一種超寬帶微帶貼片天線及多頻天線陣列的制作方法

本發明涉及天線技術領域，具體涉及一種超寬帶微帶貼片天線及多頻天線陣列。

背景技術：

天線是移動通信系統中的一個能量轉換裝置。在移動通信中，定向天線使用半波對稱振子來形成天線，一般而言，半波對稱振子高度在四分之一波長左右，很難降低高度。目前多頻多列天線是行業的趨勢。而半波對稱振子無法解決多頻多列天線中的高低頻互耦問題。也是目前所有天線廠家無法有效解決的一大難題。

而貼片天線代替半波對稱陣子，可以解決上述問題。例如cn202384492u所公開的名稱為一種貼片天線的實用新型專利，但現有傳統的微帶貼片天線都有統一的缺點而無法應用到多頻多列天線中：1、天線帶寬窄、饋電需要180度倒相位(方向圖和駐波帶寬很窄，隨頻率變化而色散)。2、方向圖交叉極化比很差。3、饋電系統復雜，需要四點饋電。4、如果采用2點饋電，方向圖不對稱，指標很差.

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種超寬帶微帶貼片天線及多頻天線陣列，以解決現有技術中天線帶寬窄，天線饋電色散問題及方向圖交叉極化差，在多頻多列天線中，解決高低頻互耦問題。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種超寬帶微帶貼片天線，包括金屬反射板及設置在所述金屬反射板上方的輻射貼片裝置；其中，

所述輻射貼片裝置包括反射板微帶貼片層、介質層和饋電網絡層；所述微帶貼片層上設置有金屬貼片和兩條第一直線方向的帶有開口槽的縫隙，兩條所述第一直線方向的縫隙的開口槽方向相反；

所述饋電網絡層包括第一饋電輸入端口、第一功分節點、第一饋線、第二饋線和第三饋線，其中，所述第一饋線的一端與第一饋電輸入端口連接，另一端與第一功分節點的輸入端連接；所述第二饋線和第三饋線，固定端分別與第一功分節點的輸出端連接，自由端分別向兩條所述第一直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條所述第一直線方向的縫隙。

優選地，所述第二饋線和第三饋線的長度相等或相差0～0.15倍的工作波長。

優選地，所述第二饋線和第三饋線，自由端分別向兩條所述第一直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條所述第一直線方向的縫隙后與所述微帶貼片層上的金屬貼片短路連接；

或者，自由端分別向兩條所述第一直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條所述第一直線方向的縫隙后，再延伸預設長度，與所述微帶貼片層上的金屬貼片耦合連接；其中，所述預設長度為四分之一波長左右預設波動范圍內的長度。

優選地，所述微帶貼片層上還設置有兩條位于第二直線方向上的帶有開口槽的縫隙，兩條所述第二直線方向上的縫隙的開口槽方向相反；所述第一直線方向和第二直線方向正交；

所述饋電網絡層還包括第二饋電輸入端口、第二功分節點、第四饋線、第五饋線和第六饋線，其中，所述第四饋線的一端與第二饋電輸入端口連接，另一端與第二功分節點的輸入端連接；所述第五饋線和第六饋線，固定端分別與第二功分節點的輸出端連接，自由端分別向兩條所述第二直線方向上的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條所述第二直線方向上的縫隙。

優選地，所述第五饋線和第六饋線的長度相等或相差0～0.15倍的工作波長。

優選地，所述第五饋線和第六饋線，自由端分別向兩條所述第二直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條所述第二直線方向的縫隙后與所述微帶貼片層上的金屬貼片短路連接；

或者，自由端分別向兩條所述第二直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條所述第二直線方向的縫隙后，再延伸預設長度，與所述微帶貼片層上的金屬貼片耦合連接；其中，所述預設長度為四分之一波長左右預設波動范圍內的長度。

