CN111864366B - 一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，包括微波介质基板、微带馈线、调配支节、正方形金属贴片、金属地板、金属圆柱和馈电探针，所述微带馈线、调配支节、正方形金属贴片设置于微波介质基板的上表面，所述金属地板设置于微波介质基板的下表面，所述调配支节、馈电探针设置有两组，所述调配支节与正方形金属贴片相连接，本发明只需在原有双极化天线金属贴片的中心开孔后安装金属圆柱即可改进天线的交叉极化性能，且改进效果对于两个通道是相同的，同时增加了双极化微带天线的增益；调整金属圆柱的半径和高度就可以调节交叉极化特性，由于金属圆柱可拆装，便于实际产品的调试和实时调整。

Description

一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体为一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构。
背景技术
随着移动通信技术的发展，MIMO(Multiple-Input Multiple-output，多输入多输出)多天线技术成为Wi-Fi和TD-LTE通信提升通信质量和效率的关键技术。利用双极化天线技术实现极化分集，可以进行极化多址通信，提升信道的吞吐量和利用率。这就要求天线单元具备出色的交叉极化性能，否则严重的交叉极化电平将会导致交叉极化通道的信号影响主极化通道，进而影响通道的选择和数据信息的收发。
电磁波是传递信息用的，有主通道和次通道，主通道的为同极化，次通道的必然被定义为交叉极化。极化是指在最大辐射方向上辐射电波的极化，其定义为最大辐射方向上电场矢量端点运动的轨迹。由于天线本身物理结构等原因，天线辐射远场的电场矢量除了有所需要方向的分量外，还在其正交方向上存在分量，这就是天线的交叉极化。
微带贴片天线具有波束宽、剖面低、重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列等优点而得到广泛的研究和应用。对于微带天线来说交叉极化本身是个难点，尤其对于双极化天线，两个极化通道的微带馈线连接在同一个正方形金属贴片上，导致天线的极化纯度不高，存在相互串扰和隔离度不足等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，包括微波介质基板、微带馈线、调配支节、正方形金属贴片、金属地板、金属圆柱和馈电探针，所述微带馈线、调配支节、正方形金属贴片设置于微波介质基板的上表面，所述金属地板设置于微波介质基板的下表面，所述调配支节、馈电探针设置有两组，所述调配支节与正方形金属贴片相连接，所述馈电探针通过微带馈线与调配支节相连接。
优选的，所述正方形金属贴片的正中心处开设有通孔，所述通孔中设置有金属圆柱，所述金属圆柱固定在金属地板上。
优选的，所述通孔的孔径大于金属圆柱的直径。
优选的，所述微波介质基板表面开设有与金属圆柱相对应的安装孔。
优选的，所述安装孔与金属圆柱之间为过盈配合。
优选的，所述金属圆柱粘接固定在金属地板上。
优选的，所述金属圆柱通过锁紧螺母固定安装在金属地板上。
优选的，所述金属圆柱通过安装机构固定在金属地板上，所述安装机构包括固定筒，所述固定筒设置在金属地板底端，所述固定筒底端开设有螺纹孔，所述螺纹孔中安装有螺杆，所述螺杆底端安装有旋钮，顶端转动连接有转动块，所述转动块顶端转动安装有若干连杆，所述固定筒内部设置有若干滑槽，多个滑槽环绕固定筒的中心轴线均匀分布，所述滑槽中滑动安装有锁紧块，所述锁紧块远离固定筒中心轴线的一端通过弹簧与滑槽内壁相连接，所述连杆的顶端与锁紧块转动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明只需在原有双极化天线金属贴片的中心开孔后安装金属圆柱即可改进天线的交叉极化性能，且改进效果对于两个通道是相同的，同时增加了双极化微带天线的增益；调整金属圆柱的半径和高度就可以调节交叉极化特性，由于金属圆柱可拆装，便于实际产品的调试和实时调整。
附图说明
图1为一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构的俯视图；
图2为一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构的立体结构示意图；
图3为一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构中安装机构的结构示意图；
图4为未安装金属圆柱的天线结构的辐射特性图；
图5为一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构的辐射特性图。
