一种超宽带小型化交叉圆极化天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信领域中的天线技术领域，具体地，涉及一种超宽带小型化交叉圆极化天线。
【背景技术】
[0002]按照国际无线电规则规定，现有的无线电通信共分成航空通信、航海通信、陆地通信、卫星通信、广播、电视、无线电导航，定位以及遥测、遥控、空间探索等50多种不同的业务，并对每种业务都规定了一定的频段。
[0003]在移动通信业务中，所有手机的通讯频段各不相同，GSM 900使用890-960MHZ，GSM1800 使用 1710-1850MHz，CDMA使用 825-880MHz，3G 的主要工作频段则在 1880-2025MHz，而此前工信部批准的4G频段是2575-2635MHZ等高频段。
[0004]目前的2G、3G、4G通信网络共存，无论是基站还是室内分布系统，每个通信系统都有各自的天线，现有天线的带宽较窄，在满足2G、3G、4G天线带宽时需要采用多种不同带宽的天线，建站成本高。线极化天线接收线极化天线普遍存在着多径衰落，使得无线信号在某一时刻可能严重衰落，为了解决这个问题，现在的基站与终端天线都采用极化分集接收，即采用双通道双极化天线。
【发明内容】
[0005]本发明是为了克服现有技术中双极化天线带宽较窄缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种超宽带小型化交叉圆极化天线。
[0006]本发明实施例提供的一种超宽带小型化交叉圆极化天线，包括:依次设置的多个辐射片、基片、反射板和相移90度等功率分配器；
[0007]基片的正面与辐射片相对，且基片的正面设有激励缝隙；基片的背面与反射板相对，且基片的背面设有第一功分器及两路第一传输线、第二功分器及两路第二传输线；第一传输线和第二传输线分别为两路极化正交的交叉线极化天线的传输线；两路第一传输线分别与第一功分器的两个输出端相连，两路第二传输线分别与第二功分器的两个输出端相连；
[0008]第一功分器和第二功分器的输入端分别与相移90度等功率分配器的两个输入端相连；
[0009]两路第一传输线和两路第二传输线分别与激励缝隙正交相交、并与基片正面的金属面相连，且传输线与激励缝隙正交相交的四个正交点对称分布；
[0010]多个辐射片为互相平行设置的圆形辐射片，且辐射片距离基片越远，辐射片的直径越小。
[0011]在上述技术方案中，激励缝隙为对称的渐变形状，包括:正十字形渐变形状、菱形十字渐变形状、工字渐变形状；
[0012]在短路馈点处激励缝隙的宽度最窄，越靠近激励缝隙中央位置激励缝隙的宽度越宽，短路馈点为传输线与激励缝隙正交相交的正交点。
[0013]在上述技术方案中，在十字缝隙的中央位置还设有与激励缝隙形成电容耦合的圆形金属面，圆形金属面被十字缝隙包围。
[0014]在上述技术方案中，基片背面在基片正面的激励缝隙的映射位置设置有与激励缝隙形状相同的十字缝隙，十字缝隙与各传输线支路相连通；
[0015]在十字缝隙的中央位置设有与激励缝隙形成电容耦合的圆形金属面，圆形金属面的四周都被十字缝隙所包围。
[0016]在上述技术方案中，基片上设有多个过孔，且过孔沿传输线边沿和/或激励缝隙边沿分布；基片正面的金属面与基片背面的金属面通过过孔相连。
[0017]本发明实施例提供的超宽带小型化交叉圆极化天线，通过设置的大小不同、对应不同频段的多层辐射片，达到扩展频带的效果；由第一传输线和第二传输线分别传输极化相差90度的两路传输信号，由等分二功分器将每路信号分成两路支路信号，该四条传输线支路同时激励十字星形激励缝隙，形成四次馈电，产生的电磁波激励多层辐射片，在多层薄层空间内形成多个不同频率的驻波型电磁场，并通过反射板二次激励这些辐射片，使得电磁波在大小不同的多层辐射片对应的不同频段中形成了多次谐振，从而达到扩展频带的效果。通过加入相移90度等功率分配器，使得输出的交叉线极化波在空间中形成交叉圆极化波，通过空间距离和极化的损耗，使得天线获得相应的天线端口隔离度。交叉圆极化天线取代交叉线极化天线，不仅接收能力比线极化天线好，而且抗干扰、抗衰弱、更稳定；同时使得天线从两个接头变为一个接头，提高了通道利用率，缩小了体积，节省了成本。
[0018]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0021]图1为本发明实施例中超宽带小型化交叉圆极化天线的结构图；
[0022]图2为本发明实施例中基片背面的结构图；
[0023]图3为本发明实施例中基片正面的结构图；
[0024]图4为本发明实施例中超宽带小型化交叉圆极化天线的立体结构图；
[0025]图5为本发明实施例中基片短路馈点处的详细结构图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0027]根据本发明实施例，提供了一种超宽带小型化交叉圆极化天线，图1为本发明实施例提供的超宽带小型化交叉圆极化天线的结构图，图2和图3分别为基片的背面结构图和正面结构图，图4为该交叉圆极化天线的立体结构图。具体的，该超宽带小型化交叉圆极化天线依次设置有多个辐射片20、基片10和反射板30。其中，辐射片20可以通过辐射片支架固定在基片10上，本领域技术人员可以理解，辐射片20也可以通过其他方式固定，采用辐射片支架仅为其中一种【具体实施方式】。
[0028]其中，基片10的正面与辐射片20相对，且基片10的正面设有激励缝隙101 ;基片10的背面与反射板30相对，且基片10的背面设有第一功分器110及两路第一传输线111、第二功分器120及两路第二传输线121 ;第一传输线111和第二传输线121分别为两路极化正交的交叉线极化天线的传输线；两路第一传输线111分别与第一功分器110的两个输出端相连，两路第二传输线121分别与第二功分器120的两个输出端相连。具体的，第一功分器110和第二功分器120均为等分二功分器。
[0029]两路第一传输线111和两路第二传输线121分别与激励缝隙101正交相交、并与基片10正面的金属面相连，且传输线与激励缝隙101正交相交的四个正交点对称分布。多个辐射片20为互相平行设置的圆形辐射片，且辐射片距离基片越远，辐射片的直径越小，具体如图1所示。
[0030]该超宽带小型化交叉圆极化天线还包括:相移90度等功率分配器150。如图1所示，相移90度等功率分配器150可以设置在基片的背面。其中，第一功分器110和第二功分器120的输入端分别与相移90度等功率分配器150的两个输入端相连。相移90度等功率分配器的输出端即为该交叉圆极化天线的发射端或接收端，可以向外输出交叉圆极化天线信号。
[0031]优选的，激励缝隙101为对称的渐变形状，包括但不限于:正十字形渐变形状、菱形十字渐变形状、工字渐变形状。具体的，如图2和图3所示，在短路馈点处激励缝隙的宽度最窄，越靠近激励缝隙中央位置激励缝隙的宽度越宽，短路馈点为传输线与激励缝隙正交相交的正交点。短路馈点处的详细结构图参见图5所示。
[0032]在图2中，基片背面在基片正面的激励缝隙101的映射位置设置有与激励缝隙101形状相同的十字缝隙102，十字缝隙102与各传输线支路相连通。在本发明实施例提供的交叉圆极化天线中，在十字缝隙的中央位置还设有与激励缝隙形成电容耦合的圆形金属面130，圆形金属面130的四周都被十字缝隙所包围。该圆形金属面130与上述基片10的背面金属面并不连通。圆形金属面130可以减少激励缝隙102的长度，有利于实现天线的小型化。