一种垂直极化介质谐振器基站天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于FDD-LTE、WCDMA通信系统的小型化介质谐振器天线单
J L.ο
技术领域
[0002]随着FDD-LTE技术的不断成熟以及国家对FDD-LTE牌照的发放，自此中国移动通信业开始进入全面4G时代。天线作为无线通信系统最核心的部件之一，其性能的好坏直接影响到整个通信网络质量和用户体验。目前实现小型化基站天线设计的方法主要有两种:第一种为使用中心馈电的的振子天线，第二种为使用改进的微带贴片天线。第一种馈电结构和振子结构较为复杂，加工难度大。第二种带宽较小，难以满足同时覆盖多个通信频段要求。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种垂直极化介质谐振器基站天线，具有小型化、高增益、宽带宽的有点。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种垂直极化介质谐振器基站天线，包括矩形介质谐振器、天线电路板、金属贴片介质板、第一加载金属贴片和第二加载金属贴片；所述矩形介质谐振器设置在所述天线电路板上方，所述第一加载金属贴片设置在所述矩形介质谐振器上方，所述第二加载金属贴片设置在所述天线电路板下方；所述矩形介质谐振器与两加载金属贴片和之间皆留有间距，所述第一加载金属贴片和第二加载金属贴片分别贴在对应的金属贴片介质板上。
[0005]进一步的，所述天线电路板背面设有微带馈线，在所述天线电路板上还开设有矩形耦合缝，所述矩形介质谐振器位于矩形耦合缝的正上方；
进一步的，所述矩形耦合缝与所述微带馈线相互垂直，所述微带馈线和矩形耦合缝皆位于天线电路板的中部位置，所述微带馈线的一端连接有天线射频接头。
[0006]进一步的，在使用微带-缝隙馈电结构下，所述介质谐振器为主辐射体，所述第一加载金属贴片和第二加载金属贴片为寄生辐射体。
[0007]进一步的，用于贴第二加载金属贴片的所述金属贴片介质板宽度为Ig =67mm ^ 0.44 λ ^所述第一加载金属贴片宽度wp=44mm ^ 0.29 λ ^所述第二加载金属贴片宽度lp=65mm ~ 0.42 λ。;其中，λ。表示中心频率波长。
[0008]进一步的，所述第二加载金属贴片和所述天线电路板之间的间距为Ii1=Um ;所述矩形介质谐振器上表面和第一加载金属贴片下表面之间的距离Sh2=6mm。
[0009]进一步的，所述矩形介质谐振器相对介电常数为12，其长a，宽b，高h尺寸满足以下关系:
a=b=21mm、h=12mm ；
所述天线电路板的介质板和所述金属贴片介质板均采用高频板材FR4，厚度1.6_，相对介电常数为3.38。
[0010]进一步的，还包括天线结构架，所述天线结构架包括支撑柱和支撑架，所述支撑架为空心结构，所述支撑架上表面和下表面皆固定有支撑柱，所述支撑架一侧还设有卡板，所述卡板内设有所述天线射频接头，所述天线电路板位于所述支撑架内部。
[0011]进一步的，所述支撑架的厚度为4.6_，宽度为Ig = 67mm ~ 0.44 λ。。
[0012]进一步的，所述支撑架、天线电路板、金属贴片介质板、第一加载金属贴片和第二加载金属贴片的上表面和下表面皆为正方形。
[0013]本发明与现有技术相比，具有以下优点:
(1)本发明体积上做到小型化，便于集成，适用范围更广；
(2)本发明采用介质谐振为辐射主体，没有表面波损耗且自身介质损耗小，降低了欧姆损耗；
(3)本发明以介质谐振器为主辐射体，加载金属贴片为寄生辐射体，相对带宽较宽，包含了国内FDD-LTE、WCDMA通信系统的主要频段，实用性更强；
(4)本发明的增益高，辐射面积更广；
(5)本发明功率容量大、极化纯度高；
(6)本发明自带射频接头，能和有源器件、电路集成为统一的组件；
(7)本发明结构简单、成本低廉，值得大规模推广使用。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种垂直极化介质谐振器天线的结构示意图。
[0015]图2为图1的侧视图。
[0016]图3为本发明一种垂直极化介质谐振器天线仿真S参数图。
[0017]图4为本发明一种垂直极化介质谐振器天线在1.8GHz辐射方向图。
[0018]图5为本发明一种垂直极化介质谐振器天线在1.9GHz福射方向图。
[0019]图6为本发明一种垂直极化介质谐振器天线在2GHz辐射方向图。
[0020]图7为图1的俯视图。
[0021]图8为图1的前视图。
[0022]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下:
1-矩形介质谐振器，2-天线电路板，3-第一加载金属贴片，4-第二加载金属贴片，5-天线射频接头，6-支撑柱，7-支撑架，8-金属贴片介质板。
【具体实施方式】
[0023]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种垂直极化介质谐振器基站天线，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
[0024]如图1~8所示，本实施例提供了一种垂直极化介质谐振器基站天线，该基站天线包括矩形介质谐振器1、天线电路板2、天线结构架、金属贴片介质板8、第一加载金属贴片3和第二加载金属贴片4。其中，矩形介质谐振器I设置在天线电路板2上方，第一加载金属贴片3设置在矩形介质谐振器I上方，第二加载金属贴片4设置在天线电路板2下方；矩形介质谐振器I与两加载金属贴片3和4之间皆留有间距，第一加载金属贴片3和第二加载金属贴片4分别贴在对应的金属贴片介质板8上。在使用微带-缝隙馈电结构下，矩形介质谐振器为主福射体，第一加载金属贴片和第二加载金属贴片为寄生福射体，三个福射体分别有三个谐振点，三个谐振频率点相互靠近时，增加天线相对带宽，满足天线宽带化要求，该天线能够工作在1.7GHz-2.2 GHz的频率范围内，天线频率1.7 GHz -2.2GHz覆盖的是FDD-LTE (4G)、WCDMA (3G)通信系统的通信频段。本实施例中的天线在工作频段范围内回波损耗小于_15dB，反射回源端的能量很少，绝大部分能量传输到了目的端，传输效率很尚O
[0025]矩形介质谐振器的相对介电常数为12，其长a，宽b，高h尺寸满足以下关系:a=b=21mm、h=12mm。天线电路板2背面设有微带馈线，在天线电路板的接地板上开设有矩形耦合缝，矩形耦合缝关于电路板的介质基板中心对称，微带馈线贴