[實用新型]基于SIW技術的雙極化縫隙天線

有效

• 申請號: 201420135547.8
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN203760675U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 張海力;呂新江;趙啟杰
• 申請（專利權）人: 紹興市精倫通信科技有限公司
• 主分類號: H01Q13/10
• 分類號: H01Q13/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種基于SIW技術的雙極化縫隙天線。

背景技術

天線是移動通信網絡中的關鍵設備之一，是無線信號的出入口。如果把主設備比喻成移動通信系統的大腦，那么天線就可以比喻成嘴巴、眼睛或耳朵。天線質量的優劣直接決定移動通信網絡的覆蓋效果和用戶感知的好壞。因此，天線對于移動通信的質量具有至關重要的作用，如果天線質量不好，即使主設備質量再好，網絡性能也無法得到體現。

由于長期以來的產品價格導向，移動通信領域用于天線的投資比重越來越低。目前，天線的投資在整個移動通信網絡中所占的比重不超過3%。過分地以價格因素為主導，導致天線廠商為了盈利和生存，更加降低對于天線材質、工藝、整體可靠性和穩定度的關注，由此帶來的弊端逐漸顯現。

實際應用中發現，在使用初期相當比例的天線性能良好，能夠較好地滿足網絡覆蓋需求，但是在網應用一段時間后，天線可靠性降低導致性能不再滿足網絡覆蓋的要求。這正是由于天線的成本降低導致天線質量下降，無法長期在外部環境中應用。天線的質量造成移動通信網絡站點故障率逐漸提高，閉站維修或者更換設備帶來的損失甚至超過天線成本下降帶來的投資節省。因此，重視和認真解決天線質量下降帶來的各種問題，引導供應商生產滿足運營商實際應用需求的天線，提升天線質量以滿足網絡覆蓋效率和效果，提高網絡覆蓋的穩定度和可靠性，促進天線產業的良性發展，是整個產業界的責任，也是移動通信發展的必然要求。

天線的極化是指在天線最大的輻射方向上電場矢量的取向，是標志天線的重要特征。雙極化天線在同一帶寬內能發射兩種信號，即同時發射或接受兩個正交極化的電磁波。并同時工作在收發雙工模式下，因此其最突出的優點是節省單個定向基站的天線數量。一般GSM數字移動通信網的定向基站（三扇區）要使用9根天線，每個扇形使用3根天線（空間分集，一發兩收），如果使用雙極化天線，每個扇形只需要1根天線；同時由于在雙極化天線中，±45°的極化正交性可以保證+45°和-45°兩副天線之間的隔離度滿足互調對天線間隔離度的要求（≥30dB），因此雙極化天線之間的空間間隔僅需20～30cm；另外，雙極化天線具有電調天線的優點，在移動通信網中使用雙極化天線同電調天線一樣，可以降低呼損，減小干擾，提高全網的服務質量。如果使用雙極化天線，由于雙極化天線對架設安裝要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直徑20cm的鐵柱，將雙極化天線按相應覆蓋方向固定在鐵柱上即可，從而節省基建投資，同時使基站布局更加合理，基站站址的選定更加容易。

由于雙極化天線特有的優點，能接收電磁波中全部極化信息，有強抗干擾、提高系統靈敏度和能構成變極化系統等能力，引起人們的廣泛興趣，在車輛防撞、電子偵探、電子對抗、無線電近感探測和雷達測量等系統中都能應用，有著很重大的意義。

而隨著現代微波毫米波電路系統的高速發展，其功能越來越復雜、電性能指標越來越高，同時其體積越來越小、重量越來越輕；整個系統迅速向小型化、輕量化、高可靠性、多功能性和低成本方向發展。低成本、高性能、高成品率的微波毫米波技術對于開發商業化的低成本微波毫米波寬帶系統非常關鍵。因此，迫切需要發展新的微波毫米波集成技術。

基片集成波導(Substrate Integrated Waveguide，SIW)技術是近幾年提出的一種可以集成于介質基片中的具有低插損、低輻射、高功率容量等特性的新的導波結構，它可以有效地實現無源和有源集成，使微波毫米波系統小型化，甚至可把整個微波毫米波系統制作在一個封裝內；而且它具有和傳統矩形金屬波導相類似的傳輸特性，它可以用來構成多種形式的波導器件，同時基片集成波導由于具有加工成本低、加工精度較高、體積小、重量輕、較低的輻射損耗、較強的抗干擾性以及較高的集成度等特點，它可以用來設計高集成度的微波毫米波系統。因此由其構成的微波毫米波甚至亞毫米波部件及子系統具有高Q值、高功率容電，易與其它平面電路和芯片集成等優點，同時由于整個結構完全為介質基片上的金屬化通孔陣列所構成，所以這種結構可以利用普通PCB工藝、LTCC工藝、甚至薄膜電路工藝精確實現。與傳統的波導形式微波毫米波器件的加工成本相比，基片集成波導微波毫米波器件的加工成本十分低廉，不需任何事后調試工作，非常適合微波毫米波電路的集成設計和大批量制作。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型提出了一種基于SIW技術的雙極化縫隙天線。