本发明涉及一种天线装置， 特别是一种微波低波段多频带高增益双极化小 型微带天线， 实施例公开了一 种含多重激励与多层调谐机构的微波天线，属 于信号传输与移动通信以及无线互联网的天线 技术领域。

背景技术

近年来， 随着移动通信技术和互联网技术的迅猛发展， 一批新的热点技术应运而生， 如移动互联网、 无 线宽带局域网、 城域网、 物联网等技术， 迫切需要采用多天线技术（即多输入多输出 MIM0技术）来提高无 线通信信道传输信息的质量和数据传输速率。 而现有的微波天线均存在着工作效率低、 体形庞大笨重、 安装 维护困难的缺点， 远不能适应移动通信技术的发展对天线技术的 要求。

首先， 国内外公开宣传、 展示、 销售、 应用的产品已不能适应运营商在新一代通讯标 准中提出的技术需 求。 而且， 现有产品存在体积大、 重量大、 垂直面半功率波束宽度低、 增益低等缺点。 如表（1 )显示， 现 有产品中，被拥有 5. 2亿手机用户的全球最大移动通讯运营商一一� �国移动通讯集团采用的 8通道 TD-SCDMA 双极化智能天线， 存在体积大、 重量大、 辐射效率低等缺陷， 不能适应客户市场对天线外观感官与心理接受 度的新需求， 以及通信运营商的技术需求。

表（ 1 ) 现有产品的技术指标

其次， 国内外公开发表的文献涉及的同类微波天线， 也同样存在体积大、 重量大、 垂直面半功率波束宽 度低、 增益低等技术缺陷。

例如， CN200710145376. 1 号专利文献涉及一种中继网络小区切换过程中 的多天线模式选择方法。

CN200910085526. 3 号专利文献涉及一种基于天线波束交叠的中继 传输方法。 CN201010222613. 1 号专利文献 涉及一种基站天线及基站天线单元。 R27919/08号专利文献涉及一种在分布式天线系统 中处理信号的装置和 方法。 JP144655/06 号专利文献涉及一种天线装置。 PCT/JP2007/000969 号专利文献涉及一种使用自适应多 天线的移动通信系统。 JP144655/06 号专利文献涉及一种天线装置。 US60/545896 号专利文献涉及一种天线 模块。 PC- T/- US20(32/028275号专利文献涉及一种基站天线阵列� �� PCT/JP01/02001号专利文献涉及一种阵列天 线基站装置。 PCT/US99/19117号专利文献涉及一种通过组合信道� ��码与空-时编码原理增强天线性能的技术。 US20110001682号、 US7508346号、 US7327317号专利文献涉及双极化微带天线。 这些相关天线相关技术不能 满足天线小型化、重量轻、高增益、可调驻波 比等设计需求，不满足中国移动通信集团公司 对新一代 TDSCDMA、 LTE系统的天线设定的性能要求和技术标准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是， 克服传统的微波低波段 ( 300MHz-6GHz )微带天线的缺点， 提供一种工 作频带宽、 增益高、 交叉极化隔离度好、 体积小、 重量轻的微波低波段多频带高增益双极化小型 微带天

' 线。 说 明 书

本发明的技术方案是：

一种双极化微带天线， 包括至少一个金属辐射片， 即第一金属辐射片；

包括至少一个刻有一组双极化激励微槽线的共 地金属层；

包括至少一个介质层， 即第一介质层， 优选所述介质层为谐振介质层， 再优选所述介质层为空气 i皆振 介质层或者其他优化谐振材料层； 所述介质层位于所述第一金属辐射片， 与所述共地金属层之间；

包括至少一组双极化微带激励线。

设置一个与第一金属辐射片连接的电压驻波比 独立调整单元， 所述金属辐射片优选为圆形， 使得在调 整金属辐射片时金属辐射片与其它辐射调谐机 构的之间的结构关系只改变一个高度参数而不 改变有可能影 响天线最终辐射效果的其它参数， 从而简化和方便制造过程中电压驻波比的调整 。

