一种双频天线、双极化双频天线及隔离元件制备方法
【专利说明】-种双频天线、双极化双频天线及隔离元件制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明设及天线设计领域，尤其设及一种双频天线、双极化双频天线及隔离元件 制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 不同通信系统需采用不同频带的发送/接收天线，因此，天线应能够接收多个频带 的无线电信号W应用于多个通信系统。对于发送/接收多个频率的无线电信号，可W使用多 个单频天线或在多个频率上工作的多频天线。然而，在提高通信系统空间利用率与可操作 性方面，使用多频的发送/接收天线比使用多个单频发送/接收天线，对通信系统的集成化 设计是更有利的。
[0003] 专利文献CN00806915公开了一种多频共用天线的方案，通过在电介质基板的内侧 福射元件与外侧福射元件的间隙连接两个福射元件的电感线圈，从而实现双频共用甚至多 频共用。
[0004] 《电波科学学报》1990年第2期《展宽半波对称振子带宽的一种方法》提出了一种通 过增加谐振回路展宽对称振子带宽的方法，当振子工作在低频时，对应其并联谐振回路呈 短路状态。当振子工作在高频时，对应其并联谐振回路呈开路状态。运样对称振子实现双频 甚至多频。
[0005] 专利文献CN201180004411提出了一种紧凑多频天线，其天线元件配置在介质的一 面，经过金属通孔并联另一面的电感器，并且与介质另一面的串联电容器形成电容器，经由 运些电容器和串联电感器电连接到输入/输出端。通过适当地确定并联电感器的电感、串联 电容器的电容和串联电感器的电感W创建多个预期频率附近的谐振点。
[0006] 上述文献的方案如果应用于高频段（比如移动通信700MHz~2700MHz频段），因为 电感线圈在高频段会产生寄生旁路电容和等效串联电阻的综合效应，电容在高频段也存在 寄生旁路电感及串联电阻效应，同时存在元件的焊接工艺差异，运些非理想的寄生效应及 电阻效应将导致实际参数与理想参数的偏差，影响设计准确性，且难W保证产品的批量一 致性。
[0007] 专利文献CN201320047905提出了一种无源探测天线振子，主要包括连接块、U形支 架、天线接收忍和挤压块W及左右天线接收端，左右天线接收端用圆形锻锡侣棒制作，两端 连接并固定在U型支架上，提高了电磁波信号的接收面积，并有效地降低了信噪比，然而，该 种探测天线只工作于单个频带，应用于多频系统时，需在单个测试系统安装多个探测天线， 增大测试系统的复杂性。 【
【发明内容】
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[000引本发明的目的在于提供一种双频天线、双极化双频天线及隔离元件制备方法，该 双频天线通过采用将平衡馈电部分、福射臂部分W及隔离部件设置在介质板上，实现了传 输的高准确性及生产的批量一致性，改善了现有技术方案的不足，同时具有体积轻小的优 势。
[0009] 为实现该目的，本发明采用如下技术方案：
[0010] -种双频天线，包括依次电连接的馈电单元、传输线及福射臂单元;所述福射臂单 元包括具有第一、第二高频福射臂的内侧福射单元和具有第一、第二低频福射臂的外侧福 射单元和两个用于隔高频通低频的隔离元件，第一、第二高频福射臂的一端与传输线连接， 所述第一高频福射臂的另一端和第一低频福射臂通过一隔离元件电连接，所述第二高频福 射臂的另一端和第二低频福射臂通过另一隔离元件电连接;所述每个隔离元件为一端开路 或短路的平行双线结构，组成隔离元件的平行双线另一端的两个导体分别与相应的高频福 射臂和低频福射臂连接。
[0011] 进一步的，还包括介质板，所述馈电单元、传输线及福射臂单元均蚀刻于该介质板 上，每个隔离元件的两个导体分别蚀刻于介质板的正反两面。
[0012] 优选的，所述馈电单元为己伦平衡馈电单元，其包括在所述介质板的正面蚀刻出 并依次连接的第一、第二和第=导体带，W及介质板的反面蚀刻出的接地带，并且，所述第 一、第二导体带与接地带构成微带线结构，第=导体带与接地带构成平行双线结构。
[0013] 具体的，所述第一、第二和第=导体带被设计成先阶梯型变细后再向外倾斜变粗 并在第=导体带的末端形成平行双线，所述接地带被设计成向内倾斜变细并最终形成与第 =导体带的平行双线配合的平行双线。
[0014] 具体的，所述第一高频福射臂和第二低频福射臂设于介质板的正面，第二高频福 射臂和第一低频福射臂设于介质板的反面，并且所述第一高频福射臂和第二低频福射臂与 隔离元件位于介质板正面的导体连接，第二高频福射臂和第一低频福射臂与隔离元件位于 介质板反面的导体连接。
