寬頻帶雙極化印刷天線單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天線技術領域，尤其涉及寬頻帶雙極化印刷天線單元。
【背景技術】
[0002]隨著移動通信技術的發展，對天線的要求越來越高。小型化、輕量化也成為天線設計的要求。印刷天線以其易于制作、重量輕等特點越來越受到人們的重視。但是，微帶天線因為帶寬較窄，難以滿足寬頻帶工作的要求。采用多層微帶貼片雖然可以提高天線的工作帶寬，但卻增加了制造成本。印刷振子天線能滿足寬帶工作的要求，且僅需單片介質，成本較低，重量輕，但是傳統的印刷振子天線，若要達到很寬的阻抗匹配帶寬，一般需要復雜的巴倫饋電結構實現阻抗匹配。巴倫結構需要與偶極子共面印刷或垂直安裝，這些都導致饋電結構或安裝變得復雜，并且需要更大面積的介質基片，增加了成本。若是需要組合成雙極化形式，則天線形式變得更加復雜。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單的寬頻帶雙極化印刷天線單元。
[0004]實現本發明目的的技術方案是:寬頻帶雙極化印刷天線單元，包括天線輻射單元、反射單元、同軸饋線和非金屬支撐結構，天線輻射單元通過非金屬支撐結構平行的安裝在反射單元上，天線福射單元包括福射振子、介質基板和饋電單元，福射振子及饋電單元蝕刻于介質基板的正反面，輻射振子由正交蝕刻的兩對輻射臂構成，每對輻射臂包含位于介質基板正面的兩個輻射臂和對應的位于介質基板反面的兩個輻射臂，位于介質基板正面的兩個輻射臂和位于介質基板反面的兩個輻射臂通過設置在介質基板上的通孔電連接，蝕刻于介質基板的正反面的饋電單元通過設置在介質基板上的通孔電連接。
[0005]作為本發明的優化方案，輻射振子包括A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面、B極化印刷振子第二輻射臂頂面、A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面，A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面和B極化印刷振子第二輻射臂頂面均蝕刻于介質基板的正面，A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面均蝕刻于介質基板的反面，A極化印刷振子第一輻射臂頂面和A極化印刷振子第二輻射臂頂面關于介質基板的中心對稱，B極化印刷振子第一輻射臂頂面和B極化印刷振子第二輻射臂頂面關于介質基板的中心對稱，A極化印刷振子第一輻射臂底面和A極化印刷振子第二輻射臂底面關于介質基板的中心對稱，B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面關于介質基板的中心對稱。
[0006]作為本發明的優化方案，蝕刻于介質基板的正面的A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面、B極化印刷振子第二輻射臂頂面相鄰的兩者之間均設置有縫隙，蝕刻于介質基板的反面的A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面相鄰的兩者之間均設置有縫隙。
[0007]作為本發明的優化方案，A極化印刷振子第一輻射臂底面與A極化印刷振子第一輻射臂頂面通過貫穿介質基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接，A極化印刷振子第二輻射臂底面與A極化印刷振子第二輻射臂頂面通過貫穿介質基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接，B極化印刷振子第一輻射臂底面與B極化印刷振子第一輻射臂頂面通過貫穿介質基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接，B極化印刷振子第二輻射臂底面與B極化印刷振子第二輻射臂頂面通過貫穿介質基板的若干第一金屬化通孔和若干第二金屬化通孔電連接。
[0008]作為本發明的優化方案，A極化印刷振子第一輻射臂頂面、A極化印刷振子第二輻射臂頂面、B極化印刷振子第一輻射臂頂面和B極化印刷振子第二輻射臂頂面由環狀的圓形和對應的環狀多邊形組成。
[0009]作為本發明的優化方案，A極化印刷振子第一輻射臂底面、A極化印刷振子第二輻射臂底面、B極化印刷振子第一輻射臂底面和B極化印刷振子第二輻射臂底面為環狀的半圓形。
[0010]作為本發明的優化方案，介質基板為FR-4板，所述介質基板的介電常數為4.4。
[0011 ]作為本發明的優化方案，饋電單元包括A極化饋線頂面單元、B極化饋線、A極化饋線底面單元、A極化饋電同軸線外導體焊接單元和B極化饋電同軸線外導體焊接單元，A極化饋線頂面單元與B極化饋線均設置在介質基板的正面，A極化饋線底面單元、A極化饋電同軸線外導體焊接單元和B極化饋電同軸線外導體焊接單元均設置在介質基板的反面，A極化饋線頂面單元與B極化饋線相互垂直，A極化饋線頂面單元與A極化饋電同軸線外導體焊接單元通過貫穿介質基板的第三金屬化通孔電連接，B極化饋線與B極化饋電同軸線外導體焊接單元通過貫穿介質基板的第三金屬化通孔電連接。
