双极化天线的制作方法

1.本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种双极化天线。


背景技术：

2.在移动通信系统中，无线通信设备通过天线对电路信号与电磁波信号进行转换。该天线作为无线通信设备的收发器，对整个移动通信系统的通信性能具有直接的影响。移动通信技术的快速发展过程中，新频段被不断开发利用，例如，2g、3g、lte(4g)系统覆盖690-960mhz和1710-2690mhz频段，5g系统覆盖3300-5925mhz频段等。因此，使用宽带天线可以同时覆盖移动通信系统的多个工作频段，减少天线数量，降低成本。现有一般采用宽带双极化天线，该宽带双极化天线结合了宽带天线和双极化天线的优势，既可以覆盖移动通信系统的多个工作频段，又能提高系统容量，被广泛运用。
3.但是，现有的宽带双极化天线采用的是多频设计，即设计多个分支实现多频谐振实现宽带化，而该多频设计使天线辐射体设计复杂，容易被干扰信号干扰，稳定性较差。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种双极化天线，以解决双极化天线结构稳定性较差的问题。
5.一种双极化天线，包括介质基板、第一偶极子天线和第二偶极子天线；
6.所述第一偶极子天线设置在所述介质基板的正面，所述第二偶极子天线设置在所述介质基板的背面；
7.所述第一偶极子天线和所述第二偶极子天线相互正交。
8.进一步地，所述第一偶极子天线和所述第二偶极子天线为结构相同的偶极子天线，所述偶极子天线包括辐射振子和接地振子；
9.所述辐射振子包括第一振子本体和从所述第一振子本体上延伸出的延伸部；
10.所述接地振子包括第二振子本体，所述第二振子本体上设有接地凹槽；
11.所述延伸部装配在所述接地凹槽内，与所述接地凹槽之间形成间隙。
12.进一步地，所述第一振子本体与所述第二振子本体中心对称且轴对称。
13.进一步地，所述第一振子本体和所述第二振子本体的外轮廓形状为不规则六边形，所述第一振子本体上远离对称中心的角、所述第二振子本体上远离所述对称中心的角和所述对称中心形成对称轴线，所述第一振子本体和所述第二振子本体基于所述对称轴线轴对称。
14.进一步地，所述第一振子本体包括第一陷波孔，所述第一陷波孔，靠近所述第一振子本体中距离所述对称中心最远的角对应的位置；
15.所述第二振子本体包括第二陷波孔，所述第二陷波孔，靠近所述第二振子本体中所述对称中心最远的角对应的位置。
16.进一步地，所述偶极子天线还包括共面馈电结构，所述共面馈电结构包括第一馈电结构和第二馈电结构；
17.所述第一馈电结构与所述第一偶极子天线的辐射振子和接地振子相连；
18.所述第二馈电结构与所述第二偶极子天线的辐射振子和接地振子相连。
19.进一步地，所述第一馈电结构包括第一馈电焊盘和第一接地焊盘；
20.所述第一馈电焊盘设置在所述第一偶极子天线中的辐射振子上；
21.所述第一接地焊盘设置在所述第一偶极子天线中的接地振子上。
22.进一步地，所述第二馈电结构包括第二馈电焊盘和第二接地焊盘；
23.所述第二馈电焊盘和所述第二接地焊盘设置在所述介质基板的正面；
24.所述第二馈电焊盘通过第一通孔与所述第二偶极子天线中的辐射振子相连；
25.所述第二接地焊盘通过第二通孔与所述第二偶极子天线中的接地振子相连。
26.进一步地，所述第二接地焊盘呈u形，所述第二馈电焊盘位于所述第二接地焊盘所围成的区域内，所述第二馈电焊盘与所述第二接地焊盘不相交。
27.进一步地，任意相邻的两个所述振子之间形成角度范围为6-12度。
28.本发明实施例提供双极化天线，双极化天线包括介质基板、第一偶极子天线和第二偶极子天线，通过将第一偶极子天线设置在介质基板的正面，将第二偶极子天线设置在介质基板的背面，并将第一偶极子天线和第二偶极子天线相互正交，便能够在保证双极化天线的整体功能的同时，简化使双极化天线的结构，并提高双极化天线的端口隔离度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明一实施例中双极化天线的一结构示意图；