[0015] 所述内侧福射单元与隔离元件之间串联有可变电阻。
[0016] 进一步的，所述己伦平衡馈电单元的末端与一端带有N型接头的同轴线焊接。
[0017] 进一步的，该双频天线还包括安装板和用于固定该天线的支架，所述介质板通过 安装板与支架连接。
[0018] 本发明还设及一种上述隔离元件的的制备方法，包括W下步骤:选择两条导体或 传输线形成平行双线作为隔离元件的基体;将平行双线的一端进行开路或短路处理;测量 并观察平行双线的输入端特性并判断其输入端特性是否阻高频通低频;当输入端特性满足 阻高频通低频时提取其作为隔离元件；当输入特性不满足阻高频通低频时，改变平行双线 的物理线长和特性阻抗，直到满足阻高频通低频的输入端特性要求。
[0019] 本发明还设及了一种双极化双频天线，包括两个上述双频天线，所述两个双频天 线垂直相交，并且两个双频天线的对称轴相互重叠。
[0020] 与现有技术相比，本发明具备如下优点：
[0021] 内侧福射单元与外侧福射单元的间隙利用末端短路或者开路的平行双线连接，该 平行双线形成隔离元件，对于高频段呈现为高阻抗线，起到隔离高频的作用，对于低频段呈 现为低阻抗线，起到直通低频的作用，W实现双频段特性。所述隔离元件采用具有稳定参数 的平行双线实现，使相关设计具有高的准确性及批量一致性，改善了现有技术方案的不足。
[0022] 本发明可在内侧福射单元串联电阻，通过改变电阻值来控制探测天线的接收电 平，W满足实际测量的要求。
[0023] 己伦平衡馈电部分、传输线W及福射臂部分皆设置在介质板上，反面的金属地与 正面的导体带形成微带线结构，导体带与反面金属地形成平行双线结构，传输线也为平行 双线结构，相比常规使用圆形锻锡侣棒制作的方案，本方案具有重量轻的优势。 【【附图说明】】
[0024] 图1为本发明双频天线的电路原理图。
[0025] 图2为图1所示双频天线的隔离元件的一个实施方式示意图。
[0026] 图3为图1所示双频天线的隔离元件的另一个实施方式示意图。
[0027] 图4为本发明双频天线的物理结构示意图，其中虚线示出了介质板反面的电路结 构。
[00%]图5为图4所示双频天线己伦平衡馈电单元的立体图。
[0029] 图6为图4所示传输线的立体图。
[0030] 图7为图4所示的福射臂单元立体图，其中示出了福射臂与隔离元件的连接关系。
[0031] 图8为本发明的双极化双频天线的立体图，其由两个图4所示的双频天线垂直相交 组成。 【【具体实施方式】】
[0032] 下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号 全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要 的，则将其省略。
[0033] 参考图1至8,图1为本发明的双频天线的电路原理图，图2和图3为图1中设及的隔 离元件的电路原理图，其中，图2所示的平行双线的一端被短路，图3所示的平行双线的一端 为开路。
[0034] 本发明的双频天线100包括依次电连接的馈电单元1、传输线2和福射臂单元3。
[0035] 所述馈电单元1具有馈点，用于与外部的馈电网络连接，W将馈电网络传输的电信 号经由馈点传输到福射臂单元3并由福射臂单元3向空间发射或将福射臂单元3接收到的信 号经馈电单元1的馈点传输到外部的馈电网络中。
[0036] 所述福射臂单元3包括第一、第二高频福射臂106、107和第一、第二低频福射臂 110、111，^及两个用^隔离高频通低频的隔离元件108、109。其中第一高频福射臂106通过 一个隔离元件108与第一低频福射臂110电连接，第二高频福射臂107通过另一个隔离元件 109与第二低频福射臂111电连接。
[0037] 由图1可W看出，在福射臂单元3中，信号从传输线2经高频福射臂106、107传输到 低频福射臂110、111，也即，第一、第二高频福射臂106、107无论从机械结构，还是信号传输 上都比第一、第二低频福射臂更靠近传输线2。为了便于描述和理解，第一、第二高 频福射臂统称为内侧福射单元，第一、第二低频福射臂则统称为外侧福射单元。
[0038] 请结合图2和图3,两个隔离元件108、109的结构相同，W隔离元件108为例。所述隔 离元件108为一端开路或短路的平行双线结构（即具有两根平行的导体108U1082,平行双 线的导体1081、1082-端与开路器或短路器连接），所述隔离元件的另一端中，一个导体 1081与内侧福射单元连接，另一个导体1082则与外侧福射单元连接。
[0039] 具体地，隔离元件108、109采用物理长