[发明专利]一种基于混合巴伦的宽带双极化基站天线

说明书

一种基于混合巴伦的宽带双极化基站天线，包括第一介质基板、第一上层金属层、第二下层金属层、金属反射板、介质基板混合巴伦和尼龙塑料柱；所述介质基板由至少四个尼龙塑料柱支撑在所述金属反射板上，所述介质基板由介质基板混合巴伦馈电；所述第一上层金属层和所述第二下层金属层分别印刷在介质基板的上下表面；在第一上层金属层和第二下层金属层上分别印制有两个呈交叉的偶极子天线，位于第一上层金属层的偶极子天线与位于第二下层金属层的偶极子天线位置相对应；交叉偶极子之间的间距采用指数曲线渐变结构，极大地改善了天线的匹配；交叉偶极子采用双层金属，介质板的上下金属层各印制两对交叉偶极子，起到了耦合馈电的效果，极大的改善了匹配。

技术领域

本发明涉及天线工程领域，具体涉及一种基于混合巴伦的宽带双极化基站天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，双极化天线已经被广泛应用于无线通信系统中，以缓解信号的多径效应衰落，提高信道容量。在2G/3G/4G应用中，拥有高隔离、高交叉极化比的宽带(1.7-2.7GHz)双极化天线通常采用，以满足严格的实际应用需求。随着MIMO技术和室内波束赋形阵列天线的应用，研究设计具有小型化，高隔离的宽带双极化天线迫在眉睫。因此，为了缩小无线通信设备的安装体积和较少加工成本，设计小型化、宽频带、高隔离度、高交叉极化比的2G/3G/4G天线，已经成为天线研究者的挑战。宽带双极化天线主要有以下三种形式：微带贴片天线，电磁偶极子天线，交叉偶极子天线。微带贴片天线存在很多缺点：带宽很难满足1.7-2.7GHz、较高的交叉极化比、频带内方向图随频率变化较大。电磁偶极子天线虽然性能优异，然而结构复杂，体积较大。交叉偶极子目前被广泛地应用于无线通信系统，因为拥有以下几个优势：适合的工作带宽，稳定的辐射方向图，平面化易于加工。然而，随着通信系统的要求逐渐增高，具有覆盖2G/3G/4G的宽带双极化高隔离天线依旧是研究的热门课题。

交叉偶极子主要有三种馈电形式：直接馈电，耦合馈电，巴伦馈电。Y.H. Cui等人在IEEE Trans.Antennas Propagat.(vol.62,no.9,pp.4836-4840, Jun.2014)上发表的题为“A Broadband Dual-Polarized Planar Antenna for 2G/3G/LTE Base Stations”中介绍了一种同轴线直接馈电的蝴蝶结交叉偶极子天线，该天线在1.7-2.7GHz的带宽内驻波比小于1.5，然而，该天线的尺寸较大，天线辐射口径为55mm×55mm。F.Alizadeh等人在2017Iranian Conference on Electrical Engineering(ICEE)(Tehran,pp.1874-1877,Jul. 2017)上发表了题为“Analysis and design of a broadband dual-polarizedplanar antenna for 2G/3G/4G base stations”的文章，设计了一种同轴线直接馈电的交叉偶极子开缝天线，天线辐射口径缩小至48mm×48mm，隔离度也提高到40dB，然而，天线的VSWR为2，剖面高度也提高到了45mm。以上两个天线都采用同轴线直接馈电结构，天线不易匹配，因而或者天线辐射口径较大，或者天线剖面较高。