基于实施例一中所述一种小型双极化宽频高隔离度天线，如附图5、6所示，本技术方案天线在3.84ghz~6.81ghz频带范围内，天线+/-45度2个极化的驻波vswr均小于2，在该频带内的双极化隔离度最差为-24db。

如附图7所示，本技术方案天线在3.84ghz~6.81ghz频带范围内，天线+/-45度2个极化的增益为7.2db~8.9db。在4ghz、5ghz、6.2ghz时、天线+/-45度2个极化的e面方向图和h面方向图如附图8、9、10所示。

由技术常识可知，本技术方案可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本新型范围内或在等同于本新型的范围内的改变均被本新型包含。