臂al和a3相同；福射振子臂al是由边长为18. 2mm的正 方形分别切去四个直角所构成的近似八边形振子臂，其中+45°角平分线上的两个切角边 长均为2mm，-45°角平分线上的两个切角边长均为7mm;福射振子臂al的中屯、位置开有空 隙all,W在同等面积下延长电流路径，实现天线小型化，空隙all形状为箭头型，空隙all 也可采用圆形、矩形或其他形状。福射振子臂a2和a4分别在±45°角平分线靠近中屯、处 蚀刻有半径为1. 5mm的馈电半圆孔，W分别焊接与其对应的两个同轴线4的外巧。±45° 平面馈电探针2均为长L3为4. 24mm，宽W3为0. 86mm的矩形，并在竖直投影方向上位于上 述正方形区域内，其中-45°平面馈电探针与福射振子臂a3形成一体化结构，+45°平面馈 电探针至上而下穿过所述金属过孔与福射振子臂al连接。
[0026] 参照图4,人工磁导体反射板3包括反射介质板31、方形贴片32、地板33,反射介 质板31采用介电常数为4. 4的FR-4材料，其边长L1为112臟，厚度hi为5mm;其上表面 印制有NXN个方形贴片32阵列，方形贴片32阵列阶数N= 7,方形贴片32的边长L4为 15mm，相邻贴片间距gl为1. 1mm，反射介质板31的边长L1由L4和gl共同决定；反射介质 板31的下表面印制有地板33。该人工磁导体反射板3通过所述=层结构，同现有金属反射 板相比，具有零反射相位特性和波束控制特性，有效地实现了低剖面、小型化的目的。
[0027] 实施例2:
[002引实施例2与实施例1结构相同，仅对W下参数做修改：方形贴片的边长L4 = 14mm， 相邻方形贴片间距gl= 1mm，方形贴片阵列的阶数N= 6,馈电探针的长度L3 = 4mm，宽度 W3 = 0. 5mm，介质材料板下表面与人工磁导体反射板上表面的距离H= 10mm，反射介质板的 厚度hi= 4. 5mm。
[0029] 实施例3;
[0030] 实施例3与实施例1结构相同，仅对W下参数做修改：方形贴片的边长L4 = 17mm， 相邻方形贴片间距gl= 1.2mm，方形贴片阵列的阶数N= 8,平面馈电探针的长度L3 = 4. 5mm，宽度W3 = 1mm，介质材料板下表面与人工磁导体反射板上表面的距离H= 11mm，反 射介质板的厚度hi= 5. 5mm。
[0031] 本发明的优点可通过实施例1的仿真结果作进一步说明：
[00对 1、仿真内容
[0033] 利用仿真软件HFSS对上述实施例1进行仿真。其端口反射系数和隔离度如图5 所示；在+45°振子单端口馈电时，2. 4GHz、2. 6GHz两个频点处的水平面远场福射方向图如 图6所示；±45°双极化振子在不同频点的3地水平波束宽度、3地垂直波束宽度、主方向 交叉极化比、单元增益的指标汇总结果如表1所示。
[0034] 2、仿真结果
[0035] 参照图5,为本发明实施例1的端口反射系数和隔离度仿真曲线图。可W看出在反 射系数小于-10地的工作频带为2. 30GHz~2. 75GHz，隔离度大于25地。包含移动通信工 作频段LTE2300、WLAN、LTE2500。说明本发明具有良好的阻抗带宽特性。
[0036] 参照图6,为本发明实施例1在+45°振子单端口馈电时，在2. 4GHz和2. 6GHz频 点处的水平面方向图（XOZ)，分别对应图6(a)、图6化），方向图中包含主极化和交叉极化。 可W看出在工作频段内，主极化方向图稳定。
[0037] 参照表1，为本发明实施例1的±45。振子在不同频点的3地水平波束宽度、3地 垂直波束宽度、主方向交叉极化比、单元增益的指标汇总。从表中可W看出，3地水平波束宽 度和3地垂直波束宽度变化平缓，本发明满足整个宽频带内均满足70° ±2°，说明天线同 样具有良好的方向图带宽稳定性。交叉极化比大于28地，具有较低的交叉极化。增益稳定 且大于8地。
[00%]
[0039]表1
[0040]W上仿真结果说明本发明在实现低剖面、小型化的前提下具有宽频带、高隔离度、 福射性能稳定等优点。
