天线、天线系统和通信设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通信领域，尤其是涉及一种天线，以及使用该天线的天线系统和通信设备。
【背景技术】
[0002]天线是一种用来发射或接收电磁波的电子器件。天线应用于广播和电视、点对点无线电通信、雷达和太空探索等系统。随着无线通信技术的飞速发展，天线技术所涉及的领域越来越广泛。在许多特殊应用中，对于天线性能的要求也越来越高。在现代通信中，随着通信系统集成度的提高，要求使用的天线具有高增益、宽频带或多频段、圆极化、小型化、宽覆盖等特点。
[0003]但是，目前的现有技术中，当需要多频段(例如，双频段)天线或者多频段圆极化天线时，通常是通过多个馈电端口和多个天线来分别实现不同的频段，在这种情况下，通常一个馈电端口的输出需要后续一整套信号处理装置来进行处理，还需要多个天线来响应不同频段的天线信号，这样一来，现有技术中如果要实现多频段、高增益以及圆极化就势必增加天线的数量，但是如果增加天线的数量就会导致多个天线之间的相互干扰增强进而影响圆极化的性能，同时还会导致多个天线之间的结构设计复杂化，进而导致最终的天线尺寸变大，因此，如何实现使天线具有多频段、圆极化、小型化、宽覆盖等优点一直是业界亟需解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0005]根据本实用新型的一方面，提供了一种天线，包括第一基板、第二基板、第一辐射片和第二辐射片，该第一辐射片设置在该第一基板上，该第二基板设置在该第一辐射片上，该第二辐射片设置在该第二基板上，该第一辐射片和该第二辐射片皆设有开槽，并且该第一辐射片和该第二辐射片分别包括第一馈电部和第二馈电部。
[0006]在一实例中，该第一辐射片和该第二辐射片均为圆形。
[0007]在一实例中，该第一辐射片上开槽的中心点与该第一辐射片的圆心重合。
[0008]在一实例中，该第二辐射片上开槽的中心点与该第二辐射片的圆心重合。
[0009]在一实例中，该第一基板、该第二基板均为矩形。
[0010]在一实例中，该第一辐射片和该第二辐射片上设有的开槽均呈长条形。
[0011]在一实例中，该第一辐射片上开槽的延伸方向落在该第一基板的一条对角线上，该第二辐射片上开槽的延伸方向落在该第二基板的一条对角线上。
[0012]在一实例中，该第一辐射片上开槽的延伸方向与该第二辐射片上开槽的延伸方向交叉。
[0013]在一实例中，该第一馈电部位于该第一辐射片的水平对称轴或垂直对称轴上，该第二馈电部位于该第二辐射片的水平对称轴或垂直对称轴上。
[0014]在一实例中，该第一馈电部和该第二馈电部为同轴馈电部。
[0015]在一实例中，该第一馈电部和该第二馈电部电性绝缘。
[0016]在一实例中，该第二辐射片的尺寸小于该第二基板的尺寸，该第一辐射片的尺寸小于该第一基板的尺寸，且该第一辐射片的尺寸大于或等于该第二辐射片的尺寸。
[0017]在一实例中，该第一基板、第二基板、第一辐射片和第二辐射片均为平面形状。
[0018]在一实例中，该第二辐射片的圆心在该第一辐射片上的投影与该第一辐射片的圆心重合，且该第二辐射片的水平对称轴和垂直对称轴在该第一辐射片上的投影分别与该第一辐射片的水平对称轴和垂直对称轴重合。
[0019]在一实例中，该第一基板、第二基板、第一辐射片和第二辐射片均为凸面形状或凹面形状。
[0020]在一实例中，该第一基板、第二基板、第一辐射片和第二辐射片的曲率均相同。
[0021]在一实例中，在该第一基板的内部水平方向或者竖直方向放置有人造微结构。
[0022]在一实例中，在该第二基板的内部水平方向或者竖直方向放置有人造微结构。
[0023]在一实例中，该人造微结构的形状包括工字形、或者十字形、或者雪花形、或者断开的口字型。
[0024]根据本实用新型的另一方面，提供了一种天线系统，包括馈电端口、天线以及合路器，该天线是所述的天线，该合路器的第一端连接该馈电端口，该合路器的第二端连接该第一馈电部，该合路器的第三端连接该第二馈电部。
[0025]根据本实用新型的再一方面，提供了包括所述天线系统的一种通信设备。
[0026]本实用新型的天线采用层叠的第一辐射片和第二辐射片，可以减小天线的体积和尺寸。本实用新型的天线通过在第一辐射片和该第二辐射片皆设有开槽并设计这两个开槽的恰当位置，可以使得这两个辐射片分别能单独实现圆极化而不需要借助其他辐射片的配合。本实用新型的这种单个天线就能实现圆极化的技术方案，相比于现有技术中需要多个天线共同配合来实现圆极化来说，很明显具有低成本的优势，而且结构设计简单，不需要多个天线的复杂结构设计。同时，本实用新型借助在两个辐射片皆设有开槽并设计这两个开槽的恰当位置，可以使得该天线能实现多频段、圆极化、小型化、宽覆盖等。
