[发明专利]宽带双极化电磁偶极子天线

说明书

技术领域

本发明涉及双极化天线技术领域，尤其涉及新型宽带双极化电磁偶极子天线。

背景技术

双极化天线因其极化多样性，可以有效地在有限的安装空间内扩展信道容量，大大缓解通信系统中的多径衰落的问题而在近些年得到普遍的应用。传统的采用探针激励的微带天线，虽然可以实现双极化的特性，但是这种双探针激励出来的工作频带一般很窄，这也是其在实际应用中遇到的最大的瓶颈。

利用电磁偶极子互补原理实现宽带双极化电磁偶极子天线，相比于传统的探针激励的微带天线，可以大大提高天线的工作带宽，这种天线巧妙地利用电偶极子与磁偶极子在E面，H面方向图互补的特性，适当调节电偶极子与磁偶极子的相对位置，实现E面和H面方向图一致的特性。同时，相比于传统探针激励的双极化微带天线，该天线采用正交的Γ型馈线结构，大大提高双极化天线的隔离度，另外，天线增益也有很大的提高。

宽带双极化电磁偶极子天线结构简单，加工成本低，不但可以节省设备安装的空间，还可以大大减小天线的制作成本。因此对这种天线进行研究从而获得更高性能的天线技术指标具有重要的实际工程价值。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种新型宽带双极化电磁偶极子天线，通过采用缝隙加载，使用宽带电偶极子和与之互补磁偶极子，折叠的Γ型馈线结构实现天线的宽带双极化性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

新型宽带双极化电磁偶极子天线，所述天线包括正交的领结型电磁偶极子，所述每个电磁偶极子包括一个电偶极子，一个磁偶极子，所述电偶极子包括一对正交领结型贴片，所述磁偶极子包括与领结型短边相连的垂直贴片以及两者之间的地磁偶极子高度为四分之一波长，调整电偶极子与磁偶极子位置使其正交放置，实现天线宽带双极化的特性。

所述电磁偶极子采用弯折的Γ型馈电结构来实现馈电，所述馈电结构包括三部分：馈线的第一部分是与地板底部的同轴接接的垂直部分；与第一部分相连同时分别朝上下两个相反方向弯折的水平部分为第二部分；第三部分为连接在所述第二部分上的末端的垂直贴片；其中，同轴接头与馈线通过锡焊进行连接，馈线的三个部分是一个整体贴片，经过冲压弯折技术成型。

进一步的，所述电偶极子上开有对称缝隙，利用缝隙加载技术可以增加高频谐振性能。

进一步的，所述Γ馈线的第二部分通过反复向上向下弯折，用于提高天线的隔离度。

进一步的，在所述天线的四周设置与天线等高的金属围栏以及在所述天线底部设置金属底面，整体形成上部开口的金属盒子。

进一步的，所述磁偶极子中垂直贴片底部开有矩形凹槽，用来提高天线良好的方向图特性。

进一步的，所述金属盒子为铜制。本发明具有如下创新：

1.本发明主要提出一种新型宽带双极化电磁偶极子天线，通过电磁偶极子天线互补原理实现天线宽带双极化，高隔离度，高增益，E面H面方向图良好的一致性。

2.结构简单：结构为金属构造，简单紧凑，方便加工。

3.创新性强，技术前瞻性好：本发明在使用正交的领结型缝隙加载贴片构成电偶极子，实现了宽带特性，同时使用弯折的馈电结构提高提高天线的隔离度，创新性强；其可与PCB技术配合使用，实现低剖面等功能，拓展了基站天线的应用范围，具有很好的技术前瞻性。

4.宽带高隔离度高增益：宽带双极化天线能够实现相对带宽83.3％，E、H面方向图一致性良好，整个工作频带内天线的增益在7dBi以上，且增益稳定。

5.加工成本低：整个天线单元采用0.2毫米厚度的黄铜加工，成本低。

附图说明

图1为本发明电磁偶极子天线整体图；

图2、图3分别为电磁偶极子天线的主视图和侧视图；

图4为本发明正交的Γ型馈电结构示意图；

图5为本发明S11与S22结果图；

图6为本发明隔离度结果图；

图7为本发明天线增益图；

图8为本发明天线前后比图；

图9、图10、图11分别为天线在2.4GHz,3.4GHz,4.4GHz工作方向图。

具体实施方式