[發(fā)明專利]垂直極化天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510492693.5
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN105119056A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳波;唐清悟;黃皖菁;蔣元俊;景心平;崔滿堂
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01Q13/06
• 分類號: H01Q13/06
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天線領(lǐng)域，具體涉及一種極化方向與電路板垂直的垂直極化天線。

背景技術(shù)

對室內(nèi)通信，吸頂式小基站天線相對于傳統(tǒng)基站天線，具有體積小、不占用室內(nèi)地面空間、遠(yuǎn)離地面遮擋物、增大了基站與用戶群的距離、減少了潛在的輻射危害等優(yōu)點(diǎn)，是未來室內(nèi)小基站的發(fā)展方向。

基站天線一般采用統(tǒng)水平/垂直雙極化天線，對于垂直極化分量的產(chǎn)生，傳統(tǒng)做法是在水平放置的電路板上焊接一段垂直的圓柱或者圓錐狀金屬，等效為單極子天線，輻射電磁波，由于該方法需要在印刷電路板的基礎(chǔ)上額外焊接天線，工藝復(fù)雜，體積龐大，且外接天線容易產(chǎn)生形變，極大地影響了吸頂天線的小型化。

現(xiàn)有的基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)相關(guān)天線主要有基片集成波導(dǎo)開槽天線和基片集成波導(dǎo)H面開口天線，前者主要通過在基片集成波導(dǎo)表面開槽，向與基片垂直的方向輻射電磁波，與本發(fā)明完全不同；后者是在標(biāo)準(zhǔn)基片集成波導(dǎo)的末端均勻擴(kuò)大基片集成波導(dǎo)寬度(基片所在平面同時也是磁場H所在平面，簡稱H面)，最后向外輻射電磁波，整體結(jié)構(gòu)和理論與普通波導(dǎo)H面開口天線類似。

由于基片集成波導(dǎo)的高度(電場E所在面，即與基片垂直面，簡稱為E面)為介質(zhì)基板厚度，往往只有幾毫米高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通波導(dǎo)尺寸，在與自由空間過渡時具有較大不連續(xù)性，同時造成阻抗失配，電磁波大量反射回基片集成波導(dǎo)內(nèi)部，極大的影響輻射效率。由于該高度亦遠(yuǎn)小于波長，電磁波容易產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，產(chǎn)生大量后向輻射，影響天線的方向性。基片集成波導(dǎo)H面開口天線試圖通過H面過度結(jié)構(gòu)來補(bǔ)償E面不連續(xù)性帶來的反射，該方法極大的增加了天線的體積。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種垂直極化天線，采用E面過度結(jié)構(gòu)提高天線E面方向性，同時通過在上下表面鋪設(shè)電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在不擴(kuò)大天線尺寸的情況下，極大的抑制了后向輻射。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種垂直極化天線，包括3層介質(zhì)板，從上至下依次為第一層、第二層，第三層，每一層的右端都有一段從介質(zhì)板右邊界向左延伸的L區(qū)，所述整個第二層、第一層L區(qū)、第三層L區(qū)共同構(gòu)成L區(qū)高度大于L區(qū)左側(cè)高度的階梯狀基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述L區(qū)的長度為L，且滿足2L+λ_g·(θ₁+θ₂)/2π＝λ_g，其中λ_g為電磁波在所述階梯狀基片集成波導(dǎo)傳播的波長，θ₁和θ₁分別為電磁波在L區(qū)的左右兩端反射的相位變化；

所述第一層的L區(qū)上表面為連續(xù)的金屬層，所述第一層的L區(qū)左側(cè)是電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述L區(qū)上有兩排橫向金屬化通孔，所述兩排橫向金屬化通孔之間的左側(cè)區(qū)域設(shè)有一列縱向金屬化通孔；

所述第二層的L區(qū)左側(cè)的上下表面為連續(xù)的金屬層，第二層從左至右分布有兩排橫向金屬化通孔；

所述第三層的L區(qū)左側(cè)為電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述第三層的L區(qū)上有兩排橫向金屬化通孔，所述兩排橫向金屬化通孔之間的左側(cè)區(qū)域設(shè)有一列縱向金屬化通孔，所述L區(qū)的下表面為連續(xù)的金屬層。

作為優(yōu)選方式，所述第一層的電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括第一層L區(qū)左側(cè)的部分及其上表面呈行列排列的金屬貼片，所述金屬貼片的中心設(shè)有金屬化通孔。

所謂金屬化通孔是指孔壁上用化學(xué)鍍和電鍍方法鍍上一層導(dǎo)電金屬的孔。

作為優(yōu)選方式，所述第三層的電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括第三層L區(qū)左側(cè)的部分及其下表面呈行列排列的金屬貼片，所述金屬貼片的中心設(shè)有金屬化通孔。

作為優(yōu)選方式，所述金屬貼片為正方形。

作為優(yōu)選方式，所述各橫向金屬化通孔和縱向金屬化通孔的直徑都小于λ_g/2，相鄰橫向金屬化通孔外徑間的橫向最小距離以及相鄰縱向金屬化通孔外徑間的縱向最小距離都小于各金屬化通孔的半徑。