本發(fā)明涉及無線通信天線，尤其是一種新型雙極化貼片天線陣列。

背景技術(shù)：

1、天線作為通信系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵部件，用于實現(xiàn)導(dǎo)行波與自由空間電磁波間的轉(zhuǎn)換。對于戶外的無線通信系統(tǒng)，需要高增益高效率的天線來實現(xiàn)較遠距離或者較大范圍的信號覆蓋。在汽車領(lǐng)域，電動化和智能化正加速發(fā)展，隨著汽車保有量的日益增加，智能路網(wǎng)、車路協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)亟待加強，因此對高性能的車聯(lián)網(wǎng)天線的需求也日漸凸顯。

2、應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的天線，工作頻段為5.15-6.125ghz，收發(fā)分離，需采用雙極化天線，對收發(fā)端口之間的隔離度要求高，然而，雙極化的貼片天線作為低剖面、低成本的解決方案，其駐波帶寬和極化隔離度難以滿足使用需求，現(xiàn)有技術(shù)中，端口隔離度一般只有20db左右，基本無法實現(xiàn)超過25db的隔離度。

3、其次，車聯(lián)網(wǎng)天線應(yīng)用于戶外場景，必須有可靠的防雷擊設(shè)計才行，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏能滿足此需求并且簡單易行的設(shè)計；再次，天線振子和饋電網(wǎng)絡(luò)的基材選擇，如果使用純金屬，則必須考慮可靠的支撐方式，設(shè)計支撐件會導(dǎo)致成本大幅增加，如果使用pcb作為基材，那介質(zhì)材料帶來的損耗會使天線的增益降低，信號覆蓋能力下降，系統(tǒng)能耗上升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理的新型雙極化貼片天線陣列，從而極大地提升了端口之間的隔離度，并實現(xiàn)了輻射貼片更寬的阻抗帶寬。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種新型雙極化貼片天線陣列，包括反射板，所述反射板頂面間隔安裝有pcb板一，pcb板一頂面間隔安裝有pcb板二；朝向pcb板二的pcb板一側(cè)面設(shè)置有輻射貼片，朝向pcb板一的pcb板二側(cè)面設(shè)置有引向片，由輻射貼片與相應(yīng)引向片匹配構(gòu)成多個振子單元；所述pcb板二包括有間隔并列布設(shè)的兩個，由兩個pcb板二與pcb板一匹配構(gòu)成的振子單元分別輻射垂直極化波和水平極化波。

4、作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

5、位于每個輻射貼片中部的pcb板一上均開設(shè)有通孔一，位于每個引向片中部的pcb板二上均開設(shè)有通孔二；所述反射板頂面向上延伸形成有與振子單元一一對應(yīng)的螺柱一，螺柱一向上依次穿過通孔一、通孔二。

6、位于反射板與pcb板一之間的螺柱一上套裝有墊圈一，位于pcb板一與pcb板二之間的螺柱一上套裝有墊圈二，向上穿過pcb板二的螺柱一端部配裝有螺母一；所述螺柱一為金屬螺柱，墊圈一、墊圈二、螺母一均采用塑料材質(zhì)。

7、朝向反射板的pcb板一側(cè)面上布設(shè)有饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)有兩組，兩組饋電網(wǎng)絡(luò)分別對應(yīng)于兩個pcb板二；位于pcb板一各個輻射貼片的邊緣處均開設(shè)有金屬化過孔，由金屬化過孔將位于pcb板一一側(cè)側(cè)面上的輻射貼片與位于pcb板一另一側(cè)側(cè)面上的饋電網(wǎng)絡(luò)連接導(dǎo)通。

8、兩組饋電網(wǎng)絡(luò)分別為垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)和水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)采用一分四微帶功分器結(jié)構(gòu)，饋電網(wǎng)絡(luò)與反射板之間由空氣填充。

9、背離pcb板一的反射板側(cè)面上安裝有n型同軸連接器，n型同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體向內(nèi)依次穿過反射板、pcb板一，pcb板一上布設(shè)有與內(nèi)導(dǎo)體端部焊接的焊盤一，焊盤一與pcb板一側(cè)面的饋電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)通，實現(xiàn)饋電。

