一种天线的制作方法

本发明属于无线通信领域，具体而言，涉及一种天线，尤其用于微波暗室的校准。

技术背景

在无线通信领域中，无线设备的空口测试(ota)逐渐成为业界的必测项，而大部分的ota测试是在模拟电磁屏蔽的微波暗室中进行的。近几年，随着无线设备的爆发式增长，为提高测试效率和突破测试场地的限制，多探头暗室(mpac)测试系统越来越成为一种趋势。然而，微波暗室校准的精确度直接决定了测试结果的准确性和可靠性。mpac的探头一般为双极化天线，校准的过程中需要校准每个探头的垂直极化和水平极化。传统的极化校准方法要么是用偶极子天线的复用，要么是偶极子天线和带磁珠的环形天线配合校准，前者不仅过程繁琐，耗时耗成本，而且校准的准确性和可靠性难以保证；后者由于磁珠的原因会使环形天线的效率降低，校准时效率曲线会剧烈抖动导致校准的准确性达不到要求。

现有的偶极子天线在性能和尺寸上往往能满足ctia标准的要求。然而，环形天线在方位面内增益高对称性、共模电流抑制、大带宽等方面很难同时兼顾。基于此，需要一款高对称性低共模电流的宽带环形天线弥补这一不足以保证微波暗室校准的准确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种天线，可以用于暗室探头垂直极化的校准。为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：所述天线包括整体介质基板、馈电网络、6辐射单元形成的辐射阵列。其中，所述整体介质基板自上而下依次设置的第一层介质基板、第二层介质基板，两者通过压合形成整体介质基板，其中所述第二层介质基板的上表面铜层完全刻蚀掉。所述馈电网络设置于所述第一层介质基板的下表面，所述辐射阵列分别设置于所述第一层介质基板的上表面和所述第二层介质基板的下表面。所述上下辐射阵列完全对称且通过若干金属化小孔连接。所述馈电网络末端通过金属化小孔分别与所述上下辐射阵列连接，所述馈电网络另一端通过圆形巴伦与同轴线连接。所述馈电网络依次通过同轴线转带状线结构，带状线转槽线结构将信号从所述的指数渐变辐射阵列结构辐射出去，从而形成全向的水平极化电磁波。

进一步地，所述馈电网络包括1个一分三功分器单元、3个四分之一波长阻抗变换器和3个一分二t形结功分器单元，所述t形结功分器与所述一分三功分器单元连接；所述馈电网络用于将输入信号划分为6路等幅同相信号，分别馈送至6个所述辐射单元。

进一步地，所述一分三功分器单元之间设置金属化小孔，使所述上下辐射阵列连接，减小信号间的相互耦合，以降低所述天线的交叉极化。

进一步地，所述辐射单元包括指数渐变的开槽结构、短直槽线、开槽腔体结构、圆弧形槽、长槽线。所述指数渐变的开槽结构、所述短直槽线、所述的开槽腔体结构依次相连接。

进一步地，所述开槽腔体结构对耦合到所述短直槽线的电磁波起缓冲作用，以减小回波损耗。

进一步地，所述辐射单元沿介质基板径向开若干条所述圆弧形槽。所述圆弧形槽能抑制表面波在所述辐射单元上传播，使得信号尽可能地从所述指数渐变的开槽结构辐射出去，增加电流分布的均匀性，从而提高所述天线方位面内辐射方向图的对称性。

进一步地，所述辐射单元上开若干条所述长槽。所述长槽有两个目的：一是使所述天线在某些频点形成谐振，增加带宽。二是所述长槽可以增大电磁波的行程以减小绕射，从而减小所述辐射单元间的耦合。所述天线是水平极化全向天线，在满足校准性能要求的同时，有效地规避使用磁珠抑制共模电流带来的不确定性，还兼顾重量轻、尺寸小、成本低、易集成等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种天线的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的上辐射阵列结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种天线侧视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的辐射单元结构示意图；