[0027]为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明:
[0028]10:天线
[0029]11:第一基板12:第二基板13:第一辐射片14:第二辐射片
[0030]15a:开槽16:开槽17:第一馈电部18:第二馈电部
[0031]20:合路器30:馈电端口
【附图说明】
[0032]在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
[0033]图1示出本实用新型一实施例的天线的平视示意图；
[0034]图2示出本实用新型一实施例的天线的俯视示意图；
[0035]图3示出本实用新型一实施例的天线的馈电部示意图；
[0036]图4示出本实用新型一实施例的天线系统的结构示意图；
[0037]图5示出本实用新型实施例的天线的电压驻波比曲线图；
[0038]图6示出本实用新型实施例的天线的增益曲线图；
[0039]图7示出本实用新型实施例的天线的轴比曲线图。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。
[0041]图1示出本实用新型一实施例的天线的平视示意图。图2示出本实用新型一实施例的天线的俯视示意图。参考图1和图2所示，本实施例的天线10可包括第一基板11、第二基板12、第一辐射片13和第二辐射片14。第一辐射片13设置在第一基板11上。第二辐射片14设置在第二基板12上。第一基板11和第二基板12由电介质基材制成。第一辐射片13和第二辐射片14由导电材料，例如金属制成。辐射片可以是贴片形式，也可以是经光刻刻蚀的镀层。每个辐射片及其对应的基板这种组合单元构成一个接收和发送路径。在本实施例中，两个组合单元进一步以叠合的方式组合成天线。换言之，第二基板12设置在第一辐射片13上。本实用新型的天线采用层叠的第一辐射片和第二辐射片，可以减小天线的体积和尺寸。
[0042]在本实施方式中，为了实现天线的圆极化，采用几何微扰的方法实施，利用简并模分离元产生两个正交极化的相位差90°的简并模工作。具体结构上，第一辐射片13设有开槽15。类似地，第二辐射片14设有开槽16。通过几何微扰的方法实现圆极化的优势是，第一辐射片13和第二辐射片14可仅具有一个馈电部。
[0043]参考图3所示，第一辐射片13具有第一馈电部17，第二辐射片14具有第二馈电部18。第一馈电部17和第二馈电部18可分别输入待发送的信号，或者输出接收已接收的信号。
[0044]第一馈电部17需要位于第一辐射片13的水平对称轴Xl或者垂直对称轴Yl上。第二馈电部18需要位于第二辐射片14的水平对称轴X2或者垂直对称轴Y2上。参考图3所示，作为特定实例，水平对称轴XI，X2位于同一直线上，且垂直对称轴Yl，Y2位于同一直线上。换言之，第二辐射片14的中心点(在图中即为圆心)在第一辐射片13上的投影与第一辐射片13的中心点(在图中即为圆心)重合，并且第二辐射片14的水平对称轴和垂直对称轴在第一辐射片13上的投影分别与第一辐射片13的水平对称轴和垂直对称轴重合。第一馈电部17位于第一辐射片13的垂直对称轴Yl上，第二馈电部18位于第二辐射片14的水平对称轴X2上。另外，本实用新型的实施例并不限定第一馈电部17和第二馈电部18在水平面(图3中的纸面)上的相对位置，只要在工程上第一馈电部17和第二馈电部18能够各自引出传输线(图中未示出)。
[0045]在形状设计上，第一基板11和第二基板12优选为矩形，当然，也可以是其它形状。第一辐射片13和第二辐射片14优选为具有开槽的圆形。当然可以理解，第一辐射片14和第二辐射片14还可以是他形状。不过，第一辐射片13和第二辐射片14优选为形状相同。较优地，第一辐射片13的尺寸小于第一基板11的尺寸，第二辐射片14的尺寸小于第二基板12的尺寸。第一辐射片13的尺寸最好大于或等于第二辐射片14的尺寸，从而以确保第一辐射片13辐射出的信号不被位于其上的第二辐射片14所遮挡，图1示出第一辐射片13的尺寸大于第二辐射片14的尺寸的实例。
[0046]进一步，第一基板11和第二基板12内可具有人造微结构，例如导电微结构。基板内的人造微结构可以是具有一定几何图形的平面或立体结构，且可以水平和/或竖直地放置在基材内，也称为超材料微结构。通过在基板内设置人造微结构，可以改变基板的介电常数，从而适合提供具有不同介电常数的基板。作为特定实例，人造微结构的形状可包括工字形、十字