寬頻帶雙極化印刷天線單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及寬頻帶雙極化印刷天線單元。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)天線的要求越來(lái)越高。小型化、輕量化也成為天線設(shè)計(jì)的要求。印刷天線以其易于制作、重量輕等特點(diǎn)越來(lái)越受到人們的重視。但是，微帶天線因?yàn)閹捿^窄，難以滿足寬頻帶工作的要求。采用多層微帶貼片雖然可以提高天線的工作帶寬，但卻增加了制造成本。印刷振子天線能滿足寬帶工作的要求，且僅需單片介質(zhì)，成本較低，重量輕，但是傳統(tǒng)的印刷振子天線，若要達(dá)到很寬的阻抗匹配帶寬，一般需要復(fù)雜的巴倫饋電結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。巴倫結(jié)構(gòu)需要與偶極子共面印刷或垂直安裝，這些都導(dǎo)致饋電結(jié)構(gòu)或安裝變得復(fù)雜，并且需要更大面積的介質(zhì)基片，增加了成本。若是需要組合成雙極化形式，則天線形式變得更加復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的寬頻帶雙極化印刷天線單元。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:寬頻帶雙極化印刷天線單元，包括天線輻射單元、反射單元、同軸饋線和非金屬支撐結(jié)構(gòu)，天線輻射單元通過(guò)非金屬支撐結(jié)構(gòu)平行的安裝在反射單元上，天線福射單元包括福射振子、介質(zhì)基板和饋電單元，福射振子及饋電單元蝕刻于介質(zhì)基板的正反面，輻射振子由正交蝕刻的兩對(duì)輻射臂構(gòu)成，每對(duì)輻射臂包含位于介質(zhì)基板正面的兩個(gè)輻射臂和對(duì)應(yīng)的位于介質(zhì)基板反面的兩個(gè)輻射臂，位于介質(zhì)基板正面的兩個(gè)輻射臂和位于介質(zhì)基板反面的兩個(gè)輻射臂通過(guò)設(shè)置在介質(zhì)基板上的通孔電連接，蝕刻于介質(zhì)基板的正反面的饋電單元通過(guò)設(shè)置在介質(zhì)基板上的通孔電連接。
[0005]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，輻射振子包括A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面、B極化印刷振子第二輻射臂頂面、A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面，A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面和B極化印刷振子第二輻射臂頂面均蝕刻于介質(zhì)基板的正面，A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面均蝕刻于介質(zhì)基板的反面，A極化印刷振子第一輻射臂頂面和A極化印刷振子第二輻射臂頂面關(guān)于介質(zhì)基板的中心對(duì)稱，B極化印刷振子第一輻射臂頂面和B極化印刷振子第二輻射臂頂面關(guān)于介質(zhì)基板的中心對(duì)稱，A極化印刷振子第一輻射臂底面和A極化印刷振子第二輻射臂底面關(guān)于介質(zhì)基板的中心對(duì)稱，B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面關(guān)于介質(zhì)基板的中心對(duì)稱。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，蝕刻于介質(zhì)基板的正面的A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面、B極化印刷振子第二輻射臂頂面相鄰的兩者之間均設(shè)置有縫隙，蝕刻于介質(zhì)基板的反面的A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面相鄰的兩者之間均設(shè)置有縫隙。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，A極化印刷振子第一輻射臂底面與A極化印刷振子第一輻射臂頂面通過(guò)貫穿介質(zhì)基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接，A極化印刷振子第二輻射臂底面與A極化印刷振子第二輻射臂頂面通過(guò)貫穿介質(zhì)基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接，B極化印刷振子第一輻射臂底面與B極化印刷振子第一輻射臂頂面通過(guò)貫穿介質(zhì)基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接，B極化印刷振子第二輻射臂底面與B極化印刷振子第二輻射臂頂面通過(guò)貫穿介質(zhì)基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面和B極化印刷振子第二輻射臂頂面由環(huán)狀的圓形和對(duì)應(yīng)的環(huán)狀多邊形組成。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面為環(huán)狀的半圓形。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，介質(zhì)基板為FR-4板，所述介質(zhì)基板的介電常數(shù)為4.4。