31.图2是本发明一实施例中双极化天线的另一结构示意图；
32.图3是本发明一实施例中双极化天线的另一结构示意图；
33.图4是本发明一实施例中双极化天线的带宽仿真示意图；
34.图5是本发明一实施例中双极化天线的馈电方式示意图。
35.图中：1、介质基板；2、辐射振子；21、第一振子本体；211、第一陷波孔；22、延伸部；3、接地振子；31、第二振子本体；311、第二陷波孔；32、接地凹槽；4、第一馈电结构；41、第一馈电焊盘；42、第一接地焊盘；5、第二馈电结构；51、第二馈电焊盘；52、第二接地焊盘；61、接地孔。
具体实施方式
36.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不
是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.本实施例提供一种双极化天线，如图1所示，包括介质基板1、第一偶极子天线和第二偶极子天线；第一偶极子天线设置在介质基板1的正面top，第二偶极子天线设置在介质基板1的背面botton；第一偶极子天线和第二偶极子天线相互正交。
40.作为一示例，双极化天线包括介质基板1、第一偶极子天线和第二偶极子天线。第一偶极子天线设置在介质基板1的正面top，第二偶极子天线设置在介质基板1的背面botton，并且第一偶极子天线和第二偶极子天线相互正交。在本示例中，介质基板1为双面板。可选地，该介质基板1为具有一定耐燃材料等级的基板。作为优选地，该介质基板1为fr-4耐燃材料等级的基板，例如，介质基板1可以是fr-4耐燃材料等级的绝缘板、环氧板、环氧树脂板和溴化环氧树脂板中的一种。作为优选地，该介质基板1的介电常数为4.3。第一偶极子天线设置在介质基板1的正面top，该第一偶极子天线的极化方向为-45度，第二偶极子天线设置在介质基板1的背面botton，该第二偶极子天线的极化方向为+45度，以形成+/-45度的双极化天线。
41.作为一示例，本技术通过将第一偶极子天线和第二偶极子天线分别设置在介质基板1的正面top和背面botton，同时保证介质基板1的具有合理的厚度，在通过馈电信号线分别向第一偶极子天线和第二偶极子天线馈电时，由于第一偶极子天线和第二偶极子天线分别设置在介质基板1的正面top和背面botton，间隔一定的距离，从而能够避免向第一偶极子天线馈电的馈电信号线与向第二偶极子天线馈电的馈电信号线之间相互干扰，提高双极化天线的端口隔离度。作为优选地，可根据实际需求设置介质基板1的厚度。例如，该介质基板1的厚度为0.8mm(毫米)。
42.在本实施例中，双极化天线包括介质基板1、第一偶极子天线和第二偶极子天线，通过将第一偶极子天线设置在介质基板1的正面top，将第二偶极子天线设置在介质基板1的背面botton，并将第一偶极子天线和第二偶极子天线相互正交，便能够在保证双极化天线的整体功能的同时，简化使双极化天线的结构，并提高双极化天线的端口隔离度。
43.在一实施例中，如图1所示，第一偶极子天线和第二偶极子天线为结构相同的偶极子天线，偶极子天线包括辐射振子2和接地振子3；辐射振子2包括第一振子本体21和从第一振子本体21上延伸出的延伸部22；接地振子3包括第二振子本体31，第二振子本体31上设有接地凹槽32；延伸部22装配在接地凹槽32内，与接地凹槽32之间形成间隙。
44.作为一示例，第一偶极子天线和第二偶极子天线为结构相同的偶极子天线。该偶极子天线包括辐射振子2和接地振子3，辐射振子2包括第一振子本体21和从第一振子本体21上延伸出的延伸部22，接地振子3包括第二振子本体31，第二振子本体31上设有接地凹槽32；延伸部22装配在接地凹槽32内，与接地凹槽32之间形成间隙。在本实施例中，第一偶极