图中：1-微波介质基板，2-微带馈线，3-调配支节，4-正方形金属贴片，5-金属地板，6-金属圆柱，7-馈电探针，8-通孔，9-固定筒，10-螺纹孔，11-螺杆，12-旋钮，13-滑槽，14-弹簧，15-锁紧块，16-连杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1～5，本发明提供一种技术方案：一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，包括微波介质基板1、微带馈线2、调配支节3、正方形金属贴片4、金属地板5、金属圆柱6和馈电探针7，所述微带馈线2、调配支节3、正方形金属贴片4设置于微波介质基板1的上表面，所述金属地板5设置于微波介质基板1的下表面，所述调配支节3、馈电探针7设置有两组，所述调配支节3与正方形金属贴片4相连接，所述馈电探针7通过微带馈线2与调配支节3相连接。
所述正方形金属贴片4的正中心处开设有通孔8，所述通孔8中设置有金属圆柱6，所述金属圆柱6固定在金属地板5上，所述金属圆柱6的高度和半径可调，通过调整高度和半径可以调节天线的交叉极化值。
所述通孔8的孔径大于金属圆柱6的直径。
所述微波介质基板1表面开设有与金属圆柱6相对应的安装孔。
所述安装孔与金属圆柱6之间为过盈配合。
所述金属圆柱6粘接固定在金属地板5上。
本发明的具体制作过程如下，首先根据要求确定所选用的微波介质基板1的介电常数和板材厚度。介电常数影响辐射方向图的大小，正方形金属贴片4的尺寸和微波介质基板2的厚度决定了天线的工作频率。正方形金属贴片4的正中心开孔8的半径和金属圆柱6的半径和高度影响天线的交叉极化，通过调节和选择适量的正方形金属贴片4的正中心开孔8和金属圆柱6，得到最优的交叉极化特性。最后，通过调节调配支节3使天线的电压驻波比性能在工作频率达到最佳。
实施例二
与实施例一的区别在于：所述金属圆柱6通过锁紧螺母固定安装在金属地板5上。
实施例三
与实施例一的区别在于：所述金属圆柱6通过安装机构固定在金属地板5上，所述安装机构包括固定筒9，所述固定筒9设置在金属地板5底端，所述固定筒9底端开设有螺纹孔10，所述螺纹孔10中安装有螺杆11，所述螺杆11底端安装有旋钮12，顶端转动连接有转动块，所述转动块顶端转动安装有若干连杆16，所述固定筒9内部设置有若干滑槽13，多个滑槽13环绕固定筒9的中心轴线均匀分布，所述滑槽13中滑动安装有锁紧块15，所述锁紧块15远离固定筒9中心轴线的一端通过弹簧14与滑槽13内壁相连接，所述连杆16的顶端与锁紧块15转动连接，旋转旋钮12，就能够驱动螺杆11上下移动，从而利用连杆16带动锁紧块15向固定筒9远离或靠拢，从而形成对金属圆柱6的松开或锁紧动作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，包括微波介质基板(1)、微带馈线(2)、调配支节(3)、正方形金属贴片(4)、金属地板(5)、金属圆柱(6)和馈电探针(7)，其特征在于：所述微带馈线(2)、调配支节(3)、正方形金属贴片(4)设置于微波介质基板(1)的上表面，所述金属地板(5)设置于微波介质基板(1)的下表面，所述调配支节(3)、馈电探针(7)设置有两组，所述调配支节(3)与正方形金属贴片(4)相连接，所述馈电探针(7)通过微带馈线(2)与调配支节(3)相连接；
所述正方形金属贴片(4)的正中心处开设有通孔(8)，所述通孔(8)中设置有金属圆柱(6)，所述金属圆柱(6)固定在金属地板(5)上；
所述通孔(8)的孔径大于金属圆柱(6)的直径。
2.根据权利要求1所述的一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，其特征在于：所述微波介质基板(1)表面开设有与金属圆柱(6)相对应的安装孔。
3.根据权利要求2所述的一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，其特征在于：所述安装孔与金属圆柱(6)之间为过盈配合。
4.根据权利要求3所述的一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，其特征在于：所述金属圆柱(6)粘接固定在金属地板(5)上。
5.根据权利要求3所述的一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，其特征在于：所述金属圆柱(6)通过锁紧螺母固定安装在金属地板(5)上。
6.根据权利要求3所述的一种改进双极化微带天线交叉极化性能的天线结构，其特征在于：所述金属圆柱(6)通过安装机构固定在金属地板(5)上，所述安装机构包括固定筒(9)，所述固定筒(9)设置在金属地板(5)底端，所述固定筒(9)底端开设有螺纹孔(10)，所述螺纹孔(10)中安装有螺杆(11)，所述螺杆(11)底端安装有旋钮(12)，顶端转动连接有转动块，所述转动块顶端转动安装有若干连杆(16)，所述固定筒(9)内部设置有若干滑槽(13)，多个滑槽(13)环绕固定筒(9)的中心轴线均匀分布，所述滑槽(13)中滑动安装有锁紧块(15)，所述锁紧块(15)远离固定筒(9)中心轴线的一端通过弹簧(14)与滑槽(13)内壁相连接，所述连杆(16)的顶端与锁紧块(15)转动连接。
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