一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，具体地说，是涉及一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线。
【背景技术】
[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。
[0003]双极化天线技术是利用正交电磁波不相干性和信号的多径传输效应，在收发双工模式下采用极化相互正交的天线同时工作，在无线信道中传输的信号会受到很多因素的衰落，这种分集技术可以有效地降低多径衰落的影响，提高系统的通信容量。
[0004]目前实现小型双极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振子天线，第二种为使用改进的微带贴片天线。
[0005]第一种振子天线需要巴伦馈电，馈电结构和振子结构都较为复杂，加工难度大；第二种实现双极化需要采用多层结构，带宽较小且不易实现高隔离度。
【发明内容】
[0006]针对现有技术之不足，本发明提供了一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线。本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种小型高隔离度双极化介质谐振器天线，其包括天线结构架、设置于所述天线结构架上并形成有微带-“H”缝隙馈电结构的电路板、设置于所述天线结构架上并位于所述电路板上方的第一加载金属片、设置于所述天线结构架上并位于所述电路板下方的第二加载金属片；还包括设置于所述电路板上并分别与所述第一加载金属片和所述第二加载金属片形成有间隙的矩形介质谐振器；所述矩形介质谐振器绕所述电路板中心轴旋转45°，使所述介质谐振器两边分别在与所述电路板对角线平行的方向上，形成±45°双极化。
[0008]根据一个优选的实施方式，所述电路板包括第三介质板和设置于所述第三介质板上表面的金属接地板；在所述金属接地板上开设有两个互相垂直的“H”形耦合缝，两个所述“H”形耦合缝中部矩形缝长边分别在与所述电路板对角线平行的方向上，并且两个所述“H”形耦合缝中心之间形成有间隙；在所述第三介质板上设置有两个分别与所述“H”形耦合缝垂直的微带馈线；在所述微带馈线的末端各设置有一不同尺寸的矩形开路枝节，在所述微带馈线的始端连接有天线射频接头；所述“H”形耦合缝与所述微带馈线构成所述微带-“H”缝隙馈电结构；并且所述矩形介质谐振器位于所述金属接地板中心正上方。
[0009]根据一个优选的实施方式，所述第一加载金属片为包括长边和短边的八边形，其对边两两相等，相邻长边和短边之间的夹角为135° ;其中，短边边长Wpl= 18mm，约为
0.12 λ。;长边边长 w ρ2= 22.63mm，约为 0.15 λ。。
[0010]根据一个优选的实施方式，所述第二加载金属片为正方形，其边长Ip = 65mm，约为 0.42 λ。。
[0011]根据一个优选的实施方式，所述第二加载金属片和所述电路板之间间隙的间距为h1= 12mm;所述矩形介质谐振器上表面和第一加载金属片下表面之间间隙的距离Sh2 =3mm ο
[0012]根据一个优选的实施方式，所述矩形介质谐振器的相对介电常数为12 ;其长a，宽b，高 h 满足以下关系:a = b = 24mm、h = 12.5mm。
[0013]根据一个优选的实施方式，所述天线结构架包括用于安装所述电路板的支撑架、用于安装所述第一加载金属片的第一介质板和用于安装所述第二加载金属片的第二介质板；其中，所述支撑架为一金属框架，所述电路板固定于所述金属框架内；所述第一介质板和所述第二介质板分别通过支撑柱连接在所述支撑架上；所述第一加载金属片粘贴于所述第一介质板的下表面；所述第二加载金属片粘贴于所述第二介质板的上表面；并且，所述第一加载金属片和所述第二加载金属片的位置与所述电路板相对应。
[0014]根据一个优选的实施方式，所述支撑架为正方形，其厚度为4.6mm，宽度为67mm，约等于0.44 λ。;用于安装所述第一加载金属片的所述第一介质板为正方形，其边长为Ig=67mm，约为 0.44 λ。。
[0015]根据一个优选的实施方式，所述第一介质板、所述第二介质板和所述第三介质板的材料均为高频板材FR4 ;其厚度为1.6mm，相对介电常数为3.38。
[0016]根据一个优选的实施方式，在所述支撑架侧面设置有卡板，用于固定天线射频接头。
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0018](I)本发明体积上做到小型化，高隔离度双极化，便于集成，适用范围广；