優選地，所述第一饋電輸入端口和第二饋電輸入端口通過饋電同軸線饋電連接；

所述饋電同軸線的底部設置在所述金屬反射板正面，與設置在發射板正面的饋線連接，或穿過所述金屬反射板，延伸到所述金屬反射板背面，與設置在發射板背面的饋線連接。

優選地，所述輻射貼片裝置上方還設置有引向片，所述引向片和輻射貼片裝置至少通過一個支撐柱固定在所述金屬反射板上。

優選地，所述引向片的形狀為正方形、多邊形、圓形或圓環形；所述引向片的尺寸＜所述輻射貼片裝置的尺寸。

優選地，第一饋線或者第四饋線長度為0～0.3倍工作波長，由寬度相同，或者漸變，或者寬度不等的多段線組成。

優選地，第二、三饋線由寬度相同，或者漸變，或者寬度不等的多段線組成；第五、六饋線由寬度相同，或者漸變，或者寬度不等的多段線組成。

一種多頻天線陣列，至少包含兩種工作在高低不同頻率的輻射單元(此多頻天線陣列包含至少兩種頻率的天線，比如1l1h、1l2h、1l3h、1l4h、2l2h、2l4h等，其中l代表低頻，h代表高頻)，還包括上述的微帶貼片天線，所述微帶貼片天線作為所述多頻天線陣列的高頻輻射單元。

本發明采用以上技術方案，至少具備以下有益效果：

由上述技術方案可知，本發明提供的這種超寬帶微帶貼片天線，微帶貼片層上設置有金屬貼片和兩條第一直線方向的帶有開口槽的縫隙，兩條第一直線方向的縫隙的開口槽方向相反；饋電網絡層的第一饋線的一端與第一饋電輸入端口連接，另一端與第一功分節點的輸入端連接；第二饋線和第三饋線，固定端分別與第一功分節點的輸出端連接，自由端分別向兩條第一直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條第一直線方向的縫隙，可知本發明提供的這種微帶貼片天線采用縫隙饋電，同一極化方向的兩個饋電點相位相同，不存在色散問題，有效解決了傳統貼片天線方向圖和駐波帶寬很窄的問題。

另外，由于采用縫隙饋電，極化純度很高，所以交叉極化比很好。由于饋電點相位同相，饋電網絡都設置在金屬貼片上，并且合并后同一極化方向只有一個饋電輸出，結構簡單。

在超寬帶多頻天線陣列中，上述超寬帶貼片天線，由于剖面底不存在高低頻的互耦問題，所以有效的解決了多頻天線陣列中的互耦問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一實施例提供的超寬帶微帶貼片天線的整體結構示意圖；

圖2為圖1所示的超寬帶微帶貼片天線的輻射貼片裝置的俯視圖；

圖3為本發明另一實施例提供的超寬帶微帶貼片天線的輻射貼片裝置的俯視圖；

圖4是本發明另一實施例提供的超寬帶微帶貼片天線的輻射貼片裝置的俯視圖；

圖5為本發明另一實施例提供的超寬帶微帶貼片天線的輻射貼片裝置的俯視圖；

圖6為本發明另一實施例提供的超寬帶微帶貼片天線的整體結構示意圖；

圖7為圖6所示的超寬帶微帶貼片天線的側視圖；

圖8為本發明一實施例提供的多頻天線陣列的整體結構示意圖；

圖9為本發明另一實施例提供的多頻天線陣列的整體結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發明所保護的范圍。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

參見圖1和圖2，本發明一實施例提供的一種超寬帶微帶貼片天線，包括金屬反射板1及設置在所述金屬反射板1上方的輻射貼片裝置2；其中，

所述輻射貼片裝置2包括反射板微帶貼片層、介質層和饋電網絡層；所述微帶貼片層上設置有金屬貼片和兩條第一直線方向的帶有開口槽的縫隙24，兩條所述第一直線方向的縫隙24的開口槽方向相反；

所述饋電網絡層包括第一饋電輸入端口20、第一功分節點(附圖中未示出)、第一饋線21、第二饋線22和第三饋線23，其中，所述第一饋線21的一端與第一饋電輸入端口20連接，另一端與第一功分節點的輸入端連接；所述第二饋線22和第三饋線23，固定端分別與第一功分節點的輸出端連接，自由端分別向兩條所述第一直線方向的縫隙24的同側延伸并分別跨過兩條所述第一直線方向的縫隙24。

由上述技術方案可知，本發明提供的這種微帶貼片天線，微帶貼片層上設置有金屬貼片和兩條第一直線方向的帶有開口槽的縫隙，兩條第一直線方向的縫隙的開口槽方向相反；饋電網絡層的第一饋線的一端與第一饋電輸入端口連接，另一端與第一功分節點的輸入端連接；第二饋線和第三饋線，固定端分別與第一功分節點的輸出端連接，自由端分別向兩條第一直線方向的縫隙的同側延伸并分別跨過兩條第一直線方向的縫隙，可知本發明提供的這種微帶貼片天線采用縫隙饋電，同一極化方向的兩個饋電點相位相同，不存在色散問題，有效解決了傳統貼片天線方向圖和駐波帶寬很窄的問題。