[0041] W上描述和实施例，仅为本发明的优选实例，不构成对本发明的任何限制，显然对 于本领域的专业人员来说，在了解了本
【发明内容】
和设计原理后，都可能在基于本发明的原 理和结构的情况下，进行形式上和细节上的各种修正和改变，但是该些基于本发明思想的 修正和改变仍在本发明的权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种低剖面双极化基站天线，包括辐射振子、馈电巴伦和反射板；其特征在于：所述 辐射振子采用±45°双极化平面振子（1)，所述馈电巴伦采用±45°平面馈电探针（2)，所 述反射板采用人工磁导体反射板（3);在该人工磁导体反射板（3)的正上方设置有通过四 个支撑柱（5)固定的介质材料板（6);在该介质材料板（6)的上表面印制有+45°平面馈电 探针，在其下表面印制有-45°平面馈电探针和±45°双极化平面振子，两个平面馈电探 针在竖直投影方向上正交；两个平面振子均通过同轴线（4)激励，该同轴线（4)输出端的内 芯和外芯分别与±45°平面馈电探针（2)和±45°双极化平面振子（1)相连。2. 根据权利要求1所述的低剖面双极化基站天线，其特征在于人工磁导体反射板（3) 包括反射介质板（31)、方形贴片（32)和地板（33);所述反射介质板（31)的厚度为hl， 4. 4mmShl<5. 2mm;其上表面印制有NXN个方形贴片（32)阵列，方形贴片的边长为L4， 14mm<L3 < 16mm，相邻方形贴片间距为gl，Imm<gl<I. 2mm，方形贴片阵列的阶数为N， 6彡N彡8 ;反射介质板（31)的下表面印制有地板（33)。3. 根据权利要求1所述的低剖面双极化基站天线，其特征在于介质材料板（6)下表面 和人工磁导体反射板（3)上表面之间的距离为H，H的取值范围为9. 5~11. 5mm。4. 根据权利要求1所述的低剖面双极化基站天线，其特征在于±45°双极化平面振子 (1) 均由两个关于介质材料板（6)中心对称的近似八边形振子臂组成，该近似八边形振子 臂的中心位置设置有空隙，用于实现小型化；四个近似八边形振子臂排列成一个中心留有 正方形区域的十字型结构。5. 根据权利要求1所述的低剖面双极化基站天线，其特征在于±45°平面馈电探针 (2) 均采用矩形结构，其长度L3取值范围为4~4. 5mm，宽W3取值范围为0? 7~1mm，±45° 平面馈电探针（2)分别关于介质材料板（6)中心对称，其竖直投影位于四个近似八边形振 子臂围成的正方形区域内。6. 根据权利要求1所述的低剖面双极化基站天线，其特征在于同轴线（4)的输入端分 别与各自对应的SM接头相连，该SM接头置于人工磁导体反射板（3)下方，形成底部馈电 结构。7. 根据权利要求1所述的低剖面双极化基站天线，其特征在于支撑柱（5)采用非金属 材料。
【专利摘要】本发明公开了一种低剖面双极化基站天线，用于解决现有基站天线剖面高、反射板尺寸大的问题。包括±45°双极化平面振子(1)、±45°平面馈电探针(2)、人工磁导体反射板(3)、同轴线(4)、支撑柱(5)和介质材料板(6)；介质材料板(6)的上表面印制+45°的平面馈电探针，下表面印制-45°平面馈电探针和±45°双极化平面振子；介质材料板(6)通过支撑柱(5)固定在人工磁导体反射板(3)的正上方，该人工磁导体反射板(3)包括反射板介质板(31)、方形贴片(32)和地板(33)；同轴线(4)用于实现对天线的激励。本发明具有剖面低、反射板尺寸小的特点，适用于移动通信基站天线。
【IPC分类】H01Q21/24, H01Q1/38, H01Q1/50, H01Q15/14, H01Q19/10
【公开号】CN104900998
【申请号】CN201510224374
【发明人】刘 英, 王玖, 周艳民, 龚书喜
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月5日