一种新型低剖面双极化基站天线制造技术

本发明专利技术属于无线通信和天线技术领域，提供一种新型低剖面双极化基站天线，其结构包括一个印刷在介质基板四周的金属环和印刷在介质基板中间方形结构的金属地板以及印刷在介质基板正面四个方形金属寄生单元，两个同轴线以及与同轴线相连接的馈电网络，一个新型人工磁导体。其中，天线辐射结构中的四个方形金属寄生单元印刷在上方介质基板的正面，金属环和方形金属地板印刷在下方介质基板的正面，与同轴线相连的金属微带线印刷在下方介质基板的背面，在天线辐射体下方加载一个新型人工磁导体结构。本发明专利技术天线高度低，谐振带宽大，增益稳定，半功率波瓣宽度稳定，隔离度高，可应用于低剖面2G/3G/4G基站天线场景。剖面2G/3G/4G基站天线场景。剖面2G/3G/4G基站天线场景。

【技术实现步骤摘要】
一种新型低剖面双极化基站天线


[0001]本专利技术属于无线通信和天线
，涉及一种新型低剖面双极化基站天线。

技术介绍

[0002]随着5G时代的到来，无线通信技术得到了飞速的发展。与此同时，基站得到了广泛的应用。天线作为基站的重要收发设备，无线通信系统对于基站天线性能的要求更加的严格。例如，基站天线应该有足够宽的阻抗带宽。随着通信技术的快速发展，通信频段的增多，基站天线应该有足够宽的阻抗带宽来覆盖更多的通信频段；其次，基站天线不同端口之间的干扰要足够小，因此，基站天线应该具备高的隔离度；然后，基站设备的空间是有限的，为了提高基站的空间利用率，基站天线的尺寸应该足够的小，高度足够低。因此，天线低剖面成为天线设计热门的研究方向之一。
[0003]使用人工磁导体结构(Artificial Magnetic Conductor，AMC)作为天线反射面，代替传统的金属地板作为反射面，将大大降低天线高度。然而设计宽带AMC是一个难点，宽带AMC结合天线辐射体保持基站天线的性能要求是另一个难点。因此，本专利技术致力于设计宽带高隔离度低剖面的2G/3G/4G基站天线。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于使用AMC作为天线的反射面可以降低天线的轮廓高度，使天线轮廓变低。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种新型低剖面双极化基站天线，所述的新型低剖面双极化基站天线包括一个双极化天线辐射结构，一个差分馈电电路，两个金属短路柱，一个AMC反射面结构。所述的AMC反射面是一个7X7的周期性结构，周期单元由一块方形介质基板和两个等大的方形的金属贴片组成，金属贴片略小于介质基板的尺寸，金属贴片分别印刷在介质基板的正面和背面。
[0007]所述的双极化天线辐射结构包括介质基板5A，介质基板26B，四个等大的方形金属贴片1A、2B、3C、4D，环形金属贴片17。所述介质基板5A位于介质基板26B的上方，且介质基板5A的背面与介质基板26B的正面之间有一层金属贴片的间距，金属贴片的厚度为0.035mm。所述的四个等大的方形金属贴片1A、2B、3C、4D分别印刷在介质基板5A正面的四个角处，所述的环形金属贴片17印刷在介质基板26B正面的边框上。所述的介质基板5A上设有非金属过孔C12，所述的介质基板26B设有非金属过孔19D，所述介质基板31C上设有非金属过孔32F,非金属过孔C12和非金属过孔19D和非金属过孔32F的中心在同一条直线上，尼龙柱43穿过非金属过孔C12和非金属过孔19D和非金属过孔32F，起到固定支撑的作用。
[0008]所述的差分馈电电路包括方形金属地板18，金属贴片27G，金属贴片28H，金属贴片29I，金属贴片30J，金属贴片6E，金属贴片7F，两个同轴线40A、41B。所述的方形金属地板18印刷在介质基板26B的正面，方形金属地板18中心与介质基板26B中心重合，所述的方形金属地板18上设有金属过孔G20、非金属过孔D21、金属过孔H22、非金属过孔E23、金属过孔
I24、金属过孔K25。所述的金属贴片27G、28H、29I、30J印刷在介质基板26B的背面，其中，金属贴片27G、28H是直的微带线，金属贴片29I、30J是弯曲的微带线，金属贴片29I、30J为“几”字形结构，两端均设有金属过孔；之所以金属贴片29I设计成“几”字形结构是为了让金属贴片29I的长度和金属贴片7F、27G的长度相等，保证电流到达辐射体时的相位一致；金属贴片30J的长度和金属贴片28H的长度相等，同样也是为了保证电流到达辐射体时的相位相等。所述金属贴片27G、28H、29I、30J的一端分别在介质基板26B的中心附近，另一端分别在介质基板26B四周边框的中心位置。所述的金属贴片6E，7F印刷在介质基板A5的正面，其中，金属贴片6E，7F是直的微带线，两端均设有非金属过孔，金属贴片6E，7F沿长度方向相互垂直设于介质基板A5正面中心位置处，两个金属贴片6E，7F之间留有空隙。所述同轴线40A穿过介质基板31C上的非金属过孔34G，所述金属贴片29I靠近介质基板26B中心一端的非金属过孔21D与同轴线40A的外导体相焊接在一起，同轴线40A的内导体与金属馈电微带线7F上的非金属过孔8A焊接在一起，然后通过金属过孔22A穿过介质基板5A、26B将金属贴片7F与金属贴片27A相连。所述的金属贴片30J靠近介质基板26B中心一端的非金属过孔23E与同轴线41B的外导体相焊接在一起，同轴线41B的内导体与金属贴片6E上的非金属过孔9B焊接在一起，然后通过金属过孔穿过介质基板5A、26B将金属贴片6E与金属贴片27G相连。在介质基板26B四周边框的中心位置上做金属过孔13C、14D、15E、16F，金属贴片27G、28H、29I、30J与环形金属贴片17相连，天线产生