10、與焊盤一導(dǎo)通處的饋電網(wǎng)絡(luò)上延伸形成金屬微帶枝節(jié)，位于金屬微帶枝節(jié)末端處的pcb板一上貫通設(shè)置有金屬圓孔；所述反射板頂面向上延伸形成螺柱二，螺柱二向上穿入金屬圓孔，螺柱二為金屬螺柱，由螺柱二將饋電網(wǎng)絡(luò)與反射板導(dǎo)通。

11、所述金屬微帶枝節(jié)的長度為λg/4，λg為電磁波在饋電網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牟▽?dǎo)波長的中心頻點。

12、位于反射板與pcb板一之間的螺柱二上套裝有墊圈三，向上穿過pcb板一的螺柱二端部配裝有螺母二；所述墊圈三采用塑料材質(zhì)，螺母二采用金屬材質(zhì)。

13、所述引向片與輻射貼片均呈方形結(jié)構(gòu)上下對應(yīng)布設(shè)；單個pcb板二上沿著長度方向間隔布設(shè)有四個引向片，pcb板一上布設(shè)有與兩個pcb板二上引向片相對應(yīng)的兩排輻射貼片。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、本發(fā)明通過將垂直極化、水平極化布設(shè)為兩列、分別對應(yīng)輻射單元，極大地提升了端口之間的隔離度；通過將輻射貼片安裝于pcb板一表面并與反射板間隔安裝，增加了輻射貼片到地的距離，有效助力于實現(xiàn)輻射貼片更寬的阻抗帶寬；

16、本發(fā)明還包括如下優(yōu)點：

17、pcb板一經(jīng)由墊圈一間隔支承于反射板上，在pcb板一的上方印刷形成輻射貼片，在pcb板一的下方印刷形成饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)與反射板之間僅有空氣，既實現(xiàn)了輻射貼片更寬阻抗帶寬，又有效降低了饋電網(wǎng)絡(luò)的線路損耗，提升天線的輻射效率；

18、本發(fā)明中端口之間的隔離度能夠達到30db以上，而現(xiàn)有技術(shù)中垂直極化與水平極化共用輻射單元情形中的隔離度僅能達到20db，實現(xiàn)了跨越式提升；

19、采用螺柱二經(jīng)金屬微帶枝節(jié)將饋電網(wǎng)絡(luò)與反射板導(dǎo)通進行接地，使得高壓低頻電流(如雷電)能夠泄流到地，實現(xiàn)對天線產(chǎn)品的雷擊保護，不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低，而且不影響天線的阻抗匹配和輻射方向圖。

技術(shù)特征：

1.一種新型雙極化貼片天線陣列，包括反射板(1)，其特征在于：所述反射板(1)頂面間隔安裝有pcb板一(4)，pcb板一(4)頂面間隔安裝有pcb板二(5)；朝向pcb板二(5)的pcb板一(4)側(cè)面設(shè)置有輻射貼片(41)，朝向pcb板一(4)的pcb板二(5)側(cè)面設(shè)置有引向片(52)，由輻射貼片(41)與相應(yīng)引向片(52)匹配構(gòu)成多個振子單元；所述pcb板二(5)包括有間隔并列布設(shè)的兩個，由兩個pcb板二(5)與pcb板一(4)匹配構(gòu)成的振子單元分別輻射垂直極化波和水平極化波。

2.如權(quán)利要求1所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：位于每個輻射貼片(41)中部的pcb板一(4)上均開設(shè)有通孔一(43)，位于每個引向片(52)中部的pcb板二(5)上均開設(shè)有通孔二(51)；所述反射板(1)頂面向上延伸形成有與振子單元一一對應(yīng)的螺柱一(11)，螺柱一(11)向上依次穿過通孔一(43)、通孔二(51)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：位于反射板(1)與pcb板一(4)之間的螺柱一(11)上套裝有墊圈一(63)，位于pcb板一(4)與pcb板二(5)之間的螺柱一(11)上套裝有墊圈二(62)，向上穿過pcb板二(5)的螺柱一(11)端部配裝有螺母一(61)；所述螺柱一(11)為金屬螺柱，墊圈一(63)、墊圈二(62)、螺母一(61)均采用塑料材質(zhì)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：朝向反射板(1)的pcb板一(4)側(cè)面上布設(shè)有饋電網(wǎng)絡(luò)(46)，饋電網(wǎng)絡(luò)(46)有兩組，兩組饋電網(wǎng)絡(luò)(46)分別對應(yīng)于兩個pcb板二(5)；位于pcb板一(4)各個輻射貼片(41)的邊緣處均開設(shè)有金屬化過孔(42)，由金屬化過孔(42)將位于pcb板一(4)一側(cè)側(cè)面上的輻射貼片(41)與位于pcb板一(4)另一側(cè)側(cè)面上的饋電網(wǎng)絡(luò)(46)連接導(dǎo)通。