[0019](2)本发明采用矩形介质谐振器为辐射主体，没有表面波损耗且自身介质损耗小，降低了欧姆损耗；
[0020](3)本发明以矩形介质谐振器为主福射体，第一加载金属片和第二加载金属片为寄生辐射体，可产生三个频率谐振点，相对带宽较宽，包含了国内FDD-LTE、WCDMA通信系统的主要频段，实用性强；
[0021](4)本发明的增益高，极化纯度高，辐射面积广；
[0022](5)本发明结构简单、成本低廉，值得大规模推广使用。
【附图说明】
[0023]图1为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线的结构示意图；
[0024]图2为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线的侧视图；
[0025]图3为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线的俯视图；
[0026]图4为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线的前视图；
[0027]图5为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线仿真S参数图；
[0028]图6为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线在1.86GHz辐射方向图；
[0029]图7为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线在1.94GHz辐射方向图；
[0030]图8为本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线在2GHz辐射方向图；
[0031]图9为本发明中电路板的结构示意图。
[0032]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下:
[0033]1-矩形介质谐振器，2-电路板，3-第一加载金属片，4-第二加载金属片，5-射频接头，6-支撑柱，7-支撑架，810-第一介质板，820-第二介质版，9-矩形开路枝节，12-卡板；110-第一 H形耦合缝，120-第二 H形耦合缝，210-金属接地板，220-第三介质板，111_第一微带馈线，112-第二微带馈线。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0035]如图1?4所示，其示出了本发明一种小型高隔离度双极化介质谐振器天线，其包括天线结构架、设置于天线结构架上并形成有微带-“H”缝隙馈电结构的电路板2、设置于天线结构架上并位于电路板2上方的第一加载金属片3、设置于天线结构架上并位于电路板2下方的第二加载金属片4。另外，还包括设置于电路板2上并分别与第一加载金属片3和第二加载金属片4形成有间隙的矩形介质谐振器I ;矩形介质谐振器I绕电路板2中心轴旋转45°，使介质谐振器I两边分别在与电路板2对角线平行的方向上，形成±45°双极化。
[0036]优选的，电路板2包括第三介质板220和设置于第三介质板220上表面的金属接地板210，如图9所示。
[0037]在金属接地板210上开设有两个互相垂直的“H”形耦合缝，两个“H”形耦合缝中部矩形缝长边分别在与电路板2对角线平行的方向上，并且两个“H”形耦合缝中心之间形成有间隙。对于H形耦合缝，中间矩形耦合缝用于调节耦合量大小，两端矩形缝用于调节天线阻抗。
[0038]如，H形耦合缝包括间隔设置并互相垂直的第一 H形耦合缝110和第二 H形耦合缝 120。
[0039]在第三介质板220上设置有两个分别与“H”形耦合缝垂直的微带馈线。
[0040]如，微带馈线包括第一微带馈线111和第二微带馈线112。第一微带馈线111的与第一 H形耦合缝110垂直，第二微带馈线112的与第二 H形耦合缝120垂直。微带馈线包括第一、第二馈线，分别对应第一、第二 H形耦合缝，馈线与H形耦合缝、H形耦合缝与H形耦合缝互相垂直保证了 H形耦合缝的中间矩形缝内的电场方向平行于电路板的对角线方向(即±45°方向)，这样在介质谐振器内形成的电场方向也全部沿±45°方向。第一、第二微带馈线，其所对应的H形耦合缝相互垂直且中心有一定距离，保证两极化电场±45°正交和一定的隔离度
[0041]在微带馈线221的末端各设置有一不同尺寸的矩形开路枝节9，在微带馈线221的始端连接有用以馈电的天线射频接头5。在第一微带馈线111的末端端部设置有第一矩形开路枝节，其另一端连接有用以馈电的天线射频接头5。在第二