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]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种天线以及使用该天线的天线系统和通信设备。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种天线，包括第一基板、第二基板、第一辐射片和第二辐射片，所述第一辐射片设置在所述第一基板上，所述第二基板设置在所述第一辐射片上，所述第二辐射片设置在所述第二基板上，所述第一辐射片为矩形且具有分别位于所述第一辐射片的第二对称轴和第一对称轴上的第一馈电部和第二馈电部，所述第二辐射片为矩形且具有分别位于所述第二辐射片的第二对称轴和第一对称轴上的第三馈电部和第四馈电部，其中所述第一基板、第二基板、第一辐射片和第二辐射片均为平面。
[0006]可选地，所述第一辐射片和所述第二辐射片均为矩形。
[0007]可选地，所述第一馈电部、所述第二馈电部、所述第三馈电部以及所述第四馈电部为同轴馈电部。可选地，所述各馈电部电性绝缘。
[0008]可选地，所述第二辐射片的尺寸小于所述第二基板的尺寸，且所述第一辐射片的尺寸小于所述第一基板的尺寸。
[0009]可选地，所述第一辐射片的尺寸大于所述第二辐射片的尺寸。
[0010]可选地，所述第二辐射片的中心点在所述第一辐射片所在平面上的投影与所述第一福射片的中心点重合。
[0011]可选地，所述第二辐射片的第一对称轴和第二对称轴在所述第一辐射片所在平面上的投影分别与所述第一辐射片的第一对称轴和第二对称轴重合。
[0012]可选地，在所述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。
[0013]可选地，在所述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。
[0014]可选地，所述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。
[0015]可选地，所述第一辐射片和所述第二辐射片分别为黏附于所述第一基板和所述第二基板的金属贴片或镀敷于所述第一基板和所述第二基板的金属镀层。
[0016]可选地，所述第一基板的厚度小于所述第二基板的厚度。
[0017]可选地，所述第一基板和所述第二基板均为矩形。
[0018]本实用新型还提出一种天线系统，包括馈电端口、天线、合路器、以及第一功分器和第二功分器，所述天线是如上所述的天线，所述合路器的第一端连接所述馈电端口，所述合路器的第二端连接所述第一功分器的第一端，所述合路器的第三端连接所述第二功分器的第一端，所述第一功分器的第二端连接所述第一馈电部，所述第一功分器的第三端通过90°移相器连接所述第二馈电部，以及所述第二功分器的第二端连接所述第三馈电部，所述第二功分器的第三端通过90°移相器连接所述第四馈电部。
[0019]可选地，所述90。移相器是通过传输线的长度来实现的。
[0020]本实用新型还提出一种通信设备，包括如上所述的天线系统。
[0021]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每一个辐射片的水平对称轴和垂直对称轴上分别设计不同的两个馈电部，然后通过两个功分器以及90 °移相器分别连接这两个馈电部，可以使得每一个辐射片能单独实现圆极化。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，本实用新型借助移相器、功分器等多种技术手段相结合，可以使得该天线能实现多频段、圆极化、小型化、宽覆盖等。
【附图说明】
[0022]为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作详细说明，其中:
[0023]图1示出本实用新型一实施例的天线的立体结构示意图；
[0024]图2示出本实用新型一实施例的天线的平面示意图；
[0025]图3示出本实用新型一实施例的天线的馈电部示意图；
[0026]图4示出本实用新型一实施例的天线系统的结构示意图；
[0027]图5示出本实用新型实施例的天线的电压驻波比曲线图；
[0028]图6示出本实用新型实施例的天线的增益曲线图；
[0029]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】
[0030]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0031]图1示出本实用新型一实施例的天线的立体结构示意图。图2示出本实用新型一实施例的天线的平面示意图。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的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。也就是说，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。
[0032]在本实施方式中，为了实现天线的圆极化，采用双馈法来实施，双馈法通过输出两个幅度相等，相位相差90°的两支路对辐射片馈电，激发两个正交工作模式，达到圆极化工作条件。图3示出本实用新型一实施例的天线的馈电部示意图。参考图3所示，第一辐射片13具有第一馈电部15和第二馈电部16，第二辐射片14具有第三馈电部17和第四馈电部18。第一馈电部15和第二馈电部16可输入待发送的信号，或者输出已接收的信号。同样地，第三馈电部17和第四馈电部18可输入待发送的信号，或者输出已接收的信号。在本实施方式中，通过设置在两个辐射体上的四个馈电部，还能够优化天线的大角度轴比以及提高方向图不圆度。
[0033]第一馈电部15和第二馈电部16需要分别位于第一辐射片13的第二对称轴Yl和第一对称轴Xl上。第三馈电部17和第四馈电部18需要分别位于第二辐射片14的第二对称轴Y2和第一对称轴X2上。参考图3所示，作为特定实例，第一对称轴XI，X2位于同一直线上，且第二对称轴Y1，Y2位于同一直线上。换言之，第二辐射片14的中心点在第一辐射片13所在平面上的投影与第一辐射片13的中心点重合。第二辐射片14的第一对称轴Χ2和第二对称轴Υ2在第一辐射片13所在平面上的投影分别与第一辐射片13的第一对称轴Xl和第二对称轴Yl重合。第一馈电部15位于第一辐射片13的第二对称轴Yl上，第二馈电部16位于第一辐射片13的第一对称轴Xl上。第三馈电部17位于第二辐射片14的第二对称轴Υ2上，第四馈电部18位于第二辐射片14的第一对称轴Χ2上。另外，本实用新型的实施例并不限定第一馈电部15、第二馈电部16、第三馈电部17和第四馈电部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15、第二馈电部16、第三馈电部17和第四馈电部18能够各自引出传输线(图中未示出)。
[0034]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优选为矩形。当然可以理解，第一辐射片14和第二辐射片14还可以是其他形状。不过，第一辐射片13和第二辐射片14优选为形状相同。较佳地，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的尺寸最好大于第二辐射片14的尺寸，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，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。
[0035]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(图1中XY平面方向)和/或竖直(图1中Z轴方向)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、十字形、雪花形、或者断开的口字型。在尺寸上