所述激励微槽为离散垂直的两个同尺寸 H, 即两个 H不相接触， 并且优选所述 H的尺寸相等， 该尺寸与 天线需要谐振辐射的'中心频段波长 λ相关， 用于保障双极化天线在两个极化方向上的辐射 性能优化与一 致， 同时优选两个 Η 的横臂 "-" 相互垂直， 用于保障双极化天线良好的极化隔离度， 实验证明这样的优选 设计可以保证计划隔离度达到 25-30dBi以上。

本发明中所述的双极化微带天线实质意义是一 种包含多重激励及多层调谐机构的微波天线。

所述第一介质层的厚度为 1 - 20mm， 实验证明在 2GHz-3GHz频段厚度优选为 4 - 10mm时天线信源输入端 电压驻波比最优， 可小于 1. 2 ; 所述双极化微带激励线与共地金属层之间有介 质基片 6 , 根据微带线的基本 理论， 同时考虑介电常数及介质层厚度对微带激励线 以及微槽激励线线宽 /和长度的影响， 所述介质基片的 厚度为 0. 2-5腿， 优选为 0. 5-2mm。

所述两个激凝微带线的前端形状为直线， 优选所述每个前端与一个 H 形激励槽的横臂 "-" 垂直， 并且 穿过各自 H 形激励槽的横臂 "-" 的中点； 所述两个激励线的前端相互离散垂直， 该垂直的优化设计用于保 障双极化天线的极化隔离， 用于让一个双极化天线当作两个独立天线使用 ； 不相接触的两个离散前端之间 相距的距离为 3, 8mm; 不相接触的两个离散前端之间的垂直度为 90度。 仿真和实 -睑结果证明上述设计及优 化设计数据能够获得较佳的辐射效率（增益） 和双极化的极化隔离度，增益可达 8-8. 5dBi , 极化隔离度达到 25-3QdB i以上，

所述两个 H的大小、 宽度、 槽深、 槽宽、 形状完全相同； 优选所述每个 H的单个横臂 "-" 的两端与两 个竖臂 " I " 的中点相交； 优选所述每个 H 的单个橫臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的形状均为直线； 优选所述 每个 H的单个横臂 "-" 与其两个竖臂 " I " 相互垂直； 优选至少一个 H的横臂 "-" 的虚拟延长线正好穿过 另一个 H的横臂 "-" 的中点； 优选穿过第一金属辐射片中心点的至少一条直 线位于至少一个 H ¾^ "-" 一的垂¾上： 而直所速垂面正好 f过另一 Γ的横臂 "-" 的中点， 所述垂面与前一 H的槽底所在的平面垂直； 优选所述两个 H的槽底在同一平面上， 优选所述两个 H的槽面在同一平面上； 在所迷第一金属辐射片垂直投 射到所述共地金属层上的相同形状和大小的区 域内， 优选所述每个 H单独占据相同形状和大小的半个所述区 域， 并优选把每个 H最大化， 或者把每个 H的横臂 "-" 长度最大化， 或者把每个 H的橫臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的长度之和最大化， 再优选把每个 H 的横臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的槽面积之和最大化， 以充分利 用有效面积保障天线的小型化优点。 仿真和实验结果证明上述设计及优化设计数据 能够获得最佳的辐射效 率 （即天线增益）， 天线单元增益达到 8-8. 5dBi。

设一置—第二介 层—, H所-述 介盾层^ H皆振 ^^盾层^再―优 - 所—迷- 膚层为 -空气 3皆振- ^质 -或^ ¾ 说 明 书

优化谐振材料层，

根据频段和波长以及微波电磁场基本理论以及 微带微槽线基本理论， 通过仿真和实验选定所述天线辐 射片、 介盾层、 共地金属层与辐射效果相关的高度、 厚度、 长度等参数。