[0011 ]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，饋電單元包括A極化饋線頂面單元、B極化饋線、A極化饋線底面單元、A極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元和B極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元，A極化饋線頂面單元與B極化饋線均設(shè)置在介質(zhì)基板的正面，A極化饋線底面單元、A極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元和B極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元均設(shè)置在介質(zhì)基板的反面，A極化饋線頂面單元與B極化饋線相互垂直，A極化饋線頂面單元與A極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元通過(guò)貫穿介質(zhì)基板的第三金屬化通孔電連接，B極化饋線與B極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元通過(guò)貫穿介質(zhì)基板的第三金屬化通孔電連接。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，同軸饋線包括第一同軸饋線和第二同軸饋線，第一同軸饋線的內(nèi)導(dǎo)體通過(guò)第三金屬化通孔與A極化饋線頂面單元電連接，第一同軸饋線的外導(dǎo)體與A極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元電連接，第二同軸饋線的內(nèi)導(dǎo)體通過(guò)第三金屬化通孔與B極化饋線電連接，第二同軸饋線的外導(dǎo)體與B極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元電連接。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，天線輻射單元和反射單元之間的距離為35mm。
[0014]本發(fā)明具有積極的效果:I)本發(fā)明的輻射振子由正交蝕刻的兩對(duì)輻射臂構(gòu)成，制作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊；
[0015]2)本發(fā)明的兩個(gè)極化輻射振子互為耦合寄生振子，采用寬度可變的縫隙和雙面蝕刻的輻射臂，有效的展寬了天線的帶寬；
[0016]3)同軸饋線便于與同軸線焊接，安裝方便。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中:
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的前視圖；
[0020]圖3是本發(fā)明的左視圖；
[0021 ]圖4是介質(zhì)基板的正面圖；
[0022]圖5是介質(zhì)基板的反面圖；
[0023]圖6是本發(fā)明的回波損耗及端口隔離度測(cè)試結(jié)果圖。
[0024]其中，1、天線福射單元，2、反射單元，3、同軸饋線，4、非金屬支撐結(jié)構(gòu)，6、介質(zhì)基板，51、A極化印刷振子第一輻射臂頂面，52、A極化印刷振子第二輻射臂頂面，53、B極化印刷振子第一輻射臂頂面，54、B極化印刷振子第二輻射臂頂面，55、A極化印刷振子第一輻射臂底面，56、A極化印刷振子第二輻射臂底面，57、B極化印刷振子第一輻射臂底面，58、B極化印刷振子第二福射臂底面，61、第一金屬化通孔，62、第二金屬化通孔，63、第三金屬化通孔，71、A極化饋線頂面單元，7 2、B極化饋線，7 3、A極化饋線底面單元，74、A極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元，75、B極化饋電同軸線外導(dǎo)體焊接單元。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1-圖3所示，本發(fā)明公開(kāi)了寬頻帶雙極化印刷天線單元，包括天線輻射單元1、反射單元2、同軸饋線3和非金屬支撐結(jié)構(gòu)4，天線輻射單元I通過(guò)非金屬支撐結(jié)構(gòu)4平行的安裝在反射單元2上，天線福射單元I包括福射振子、介質(zhì)基板6和饋電單元，福射振子及饋電單元蝕刻于介質(zhì)基板6的正反面，輻射振子由正交蝕刻的兩對(duì)輻射臂構(gòu)成，每對(duì)輻射臂包含位于介質(zhì)基板6正面的兩個(gè)輻射臂和對(duì)應(yīng)的位于介質(zhì)基板6反面的兩個(gè)輻射臂，位于介質(zhì)基板6正面的兩個(gè)輻射臂和位于介質(zhì)基板6反面的兩個(gè)輻射臂通過(guò)設(shè)置在介質(zhì)基板6上的通孔電連接，蝕刻于介質(zhì)基板6的正反面的饋電單元通過(guò)設(shè)置在介質(zhì)基板6上的通孔電連接。
[0026]如圖4和圖5所示，輻射振子包括A極化印刷振子第一輻射臂頂面51、A極化印刷振子第二輻射臂頂面52、B極化印刷振子第一輻射臂頂面53、B極化印刷振子第二輻射臂頂面54、A極化印刷振子第一輻射臂底面55、A極化印刷振子第二輻射臂底面56、B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58，A極化印刷振子第一輻射臂頂面51、A極化印刷振子第二輻射臂頂面52、B極化印刷振子第一輻射臂頂面53和B極化印刷振子第二輻射臂頂面54均蝕刻于介質(zhì)基板6的正面，A極化印刷振子第一輻射臂底面55、A極化印刷振子第二輻射臂底面56、B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58均蝕刻于介質(zhì)基板6的反面，A極化印刷振子第一輻射臂頂面51和A極化印刷振子第二輻射臂頂面52關(guān)于介質(zhì)基板6的中心對(duì)稱，B極化印刷振子第一輻射臂頂面53和B極化印刷振子第二輻射臂頂面54關(guān)于介質(zhì)基板6的中心對(duì)稱，A極化印刷振子第一輻射臂底面55和A極化印刷振子第二輻射臂底面56關(guān)于介質(zhì)基板6的中心對(duì)稱，B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58關(guān)于介質(zhì)基板6的中心對(duì)稱。
[0027]其中，蝕刻于介質(zhì)基板6的正面的A極化印刷振子第一輻射臂頂面51、A極化印刷振子第二輻射臂頂面52、B極化印刷振子第一輻射臂頂面53、B極化印刷振子第二輻射臂頂面54相鄰的兩者之間均設(shè)置有縫隙，蝕刻于介質(zhì)基板6的反面的A極化印刷振子第一輻射臂底面55、A極化印刷振子第二輻射臂底面56、B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58相鄰的兩者之間均設(shè)置有縫隙。正交蝕刻的兩對(duì)輻射臂通過(guò)寬度漸變的縫隙實(shí)現(xiàn)耦合，通過(guò)合理的調(diào)節(jié)縫隙的寬度，可以使得寬頻帶雙極化印刷天線單元天線覆蓋頻段1710-2690MHZ，同時(shí)由于輻射振子由正交蝕刻的兩對(duì)輻射臂構(gòu)成，一個(gè)極化用于饋電時(shí)，另外一個(gè)極化上通過(guò)的電流很小，可以獲得27dB的高隔離度。
[0028]A極化印刷振子第一輻射臂底面55與A極化印刷振子第一輻射臂頂面51通過(guò)貫穿介質(zhì)基板6的若干第一金屬化通孔61和若干第二金屬化通孔62電連接，A極化印刷振子第二輻射臂底面56與A極化印刷振子第