一种基于光子晶体的双极化基站天线

摘要

本发明公开了一种基于光子晶体的双极化基站天线，包括介质基板，介质基板的背面设有接地板、正面中央通过巴伦并排设有两个天线阵列，介质基板正面的边缘沿垂直方向延伸有光子晶体反射壁板，位于天线阵列之间的介质基板上沿垂直方向延伸有光子晶体隔离板，光子晶体反射壁板的外侧面以及光子晶体隔离板的背面设有导板，光子晶体反射壁板的内侧面、光子晶体隔离板的正面对应导板的位置分别设有若干周期性排列的金属贴片，金属贴片与导板之间设有导电过孔。本发明的天线可实现宽频带的效果，并通过基于光子晶体的反射壁板和隔离板减少表面波的传播，从而减小天线阵列之间的耦合，且天线的总重量大大降低。

权利要求

1.一种基于光子晶体的双极化基站天线，包括介质基板，所述介质基板的背面设有接地板，其特征在于：所述介质基板正面的中央通过巴伦并排设有两个天线阵列，所述巴伦的底部延伸出接地板，所述天线阵列由四个方形的偶极子交叉成对组阵而成，并通过倒L形馈电探针耦合馈电，所述馈电探针通过馈电卡固定，所述介质基板正面的边缘沿垂直方向延伸有光子晶体反射壁板，位于所述天线阵列之间的介质基板上沿垂直方向延伸有光子晶体隔离板，所述光子晶体反射壁板的外侧面以及光子晶体隔离板的背面设有导板，所述光子晶体反射壁板的内侧面、光子晶体隔离板的正面对应导板的位置分别设有若干周期性排列的金属贴片，所述金属贴片与导板之间设有导电过孔；所述金属贴片包括方形的中心部，所述导电过孔设于中心部的中央，所述中心部的各顶角处设有L形金属微带线，所述金属微带线之间呈顺时针方向排列。

说明书

一种基于光子晶体的双极化基站天线

技术领域

[0001] 本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于光子晶体的双极化基站天线。

背景技术

[0002] 随着无线通信技术的快速发展，多种通信标准同时存在的情况已不可避免，同时由于人们对天线辐射的担忧以及原有基站位置的冲突，使得新基站天线的选址越来越难，因此，设计出覆盖更宽频带能够适应更多制式的基站天线，可以有效地解决基站选址的难题，节省大量的资源。再者，由于基站天线的体积较大而且重量也较大，导致安装的成本和难度也相应地增加，因此，在保证基站天线性能的前提下尽量减轻天线的重量具有十分重要的现实意义。

[0003] 天线隔离度是体现天线之间相互影响程度的重要参数，隔离度越高，相互作用越小，系统间干扰越小。为了减少干扰，在实际工程运用中，通常采取以下方法来增加天线隔离度：

[0004] 方法一：在天线电磁波传播通道上增加阻碍，阻挡电磁耦合；

[0005] 方法二：将天线正交放置，从而减少不同极化方向的天线的耦合；

[0006] 方法三：认为开辟另外的耦合通道，使其与原电磁耦合进行抵消。

[0007] 但是对于方法一而言，双极化天线本身是一体化设计，无法在其传播方向上增加阻碍，而双极化天线一般已经采用了第二种方法，而第三种方法缺乏一致性。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种重量轻、隔离度高，且基于光子晶体的双极化基站天线。

[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0010] 一种基于光子晶体的双极化基站天线，包括介质基板，介质基板的背面设有接地板，介质基板正面的中央通过巴伦并排设有两个天线阵列，巴伦的底部延伸出接地板，天线阵列由四个方形的偶极子交叉成对组阵而成，并通过倒L形馈电探针耦合馈电，馈电探针通过馈电卡固定，介质基板正面的边缘沿垂直方向延伸有光子晶体反射壁板，位于天线阵列之间的介质基板上沿垂直方向延伸有光子晶体隔离板，光子晶体反射壁板的外侧面以及光子晶体隔离板的背面设有导板，光子晶体反射壁板的内侧面、光子晶体隔离板的正面对应导板的位置分别设有若干周期性排列的金属贴片，金属贴片与导板之间设有导电过孔。

[0011] 所述金属贴片包括方形的中心部，导电过孔设于中心部的中央，中心部的各顶角处设有L形金属微带线，金属微带线之间呈顺时针方向排列。

[0012] 与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的天线工作频带为1710-2170MHz，可实现宽频带的效果；同时通过光子晶体反射壁板和光子晶体隔离板减少表面波的传播，从而减小天线阵列之间的耦合，隔离度提高了6-8dB，并使得天线的总重量大大降低。

附图说明

[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0014] 图1是本发明的结构示意图；

[0015] 图2是本发明中金属贴片的结构示意图。

[0016] 其中，1、偶极子，2、馈电探针，3、馈电卡，4、巴伦，5、金属贴片，51、中心部，52、金属微带线，6、导电过孔，7、接地板，8、介质基板，9、光子晶体反射壁板，91、导板，10、光子晶体隔离板 。

[0017] 具体实施方式：

[0018] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

[0019] 如图1所示，本发明实施例的一种基于光子晶体的双极化基站天线，包括FR4介质基板8，尺寸为280mm *160mm *2 mm，介质基板8的背面设有接地板7，介质基板8正面的中央通过巴伦4并排设有两个天线阵列，巴伦4的底部延伸出接地板7，天线阵列由四个方形的偶极子1交叉成对组阵而成，并通过两个倒L形馈电探针2进行耦合馈电，馈电探针2通过馈电卡3固定，介质基板8正面的边缘沿垂直方向延伸有FR4材质的光子晶体反射壁板9，位于天线阵列之间的介质基板8上沿垂直方向延伸有FR4材质的光子晶体隔离板10，两者厚度均为2mm，光子晶体反射壁板9的外侧面以及光子晶体隔离板10的背面设有导板91，光子晶体反射壁板9的内侧面对应导板91的位置设有周期性排列的金属贴片5，其中，两个长边面为2*
24阵列，两个短边面为2*12阵列，光子晶体隔离板10的正面对应导板91的位置设有2*12金属贴片5阵列，各金属贴片5与导板91之间设有导电过孔6。

[0020] 进一步的，如图2所示，在本实施例中，金属贴片5包括方形的中心部51，半径为0.3mm的导电过孔6设于中心部51的中央，中心部51的各顶角处设有L形的金属微带线52，金属微带线52之间呈顺时针方向排列，该金属微带线52分根部、中间部和尾部三段，根部长度lx3为0.9mm，中间部长度lx2为8.025mm，尾部长度lx1为9mm，金属贴片5之间的间距g为
0.75mm。

[0021] 采用50Ω同轴线将两个天线阵列接入馈电网络，中间为了阻抗匹配的作用使用两个λ/4阻抗变换器，结果显示，本实施例的工作频带为1710-2170MHz，可以覆盖国内的2G/3G频段，实现宽频带的效果；此外，本实施例采用基于光子晶体的反射壁板9和隔离板10减少表面波的传播，从而减少天线阵列之间的耦合，使得隔离度较传统的金属铝板天线阵列由26.3dB提高到32.5 dB，隔离度提高了6.2 dB，同时使得天线的总重量降低了168g。