设置第二金属辐射片， 用以展宽天线的辐射频段宽度或形成相邻频段 的双峰谐振效果； 优选第二金属辐 射片的材质、 厚度、 形状与第一金属辐射片相同； 优选第二金属辐射片的大小根据频段展宽的需 要自由优 化； 优选第二金属辐射片的大小与第一金属辐射片 大小关系遵循天线使用频段与展宽频段间的相 对关系， 频率越高的金属片面积越小， 根据实验和仿真的综合结果两片尺寸大小近似 等比与需展宽的两个相邻频段中 心频率的波长比； 优选把第二金属辐射片设置在第二介盾层上方 ， 从而把第一介质层分隔为两个区域， 下 部优选为所述槽腔， 上部优选为第一、 第二金属辐射片之间的第一介质层区域。 实验结果证明， 第二金属辐 射片的加入可以有效扩展天线频带宽度达 20%以上。

设置一个空气介质层， 即 A空气介质层， 它为与信源接口的激励微带线提供不受干扰的 工作空间高度， 根据微波电磁场基础理论， 该高度需大于第一介质基片厚度的 3 - 10倍， 介盾基片的介电常数越低该倍数应 越大； 优选设置一个金属反射共地底板， 它用于为辐射单元提供良好的背向辐射隔离； 并为信源部分 /馈元 部分 /辐射单元部分提供方便的系统共地。

本 明的双¾化 带天^可作为天线单元， 通过二路功分器连接在一起， 连接体包括两个双极化天线单 元， 每个双极化天线单元中， 自上而下， 即沿着微波辐射方向的逆向依次具有第一空气 介质层、 第一金属 辐射片、 第二空气介^：层、 双极化微槽共地金属层、 第一介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质 层、 金属反射底板。

所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端面 ， 并 与固定在金属反射底板上的空心金属支座固定 连接， 所述第一介盾基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触的双极化微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应， 实验证明上述正交、 垂直的对应关 系可以获得良好的双极化特性， 即极化隔离度高。

本发明的双极化微带天线可作为天线单元， 通过四路功分网絡连接在一起， 连接体可包括置于天线外罩 内的四个通过四路功分网络连接在一起的双极 化天线单元， 所述四个双极化天线单元呈直线分布于天线罩 内， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介廣层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 双 极化微槽共地金属层、 第一介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板。

所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端面 ， 并 与固定在金属反射底板上的空心金属支座固定 连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触^双极化 ¾t带激 所 接地金属片的上端面开有两个相互正交且不接 触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应。

本发明的双极化微带天线可作为天线单元， 通过四路功分网络连接在一起， 连接体包括置于天线外罩内 的四个通过四路功分网络连接在一起的双极化 天线单元， 所述双极化天线单元呈两行两列分布于天线罩 内， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 双 极化微槽共地金属层、 第一介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板。

所述第一金属轾射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端面 ， 并 m ^ X AKJ-的空心金 支座固定连接 , 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触的双极化微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应。

本发明还公开了一种双极化微带天线， 其特征在于， 包括置于同一天线外罩内的两个互相独立的双 极 化天线， 所述双极化天线具有两个通过二路功分器连接 在一起的双极化天线单元， 每个双极化天线单元 中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 双极化微槽共地金属层、 笫 一介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板。

所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介盾基片的上端面 ， 并 与固定在金属反射底板上的空心金属支座固定 连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触的双极化微带激励线， 所述接地金属片的说上端面开有两个相互正交 且不接触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应。

本发明还公开了一种双极化微带天线， 其特征在于， 包括置于天线外罩内的八个通过八路功分'网� �连 接在一起的双极化天线单元， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射 片、 第二空气介质层、 双极化微槽共地金属层、 第一介盾基书片、 双极化微带激励线、 第三空气介盾层、 金 属反射底板。

所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介盾基片的上端面 ， 并 与固定在金属反射底板上的空心金属支座固定 连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触的玟极化微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应。

本发明还公开了一种双极化微带天线， 其特征在于， 包括置于同一天线外罩内的四个互相独立的双 极 化天线， 其特征是： 所述的双极化天线每列具有两个通过二路功分 器连接在一起的双极化天线单元， 每个 双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 双极化微槽 共地金属层、 第一介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板。

所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端面 ， 并 与固定在金属反射底板上的空心金属支座固定 连接， 所述第一介廣基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触的双极化微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应。

本发明还公开了一种双极化微带天线， 其特征在于， 包括置于同一天线外罩内的四个互相独立的双 极 化天线， 其特征是： 所述的双极化天线每列具有四个通过四路功分 器连接在一起的双极化天线单元， 每个 双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 双极化微槽 共地金属层、 第一介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板。