5.如權(quán)利要求4所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：兩組饋電網(wǎng)絡(luò)(46)分別為垂直極化饋電網(wǎng)絡(luò)和水平極化饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)(46)采用一分四微帶功分器結(jié)構(gòu)，饋電網(wǎng)絡(luò)(46)與反射板(1)之間由空氣填充。

6.如權(quán)利要求4所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：背離pcb板一(4)的反射板(1)側(cè)面上安裝有n型同軸連接器(3)，n型同軸連接器(3)的內(nèi)導(dǎo)體向內(nèi)依次穿過反射板(1)、pcb板一(4)，pcb板一(4)上布設(shè)有與內(nèi)導(dǎo)體端部焊接的焊盤一(44)，焊盤一(44)與pcb板一(4)側(cè)面的饋電網(wǎng)絡(luò)(46)導(dǎo)通，實現(xiàn)饋電。

7.如權(quán)利要求6所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：與焊盤一(44)導(dǎo)通處的饋電網(wǎng)絡(luò)(46)上延伸形成金屬微帶枝節(jié)(47)，位于金屬微帶枝節(jié)(47)末端處的pcb板一(4)上貫通設(shè)置有金屬圓孔(45)；所述反射板(1)頂面向上延伸形成螺柱二(12)，螺柱二(12)向上穿入金屬圓孔(45)，螺柱二(12)為金屬螺柱，由螺柱二(12)將饋電網(wǎng)絡(luò)(46)與反射板(1)導(dǎo)通。

8.如權(quán)利要求7所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：所述金屬微帶枝節(jié)(47)的長度為λg/4，λg為電磁波在饋電網(wǎng)絡(luò)(46)上傳輸?shù)牟▽?dǎo)波長的中心頻點。

9.如權(quán)利要求7所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：位于反射板(1)與pcb板一(4)之間的螺柱二(12)上套裝有墊圈三(72)，向上穿過pcb板一(4)的螺柱二(12)端部配裝有螺母二(71)；所述墊圈三(72)采用塑料材質(zhì)，螺母二(71)采用金屬材質(zhì)。

10.如權(quán)利要求1所述的一種新型雙極化貼片天線陣列，其特征在于：所述引向片(52)與輻射貼片(41)均呈方形結(jié)構(gòu)上下對應(yīng)布設(shè)；單個pcb板二(5)上沿著長度方向間隔布設(shè)有四個引向片(52)，pcb板一(4)上布設(shè)有與兩個pcb板二(5)上引向片(52)相對應(yīng)的兩排輻射貼片(41)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新型雙極化貼片天線陣列，包括反射板，反射板頂面間隔安裝有PCB板一，PCB板一頂面間隔安裝有PCB板二；朝向PCB板二的PCB板一側(cè)面設(shè)置有輻射貼片，朝向PCB板一的PCB板二側(cè)面設(shè)置有引向片，由輻射貼片與相應(yīng)引向片匹配構(gòu)成多個振子單元；PCB板二包括有間隔并列布設(shè)的兩個，由兩個PCB板二與PCB板一匹配構(gòu)成的振子單元分別輻射垂直極化波和水平極化波；通過將垂直極化、水平極化布設(shè)為兩列、分別對應(yīng)輻射單元，極大地提升了端口之間的隔離度；通過將輻射貼片安裝于PCB板一表面并與反射板間隔安裝，增加了輻射貼片到地的距離，有效助力于實現(xiàn)輻射貼片更寬的阻抗帶寬。

技術(shù)研發(fā)人員：王力卓,屠偉華,錢軍,馮建國,王利停,李澍
受保護的技術(shù)使用者：江蘇亨鑫科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23