另外，由于采用縫隙饋電，極化純度很高，所以交叉極化比很好。由于饋電點相位同相，饋電網絡都設置在金屬貼片上，并且合并后同一極化方向只有一個饋電輸出，結構簡單。

優選地，所述第二饋線22和第三饋線23的長度相等或相差0～0.15倍的工作波長。

優選地，參見圖2，所述第二饋線22和第三饋線23，自由端分別向兩條所述第一直線方向的縫隙24的同側延伸并分別跨過兩條所述第一直線方向的縫隙24后與所述微帶貼片層上的金屬貼片短路連接；

或者，參見圖3，自由端分別向兩條所述第一直線方向的縫隙24的同側延伸并分別跨過兩條所述第一直線方向的縫隙24后，再延伸預設長度，與所述微帶貼片層上的金屬貼片耦合連接；其中，所述預設長度為四分之一波長左右預設波動范圍內的長度。

參見圖4，優選地，所述微帶貼片層上還設置有兩條位于第二直線方向上的帶有開口槽的縫隙25，兩條所述第二直線方向上的縫隙25的開口槽方向相反；所述第一直線方向和第二直線方向正交；

所述饋電網絡層還包括第二饋電輸入端口26、第二功分節點(附圖中未示出)、第四饋線27、第五饋線28和第六饋線29，其中，所述第四饋線27的一端與第二饋電輸入端口26連接，另一端與第二功分節點的輸入端連接；所述第五饋線28和第六饋線29，固定端分別與第二功分節點的輸出端連接，自由端分別向兩條所述第二直線方向上的縫隙25的同側延伸并分別跨過兩條所述第二直線方向上的縫隙25。

優選地，所述第五饋線28和第六饋線29的長度相等或相差0～0.15倍的工作波長(用于滿足一些特殊方向圖需求)。

參見圖4，優選地，所述第五饋線28和第六饋線29，自由端分別向兩條所述第二直線方向的縫隙25的同側延伸并分別跨過兩條所述第二直線方向的縫隙25后與所述微帶貼片層上的金屬貼片短路連接；

或者，參見圖5，自由端分別向兩條所述第二直線方向的縫隙25的同側延伸并分別跨過兩條所述第二直線方向的縫隙25后，再延伸預設長度，與所述微帶貼片層上的金屬貼片耦合連接；其中，所述預設長度為四分之一波長左右預設波動范圍內的長度。

參見圖1，優選地，所述第一饋電輸入端口20和第二饋電輸入端口26通過饋電同軸線3饋電連接；所述饋電同軸線3的底部設置在所述金屬反射板1正面，與設置在發射板正面的饋線連接，或穿過所述金屬反射板1，延伸到所述金屬反射板1背面，與設置在發射板背面的饋線連接。

參見圖6和圖7，優選地，所述輻射貼片裝置2上方還設置有引向片4，所述引向片4和輻射貼片裝置2至少通過一個支撐柱5固定在所述金屬反射板1上。

優選地，所述引向片4的形狀為正方形、多邊形、圓形或圓環形；所述引向片4的尺寸＜所述輻射貼片裝置2的尺寸。

另外，參見圖8和圖9，本發明還提出了多頻天線陣列，至少包含兩種工作在高低不同頻率的輻射單元，還包括上述微帶貼片天線，所述微帶貼片天線作為所述多頻天線陣列的高頻輻射單元。可以理解的是，上述微帶貼片天線用于多頻天線陣列中，可以消除高低頻之間的互耦影響。多頻天線陣列的低頻工作段范圍優選為560mhz～960mhz，高頻工作段范圍優選為1690mhz～2690mhz，也可以根據實際需要使用到其他頻段上。

上述微帶貼片天線優先使用pcb實現，也可以采用鈑金以及鈑金帶線饋電，同時也可以根據實際需要采用其他形式實現。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定，術語“功分節點”也僅作為描述，也可以把第一、二、三、四、五、六饋線作為功分器的一部分。