所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介盾基片的上端面 ， 并 与固定在金属反射底板上的空心金属支座固定 连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接 触的双极化微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的双极化受激辐射微槽， 所 述两个双极化受激辐射微槽与双极化微带激励 线的前端分别正交对应。

本发明还公开了一种双极化微带天线， 其特征在于， 包括天线罩内自上而下依次具有第一空气介质 层、 第一金属辐射片、 第二空气介盾层、 接地金属片、 第一介质基片、 微带激励线、 第三空气介质层、 金 属反射底板。 说 明 书

所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端面 ， 并与固定在金属反射底板上的空心金属支座固 定连 接， 所述接地金属片的上端面开有受激辐射微槽， 所述第一金属辐射片为圓形， 其中央固定有调节螺杆， 并通过该调节螺杆与天线罩中央内螺紋的螺接 实现第一金属辐射片的固定。

应用本发明双极化微带天线的一种无线通信中 继站, 其特征在于所述中继站包括至少一个双极化微 带 天线， 优选所述双极化微带天线的输入端口与中继站 重发端连接。

应用本发明双极化微带天线的一种无线通信基 站， 其特征在于， 所述基站包含至少一个双极化微带天 线。

应用本发明双极化微带天线的一种通信系统及 终端， 其特征在于， 所述系统及终端中， 至少一个设备 配置有所述双极化微带天线。 本发明的双极化微带天线实质意义是一种包含 多重激励多层调谐机构的微波 天线。

具体而言， 本发明公开了一种双极化微带天线， 包括至少一个金属辐射片， 即第一金属辐射片； 包括至少一个刻有激励微槽线的共地金属层；

包括至少一个介质层， 即第一介质层， 优选所述介质层为谐振介质层， 再优选所述介质层为空气谐振 介质层或者其他优化谐振材料层； 所述介质层位于所述第一金属辐射片， 与所述共地金属层之间；

包括至少一组双极微带激励线。

设置一个与第一金属辐射片连接的方便电压驻 波比独立调整的单元， 所述金属辐射片为圓形。

所述激励微槽为离散垂直的两个同尺寸 H, 即两个 ίΐ不相接触， 并且优选所述 Η的尺寸相等， 用于保障 双极化天线在两个极化方向上的性能一致， 同时优选两个 Η 的横臂 "-" 相互垂直， 用于保障良好的极化隔 离度。

所述介质层的厚度为 1 - 20mm, 优选为 4 - 10mm; 所述双极微带激励线与共地金属层之间有介廣 基片 6 , 所述介盾基片的厚度为 0. 2-5mm, 优选为 0. 5 2mm。

所述两个激励线的前端形状为直线， 优选所述每个前端与一个 H形激励槽的横臂 "-" 垂直， 并且穿过 各自 H 形激励槽的横臂 "-" 的中点； 所述两个激励线的前端相互离散垂直， 该垂直的优化设计用于保障双 极化天线的极化隔离， 用于让一个双极化天线当作两个独立天线使用 ； 不相接触的两个离散前端之间相距 的距离为 3 - 8mm; 不相接触的两个离散前端之间的垂直度为 90度。

所述两个 H的大小、 宽度、 槽深、 槽宽、 形状完全相同； 优选所述每个 H的单个横臂 "-" 的两端与两 个竖臂 " I " 的中点相交； 优选所述每个 H 的单个横臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的形状均为直线； 优选所述 每个 ΪΓ的单个横臂 ^与其两个竖臂 " I "—相互 ^置； 优选至少一个 H的橫臂 "-" 的虚拟延长线正好穿过 另一个 H的横臂 "-" 的中点； 优选穿过第一金属辐射片中心点的至少一条直 线位于至少一个 H的横臂 "-" 的垂面上， 而且所述垂面正好穿过另一 H的横臂 "-" 的中点， 所述垂面与前一 H的槽底所在的平面垂直； 优选所述两个 H的槽底在 1¾一平面上， 优选所述两个 H的槽面在同一平面上； 在所述第一金属辐射片垂直投 射到所述共地金属层上的相同形状和大小的区 域内， 优选所述每个 H单独占据相同形状和大小的半个所迷区 域， 并优选把每个 H最大化， 或者把每个 H的横臂 "-" 长度最大化， 或者把每个 H的横臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的长度之和最大化， 再优选把每个 H的横臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的槽面积之和最大化。

i殳一½二 4^质-层—， 选-所— ¾#二 -层-为- -^-层 τ再 4fe ^所 -述" ^质 -层舟空 " ¾ ^b 振-介盾-层或奇其-他- 优化谐振材料层。 说 明 书