图5为本发明实施例提供的馈电网络结构示意图；

图6为本发明实施例提供的整体介质基板开孔结构示意图；

图7为本发明实施例提供的天线外部输入端口回波损耗与工作频率之间的关系曲线图；

图8为本发明实施例提供的方位面内辐射方向图对称性与工作频率之间的曲线图；

图9为本发明实施例提供的交叉极化比与工作频率之间的曲线图；

图10为本发明实施例提供的3.2ghz时e面和h面的主极化、交叉极化方向图；

图标：1-第一层介质基板；2-第二层介质基板；11-上辐射阵列；111-圆弧形槽；112-长槽结构；113-指数渐变槽线；114-椭圆腔体开槽结构；12-馈电网络；13-金属化孔；21-下辐射阵列；3-外部输入端口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号表示类似项，一旦某一项在附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进一步定义和解释。在本发明中，术语“1个”不仅表示“仅此1个”，也可以表示“多余1个”的情形，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本发明实施例提供的一种天线的整体结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种天线的俯视结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种天线的侧视结构示意图，请参照图1、图2和图3，所述天线包括：整体介质基板、馈电网络12、上辐射阵列11、下辐射阵列21。其中，所述介质基板包括由上而下设置的第一层介质基板1、第二层介质基板2，所述上辐射阵列11设置于所述第一层介质基板1的上表面，所述馈电网络12设置于所述第一层介质基板1的下表面，所述下辐射阵列21设置于所述第二层介质基板2的下表面，所述第二层介质基板2的上表面完全刻蚀掉，所述第一层介质基板1和所述第二层介质基板2通过压合形成整体介质基板。所述两层介质基板的介电常数和损耗角正切分别设置为2.65和0.005，板厚均为1mm。所述上、下辐射阵列11、21通过金属化小孔13相连接，所述馈电网络12末端通过金属化小孔将电磁波耦合至所述上、下辐射阵列11、21，所述馈电网络12始端通过圆形巴伦与同轴线相连接。

具体地，电磁波在同轴线中传输至外部输入端口3，通过所述馈电网络12将信号划分为6路等幅同相的信号，分别馈送至所述6个辐射单元，请参考图4。所述辐射单元产生宽波束辐射方向图在远场叠加可以形成水平极化全向辐射方向图。

请参照图4，图4为本发明实施例提供的辐射单元示意图，所述辐射单元包括：圆弧形槽、长槽结构、指数渐变开槽线、短直槽线、椭圆腔体开槽结构。所述指数渐变槽线113、短直槽线和椭圆腔体开槽结构114依次连接形成缝隙结构，所述开槽腔体结构114对耦合到所述短直槽线的电磁波起缓冲作用，以减小回波损耗。在介质基板径向开若干圆弧形槽111能有效抑制表面波在所述辐射单元的径向传播，使得信号尽可能地从所述指数渐变的开槽结构辐射出去，增加电流分布的均匀性，从而提高所述天线方位面内辐射方向图的对称性。

所述辐射单元上开若干条所述长槽，所述长槽112有两个目的：一是使所述天线在某些频点形成谐振，增加带宽。二是所述长槽可以增大电磁波的行程以减小绕射，从而减小所述辐射单元间的耦合。

图5为本发明实施例提供的馈电网络结构示意图，图6为本发明实施例提供的整体介质基板开孔结构示意图。请参照图5和图6，所述馈电网络12由1个一分三功分器、3个四分之一波长阻抗变换器和3个一分二t形结功分器组成。所述馈电网络12将输入的信号划分成6路等幅同相的信号分别馈送到所述辐射单元上。所述一分三功分器之间设置所述金属化小孔13，使所述上下辐射阵列11、12连接，减小信号间的相互耦合，以降低所述天线的交叉极化。所述天线是水平极化全向天线，在满足校准性能要求的同时，有效地规避使用磁珠抑制共模电流带来的不确定性，还兼顾重量轻、尺寸小、成本低、易集成等优点。

图7为本发明实施例提供的天线外部输入端口回波损耗与工作频率之间的关系曲线图；图8为本发明实施例提供的方位面内辐射方向图对称性与工作频率之间的曲线图；图9为本发明实施例提供的交叉极化比与工作频率之间的曲线图；图10为本发明实施例提供的3.2ghz时e面和h面的主极化、交叉极化方向图。请参照图7、图8、图9、图10，以s11<-10db衡量，天线的工作频率为2.6ghz～3.2ghz(相对带宽20％)。同时在整工作频段内，天线仿真的方位面内辐射方向图的对称性均在0.1db以内,能满足ctia标准对校准天线对称性的要求。整个频段内，天线的交叉极化比均大于35db,即主极化信号比交叉极化信号大至少35db，低交叉极化对微波暗室的校准起着至关重要的作用。图10中3.2ghz时天线主极化的e面方向图展现出良好的全向辐射性能，h面方向图也为想象中的“∞”形状。同时，e面和h面也展现出的较低的交叉极化。相比于现有的环形天线，本大明实施例提供的天线能将高对称性、低交叉极化、大带宽兼顾，适合作微波暗室的校准天线。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，并不限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变更。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。