子天线和第二偶极子天线均包括一个辐射振子2和一个接地振子3，该辐射振子2的延伸部22装配在接地振子3的接地凹槽32内，与接地凹槽32之间形成间隙。需要说明的是，通过在第一振子本体21上延伸出延伸部22，以及在第二振子本体31上设置接地凹槽32，将辐射振子2的延伸部22装配在接地振子3的接地凹槽32内，并与接地凹槽32之间形成间隙，使第一偶极子天线和第二偶极子天线结构装配更加便捷，并能减少第一偶极子天线和第二偶极子天线的占用面积。
45.在本实施例中，偶极子天线包括辐射振子2和接地振子3。辐射振子2包括第一振子本体21和从第一振子本体21上延伸出的延伸部22，接地振子3包括第二振子本体31，第二振子本体31上设有接地凹槽32。本实施例通过将延伸部22装配在接地凹槽32内，与接地凹槽32之间形成间隙，使第一偶极子天线和第二偶极子天线结构装配更加便捷，并能减少第一偶极子天线和第二偶极子天线的占用面积。
46.在一实施例中，如图1所示，第一振子本体21与第二振子本体31中心对称且轴对称。
47.作为一示例，第一振子本体21与第二振子本体31中心对称。例如，第二振子本体31可由第一振子本体21绕着对称中心旋转180度得到，以使第一偶极子天线的极化方向为-45度，第二偶极子天线的极化方向为+45度。
48.作为一示例，第一振子本体21与第二振子本体31轴对称。在本实施例中，第一振子本体21和第二振子本体31基于同一对称轴对称。
49.在本实施例中，如图1所示，第一振子本体21与第二振子本体31中心对称且轴对称，以使第一偶极子天线的极化方向为-45度，第二偶极子天线的极化方向为+45度。
50.在一实施例中，第一振子本体21和第二振子本体31的外轮廓形状为不规则六边形，第一振子本体21上远离对称中心的角、第二振子本体31上远离对称中心的角和对称中心形成对称轴线，第一振子本体21和第二振子本体31基于对称轴线轴对称。
51.作为一示例，该不规则六边形可以是除正六边形以外的其他六边形。在本示例中，将第一振子本体21和第二振子本体31的外轮廓形状设置为不规则六边形。作为优选地，在第一振子本体21和第二振子本体31的外轮廓形状设置为不规则六边形的同时，使第一振子本体21和第二振子本体31的半周长为低频段的四分之一波长，以提高双极化天线的带宽。
52.作为一示例，第一振子本体21上远离对称中心的角、第二振子本体31上远离对称中心的角和对称中心形成对称轴线，第一振子本体21和第二振子本体31基于对称轴线轴对称，使第一振子本体21和第二振子本体31基于同一对称轴轴线对称，以实现第一偶极子天线的极化方向为-45度，第二偶极子天线的极化方向为+45度。
53.在本实施例中，第一振子本体21和第二振子本体31的外轮廓形状为不规则六边形，提高双极化天线的带宽。第一振子本体21上远离对称中心的角、第二振子本体31上远离对称中心的角和对称中心形成对称轴线，第一振子本体21和第二振子本体31基于对称轴线轴对称，以实现第一偶极子天线的极化方向为-45度，第二偶极子天线的极化方向为+45度。
54.在一实施例中，如图1所示，第一振子本体21包括第一陷波孔211，第一陷波孔211，靠近第一振子本体21中距离对称中心最远的角对应的位置；第二振子本体31包括第二陷波孔311，第二陷波孔311，靠近第二振子本体31中对称中心最远的角对应的位置。
55.作为一示例，第一振子本体21包括第一陷波孔211，近第一振子本体21中距离对称
中心最远的角对应的位置，第二振子本体31包括第二陷波孔311，第二陷波孔311，靠近第二振子本体31中对称中心最远的角对应的位置。在本示例中，通过在第一振子本体21上设置第一陷波孔211，在第二振子本体31上设置第二陷波孔311，使双极化天线中的电流集中分布在第一陷波孔211和第二陷波孔311上，形成环形驻波，实现了陷波作用，从而能够使本技术中的双极化天线实现低频段和高频端的覆盖，即双频带的覆盖。