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450极化波。通过调节四个金属贴片1A、2B、3C、4D的尺寸改变分布式电容，进而扩展天线的阻抗带宽。
[0009]所述的金属柱44A，45B为金属短路柱。所述金属短路柱44A的一端与方形金属地板18上的金属过孔孔24I焊接在一起，金属短路柱44A穿过介质基板31C上的非金属过孔35H,另一端焊接在与金属过孔24I垂直对应的金属地板42上；所述金属短路柱45B的一端与方形金属地板18上的金属过孔25K焊接在一起，另一端焊接在与金属过孔25K垂直对应的金属地板42上；之所以采用两个金属短路柱将方形金属地板18与金属地板42连在一起，是为了提高天线端口之间的隔离度。运用金属短路柱，可以减少方形金属底板18上电流的强度，因此可以降低天线工作时两个馈电端口之间的干扰程度。
[0010]所述的AMC反射面33，AMC是周期性结构，其特点是当入射波射到AMC表面上时，可以产生与入射波相同相位的反射波。采用AMC作为天线的反射面，天线可以打破辐射体距离反射面四分之一波长的限制，因此可以降低天线轮廓的高度。本天线的AMC结构单元由介质基板36D，金属贴片37K，金属贴片38L，金属贴片39M组成。所述的介质基板36D为方形介质基板，金属贴片37K、38L均为方形金属贴片，印刷在介质基板36D的正反两面，金属贴片37K、38L的尺寸比介质基板36D的尺寸略小。为了提高AMC结构
±
900相位的带宽，在金属贴片37K与39M之间采用一定距离的空气。在介质基板36D的下方印刷一层金属贴片37K，可以让相位曲线向低频移动，因此起到了小型化的作用。
[0011]以上所述的介质基板均为介电常数是4.4、厚度为0.8mm的FR
‑
4材质制成。
[0012]本专利技术的工作过程为：首先设计优化金属反射面的双极化天线；然后设计合适的AMC结构单元，满足对应的频段相位在
‑
900～900之间；为了提高端口之间的隔离度，在方形金属地板和金属地板之间通过两个金属短路柱相连。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0014](1)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型低剖面双极化基站天线，其特征在于，所述的低剖面双极化基站天线包括一个双极化天线辐射结构，一个差分馈电电路，两个金属短路柱，一个新型AMC反射面结构；所述的双极化天线辐射结构包括介质基板(5A)，介质基板(26B)，四个等大的方形金属贴片(1A)、(2B)、(3C)、(4D)，环形金属贴片(17)；所述介质基板(5A)位于介质基板(26B)的上方，且介质基板(5A)的背面与介质基板(26B)的正面之间有一层金属贴片的间距；所述的四个等大的方形金属贴片(1A)、(2B)、(3C)、(4D)分别印刷在介质基板(5A)正面的四个角处，环形金属贴片(17)印刷在介质基板(26B)正面的边框上；所述的介质基板(5A)上设有非金属过孔(C12)，介质基板(26B)设有非金属过孔(19D)，介质基板(31C)上设有非金属过孔(32F)，非金属过孔(C12)、(19D)、(32F)的中心在同一条直线上，尼龙柱(43)穿过非金属过孔(C12)和非金属过孔(19D)和非金属过孔(32F)；所述的差分馈电电路包括方形金属地板(18)，六个金属贴片((27G)
‑
(7F))，两个同轴线(40A)、(41B)；所述的方形金属地板(18)印刷在介质基板(26B)的正面，方形金属地板(18)中心与介质基板(26B)中心重合，所述的方形金属地板(18)上设有金属过孔；金属贴片(27G)、(28H)、(29I)、(30J)印刷在介质基板(26B)的背面，其中，金属贴片(27G)、(28H)是直的微带线，金属贴片(29I)、(30J)是弯曲的微带线，金属贴片(29I)、(30J)为“几”字形结构，两端均设有金属过孔；金属贴片(29I)长度和金属贴片(7F)、(27G)长度相等，保证电流到达辐射体时的相位一致；金属贴片(30J)的长度和金属贴片(28H)的长度相等，保证电流到达辐射体时的相位相等；所述金属贴片(27G)、(28H)、(29I)、(30J)的一端分别在介质基板(26B)的中心附近，另一端分别在介质基板(26B)四周边框的中心位置；所述的金属贴片(6E)，(7F)印刷在介质基板(A5)的正面，其中，金属贴片(6E)，(7F)是直的微带线，两端均设有非金属过孔，金属贴片(6E)，(7F)沿长度方向相互垂直设于介质基板(A5)正面中心位置处，两个金属贴片(6E)，(7F)之间留有空隙；所述同轴线(40A)穿过介质基板(31C)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长飞，孙佳兴，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：