[0012]作為本發明的優化方案，同軸饋線包括第一同軸饋線和第二同軸饋線，第一同軸饋線的內導體通過第三金屬化通孔與A極化饋線頂面單元電連接，第一同軸饋線的外導體與A極化饋電同軸線外導體焊接單元電連接，第二同軸饋線的內導體通過第三金屬化通孔與B極化饋線電連接，第二同軸饋線的外導體與B極化饋電同軸線外導體焊接單元電連接。
[0013]作為本發明的優化方案，天線輻射單元和反射單元之間的距離為35mm。
[0014]本發明具有積極的效果:I)本發明的輻射振子由正交蝕刻的兩對輻射臂構成，制作簡單，結構緊湊；
[0015]2)本發明的兩個極化輻射振子互為耦合寄生振子，采用寬度可變的縫隙和雙面蝕刻的輻射臂，有效的展寬了天線的帶寬；
[0016]3)同軸饋線便于與同軸線焊接，安裝方便。
【附圖說明】
[0017]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中:
[0018]圖1是本發明的結構圖；
[0019]圖2是本發明的前視圖；
[0020]圖3是本發明的左視圖；
[0021 ]圖4是介質基板的正面圖；
[0022]圖5是介質基板的反面圖；
[0023]圖6是本發明的回波損耗及端口隔離度測試結果圖。
[0024]其中，1、天線福射單元，2、反射單元，3、同軸饋線，4、非金屬支撐結構，6、介質基板，51、A極化印刷振子第一輻射臂頂面，52、A極化印刷振子第二輻射臂頂面，53、B極化印刷振子第一輻射臂頂面，54、B極化印刷振子第二輻射臂頂面，55、A極化印刷振子第一輻射臂底面，56、A極化印刷振子第二輻射臂底面，57、B極化印刷振子第一輻射臂底面，58、B極化印刷振子第二福射臂底面，61、第一金屬化通孔，62、第二金屬化通孔，63、第三金屬化通孔，71、A極化饋線頂面單元，7 2、B極化饋線，7 3、A極化饋線底面單元，74、A極化饋電同軸線外導體焊接單元，75、B極化饋電同軸線外導體焊接單元。
【具體實施方式】
[0025]如圖1-圖3所示，本發明公開了寬頻帶雙極化印刷天線單元，包括天線輻射單元1、反射單元2、同軸饋線3和非金屬支撐結構4，天線輻射單元I通過非金屬支撐結構4平行的安裝在反射單元2上，天線福射單元I包括福射振子、介質基板6和饋電單元，福射振子及饋電單元蝕刻于介質基板6的正反面，輻射振子由正交蝕刻的兩對輻射臂構成，每對輻射臂包含位于介質基板6正面的兩個輻射臂和對應的位于介質基板6反面的兩個輻射臂，位于介質基板6正面的兩個輻射臂和位于介質基板6反面的兩個輻射臂通過設置在介質基板6上的通孔電連接，蝕刻于介質基板6的正反面的饋電單元通過設置在介質基板6上的通孔電連接。
[0026]如圖4和圖5所示，輻射振子包括A極化印刷振子第一輻射臂頂面51、A極化印刷振子第二輻射臂頂面52、B極化印刷振子第一輻射臂頂面53、B極化印刷振子第二輻射臂頂面54、A極化印刷振子第一輻射臂底面55、A極化印刷振子第二輻射臂底面56、B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58，A極化印刷振子第一輻射臂頂面51、A極化印刷振子第二輻射臂頂面52、B極化印刷振子第一輻射臂頂面53和B極化印刷振子第二輻射臂頂面54均蝕刻于介質基板6的正面，A極化印刷振子第一輻射臂底面55、A極化印刷振子第二輻射臂底面56、B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58均蝕刻于介質基板6的反面，A極化印刷振子第一輻射臂頂面51和A極化印刷振子第二輻射臂頂面52關于介質基板6的中心對稱，B極化印刷振子第一輻射臂頂面53和B極化印刷振子第二輻射臂頂面54關于介質基板6的中心對稱，A極化印刷振子第一輻射臂底面55和A極化印刷振子第二輻射臂底面56關于介質基板6的中心對稱，B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58關于介質基板6的中心對稱。
[0027]其中，蝕刻于介質基板6的正面的A極化印刷振子第一輻射臂頂面51、A極化印刷振子第二輻射臂頂面52、B極化印刷振子第一輻射臂頂面53、B極化印刷振子第二輻射臂頂面54相鄰的兩者之間均設置有縫隙，蝕刻于介質基板6的反面的A極化印刷振子第一輻射臂底面55、A極化印刷振子第二輻射臂底面56、B極化印刷振子第一輻射臂底面57和B極化印刷振子第二輻射臂底面58相鄰的兩者之間均設置有縫隙。正交蝕刻的兩對輻射臂通過寬度漸變的縫隙實現耦合，通過合理的調節縫隙的寬度，可以使得寬頻帶雙極化印刷天線單元天線覆蓋頻段1710-2690MHZ，同時由于輻射振子由正交蝕刻的兩對輻射臂構成，一個極化用于饋電時，另外一個極化上通過的電流很小，可以獲得27dB的高隔離度。
[0028]A極化印刷振子第一輻射臂底面55與A極化印刷振子第一輻射臂頂面51通過貫穿介質基板6的若干第一金屬化通孔61和若干第二金屬化通孔62電連接，A極化印刷振子第二輻射臂底面56與A極化印刷振子第