[发明专利]一种小型化的宽带三极化天线

说明书

本发明涉及一种小型化的宽带三极化天线，属于天线技术领域。包括，一放置于金属底板上的介质空腔，在此介质空腔的表面印刷天线垂直辐射体部分；一置于介质空腔的正上面的辐射盖板，在此辐射盖板的上表面印刷该天线水平双极化辐射体部分；十字交叉放置于介质空腔内部的两块微带介质板，微带介质板正面印刷有微带线，背面印刷留有缝隙的金属接地面，金属接地面上边与天线水平双极化辐射体部分相连接，下边和金属底板相连接；一置于介质空腔内部的馈电基板，上表面印刷等功分微带匹配电路。本发明所述天线实现了三极化天线的宽频带和小型化，本发明所述的天线可作为基站天线和移动通信系统中的天线用于提高频谱利用率、增加通信容量等。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种小型化的宽带三极化天线，可作为基站天线和移动通信系统中的天线，用于提高频谱利用率和增加通信容量等。

背景技术

移动通信领域，数据传输需求日益增长、频带资源日益紧张，提高通信系统的容量势在必行。通常可以通过增加频带宽度，如将使用的频段扩大到毫米波段，但目前还有不少问题需要解决。另外可以考虑提高频谱的利用率，有效的解决方法是采用多输入多输出(MIMO)技术。MIMO系统是指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统。MIMO技术的好处是能创建多个并行的独立子信道，具有在不提高发射功率和不增加频谱的条件下而使通信系统容量成倍提高的能力。

MIMO技术同时也是无线通信中对抗衰落，提高系统性能的一个重要技术。无线信道中信号会受严重衰落的影响，分集就是在独立的衰落路径上发送相同的数据，在接收端经过适当的合并后，接收信号的衰落程度会明显改善。极化分集充分利用电磁波的空间维度，不同极化方式的信号经由相同的路径传播，传播环境中的随机反射将会把信号大致均匀地分配在每个极化方向上，所以不同极化的接收功率同时深衰落的可能性很小。因此，利用极化分集技术能有效抑制信号在自由空间传播过程中的多径衰落。

目前，天线的极化分集技术主要采用双极化天线，天线处于接收状态时，在多径环境下，当电磁波沿接近极化平面法向入射时，电场矢量几乎可以被两正交极化模式高效的接收；而当入射波方向偏离法向时，双极化天线的极化匹配效率将显著降低，而这种情形在移动通信中是不可避免的。如果能够在双极化天线的基础上再增加一个极化分量，构成三个两两正交的极化分量，则可以在全空间构成完备的极化矢量坐标系，那么任意方向的任意极化来波都可以被最高效率的接收，尤其对于大方位角入射时意义更加显著。因此，研究高性能的三极化天线极具实际应用价值。目前三极化天线的研究均集中于三个极化功能的实现上，天线带宽窄、尺寸大且辐射特性未加以控制。故，解决小型化、宽带、方向图可控的三极化天线是当前三极化天线的关键技术。

发明内容

要解决的技术问题

目前三极化天线的相对带宽基本不超过20％，且横向尺寸基本大于半个波长。为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种小型化的宽带三极化天线。

技术方案

一种小型化的宽带三极化天线，其特征在于包括介质空腔、辐射盖板、2块微带介质板、馈电基板、金属底板和3个射频接头，所述的介质空腔放置于金属底板上表面，由四块相同的辐射基板组成，辐射基板的表面印刷天线辐射体结构，所述天线辐射体结构是由上部相连的4个T形辐射片组合而成，其T形辐射片在不同高度具有不同的渐变斜率；所述的辐射盖板位于介质空腔上面，其上表面印刷4个方形辐射片，所述的方形辐射片为镂空结构；所述的2块微带介质板正交放置于介质空腔内部，在微带介质板的正面印刷微带线路，背面印刷金属接地面，微带线路的输入端与射频接头相连；所述的馈电基板平行放置于金属底板上表面，位于介质空腔内部，馈电基板的上表面印刷等功分微带匹配电路，等功分微带匹配电路的输入端与射频接头相连，等功分微带匹配电路的输出端与天线辐射体的下部相连。

本发明技术方案更近一步的说：所述的微带线路包括50Ω的微带传输线、阻抗变换线和枝节，微带传输线的一端连接射频接头，另一端连接阻抗变换线，阻抗变换线的另一端连接枝节。