56.作为一示例，第一陷波孔211和第二陷波孔311的周长满足3800mhz的波长。例如第一陷波孔211可以是三角形、不规则四边形或不规则五边形。作为优选地，第一陷波孔211和第二陷波孔311为不规则五边形。
57.作为一示例，如图4所示，图中s2为在双极化天线不增加第一陷波孔211和第二陷波孔311前的带宽仿真曲线，双极化天线带宽满足1452-5925mhz。图中s1为在增加第一陷波孔211和第二陷波孔311后的带宽仿真曲线，在3300-4200mhz处,回波损耗明显突起，阻抗被破坏，实现陷波功能，从而能够使本技术中的双极化天线实现低频段和高频端的覆盖，即双频带的覆盖。
58.在本实施例中，第一振子本体21包括第一陷波孔211，第二振子本体31包括第二陷波孔311，通过将第一陷波孔211设置在靠近第一振子本体21中距离对称中心最远的角对应的位置，并将第二陷波孔311设置在靠近第二振子本体31中对称中心最远的角对应的位置，便能够使本技术中的双极化天线实现低频段和高频端的覆盖，即双频带的覆盖。
59.在一实施例中，偶极子天线还包括共面馈电结构，共面馈电结构包括第一馈电结构4和第二馈电结构5；第一馈电结构4与第一偶极子天线的辐射振子2和接地振子3相连；第二馈电结构5与第二偶极子天线的辐射振子2和接地振子3相连。
60.作为一示例，第一馈电结构4和第二馈电结构5均设置在介质基板1的正面top，即与第一偶极子天线位于同一面。
61.作为一示例，由于第一偶极子天线也是设置在介质基板1的正面top，因此，第一馈电结构4可直接与第一偶极子天线的辐射振子2和接地振子3相连。
62.作为一示例，由于第二馈电结构5设置在介质基板1的正面top，第二偶极子天线设置在介质基板1的背面botton，因此，第二馈电结构5可通过介质基板1上的通孔与第二偶极子天线的辐射振子2和接地振子3相连。
63.作为一示例，如图5所示，馈电信号线垂直介质基板1，与共面馈电结构相连，由介质基板1的背面botton向介质基板1的正面top馈电。
64.在本实施例中，偶极子天线还包括共面馈电结构。共面馈电结构包括第一馈电结构4和第二馈电结构5。第一馈电结构4与第一偶极子天线的辐射振子2和接地振子3相连，第二馈电结构5与第二偶极子天线的辐射振子2和接地振子3相连，便于向分别位于介质基板1正面top和背面botton的第一偶极子天线和第二偶极子天线馈电。
65.在一实施例中，如图3所示，第一馈电结构4包括第一馈电焊盘41和第一接地焊盘42；述第一馈电焊盘41设置在第一偶极子天线中的辐射振子2上；第一接地焊盘42设置在第一偶极子天线中的接地振子3上。
66.作为一示例，第一馈电焊盘41设置在第一偶极子天线中的辐射振子2上。第一接地焊盘42设置在第一偶极子天线中的接地振子3上。在本实施例中，第一馈电焊盘41用于连接馈电信号线中的馈电线，第一接地焊盘42用于连接馈电信号线中的接地线，通过将第一馈
电焊盘41设置在第一偶极子天线中的辐射振子2上，将第一接地焊盘42设置在第一偶极子天线中的接地振子3上，从而简化馈电结构，提高向双极化天线馈电的有效性。
67.作为一示例，第一馈电焊盘41包括焊盘本体和从焊盘本体上延伸出的焊盘连接部，焊盘连接部与第一偶极子天线中的辐射振子2的延伸部22相连。在本示例中，通过将焊盘连接部与第一偶极子天线中的辐射振子2的延伸部22相连能够减少第一馈电结构4的占用面积。
68.作为一示例，焊盘本体为环形焊盘本体。作为优选地，焊盘本体为圆环形焊盘本体。在本示例中，通过将焊盘本体设置为圆环形焊盘本体，便于馈电信号线的焊接，以达到良好的馈电效果。
69.作为一示例，第一接地焊盘42包括设置在第一偶极子天线中的接地振子3的接地凹槽32外围的至少一个焊接孔。该焊接孔用于连接馈电信号线中的接地线。可选地，可根据实际需求选择焊接孔的数量，以达到良好的接地效果。
70.在本实施例中，通过将第一馈电焊盘41设置在第一偶极子天线中的辐射振子2上，将第一接地焊盘42设置在第一偶极子天线中的接地振子3上，从而简化馈电结构，提高向双极化天线馈电的有效性。
71.在一实施例中，如图3所示，第二馈电结构5包括第二馈电焊盘51和第二接地焊盘52；述第二馈电焊盘51和第二接地焊盘52设置在介质基板1的正面top；第二馈电焊盘51通过第一通孔与第二偶极子天线中的辐射振子2相连；第二接地焊盘52通过第二通孔与第二偶极子天线中的接地振子3相连。
72.作为一示例，第二接地焊盘52呈u形，第二馈电焊盘51位于第二接地焊盘52所围成的区域内，第二馈电焊盘51与第二接地焊盘52不相交。
73.作为一示例，第二馈电焊盘51用于连接馈电信号线中的馈电线，并通过第一通孔与第二偶极子天线中的辐射振子2相连；第二接地焊盘52用于连接馈电信号线中的接地线，并通过第三通孔与第二偶极子天线中的接地振子3相连。
74.作为一示例，第二馈电焊盘51与第一馈电焊盘41的结构相同，即第二馈电焊盘51包括焊盘本体和从焊盘本体上延伸出的焊盘连接部，焊盘连接部与第二偶极子天线中的辐射振子2的延伸部22相连。在本示例中，通过将焊盘连接部与第一偶极子天线中的辐射振子2的延伸部22相连能够减少第一馈电结构4的占用面积。
75.作为一示例，第二馈电焊盘51通过第一通孔与第二偶极子天线中的辐射振子2相连。在本实施例中，第二馈电焊盘51中的焊盘本体通过第一通孔与第二偶极子天线中的辐射振子2的延伸部22相连。
76.作为一示例，第二接地焊盘52包括呈u形的接地焊盘本体和设置在u性接地焊盘上的焊接孔。该焊接孔用于连接馈电信号线中的接地线，并与第二偶极子天线中的接地振子3相连，例如接地焊盘本体中的焊接孔通过第二通孔，与第二偶极子天线中的接地振子3中的接地凹槽32外围的焊接孔相连。可选地，可根据实际需求选择焊接孔的数量，以达到良好的接地效果。例如，第二接地焊盘52通过7个焊接孔与馈电信号线中的接地线，并与第二偶极子天线中的接地振子3相连，保证良好的接地，并提供了良好的阻抗连续性。
77.在本实施例中，第二馈电结构5包括第二馈电焊盘51和第二接地焊盘52，通过将第二馈电焊盘51和第二接地焊盘52设置在介质基板1的正面top，将第二馈电焊盘51通过第一
通孔与第二偶极子天线中的辐射振子2相连，并将第二接地焊盘52通过第二通孔与第二偶极子天线中的接地振子3相连，便能够在实现向第二偶极子天线馈电的同时减少第一馈电结构4的占用面积。
78.在一实施例中，如图2所示，任意相邻的两个振子之间形成角度范围为6-12度。
79.作为一示例，根据双极化天线的宽带原理，分别设置在介质基板1的正面top和背面botton的第一偶极子天线和第二偶极子天线类似于寄生天线，可以产生额外的谐振点，从而扩展带宽，因此，第一偶极子天线和第二偶极子天线中的振子之间的间距和角度对双极化天线的带宽和影响较大。在本示例中，通过将第一偶极子天线和第二偶极子天线分别设置在介质基板1的正面top和背面botton，并将第一偶极子天线中的第一振子本体21和第二偶极子天线中的第二振子本体31的外轮廓形状设置为不规则六边形，同时使任意相邻的两个振子之间形成角度范围为6-12度，便能够在提高双极化天线的带宽的同时提高双极化天线的隔离度。作为优选地，任意相邻的两个振子之间形成角度为8度。例如图2所示，在使任意相邻的两个振子之间形成角度α为8度时，本示例中的双极化天线在低频段1452-2690mhz和高频段5180-5925mhz双频段均有较好的隔离度。
80.需要说明的是，如图2所示，第一偶极子天线和第二偶极子天线在垂直方向上的重叠区域为p，可通过调节该重叠区域p，调整第一偶极子天线和第二偶极子天线之间的耦合量，进而调整双极化天线的端口阻抗。
81.在本实施例中，在使第一偶极子天线中的第一振子本体21和第二偶极子天线中的第二振子本体31的外轮廓形状呈不规则六边形的同时使任意相邻的两个振子之间形成角度范围为6-12度，便能够在提高双极化天线的带宽的同时提高双极化天线的隔离度。
82.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。