所述第二介质层为一个槽腔， 用途是解决天线阵列化使用时减少阵列之间的 影响； 所述槽腔的高度取 决于最终天线应用中具体确定的相关度 /隔离度参数。

所述槽腔优选为提供系统共地的金属支座在所 述共地金属层上方形成的空腔， 所述槽腔深度为 0. 5 - 20mm; 如果所述第一、 第二介质层为空气层， 并且所述第二介质层上方不再设置其他辐射片 或者其他构 件， 则所述第一、 第二介质层连为一体， 并且第二介质层为第一介质层的一部分。

根据频段和波长， 选定所述天线辐射片、 介质层、 共地金属层的高度、 长度。

设置第二金属辐射片； 优选第二金属辐射片的材盾、 厚度、 形状与第一金属辐射片相罔； 优选第二金 属辐射片的大小根据频段展宽的需要自由优化 ； 优选第二金属辐射片的大小与第一金属辐射片 的比例近似 同比为需要调谐或展宽频带范围的对应频率的 波长之比； 优选把第二金属辐射片设置在第二介质层上方 ， 从而把第一介质层分隔为两个区域， 下部优选为所述槽腔， 上部优选为第一、 第二金属辐射片之间的第一 介质层区域。

设置一个空气介质层， 即 A空气介质层， 它为与信源端口的激励微带线提供不受干扰的 工作空间高度， 高度需大于第一介盾基片厚度的 3 - 10 倍， 介质基片的介电常数越低该倍数应越大； 优选设置一个金属反射 共地底板， 它用于为辐射单元提供良好的背向辐射隔离； 并为信源部分 /馈元部分 /辐射单元部分提供方便 的系统共地。

具体而言， 本发明的技术方案是：

至少一个金属辐射片， 即第一金属辐射片， 优选设置一个与其连接的方便电压驻波比独立 调整的单 元， 优选所述金属辐射片为圆形， 该金属辐射片可以是各种形状， 其中矩形或方形性能较佳， 圓形更适合 生产化调试补偿， 综合效果更佳， 同样条件下， 其它形状可产生不同的天线性能； 所述电压驻波比独立调 整单元能独立操控所述金属辐射片；

至少一个刻有激励微槽线的共地金属层， 所述激励微槽优选为离散垂直的两个同尺寸 H， 即两个 H不相 接触， 并且优选所述 H的尺寸相等， 从而保障双极化天线在两个极化方向上的性能 一致， 同时优选两个 H的 横臂 "_" 相互垂直， 保障良好的极化隔离度； 优选所述两个 H 的大小、 宽度、 槽深、 槽宽、 形状完全相 同； 优选所述每个 H 的单个橫臂 "-" 的两端与两个竖臂 " I " 的中点相交； 优选所述每个 H 的单个横臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的形状均为直线； 优选所述每个 H的单个横臂 "-" 与其两个竖臂 " I " 相互垂直； 优选至少一个 H的横臂 "-" 的虚拟延长线正好穿过另一个 H的横臂 "-" 的中点； 优选穿过第一金属辐射片 中心点的至少一奈直线位于至少一个 H的横臂 "-" 的垂面上， 而且所述垂面正好穿过另一 H的横臂 "- " 的 中点， 所述垂面与前一 H的槽底所在的平面垂直； 优选所述两个 H的槽底在同一平面上， 优选所述两个 H的 槽面在同一平面上； 在所述第一金属辐射片垂直投射到所述共地金 属层上的相同形状和大小的区域内， 优 选所述每个 H单独占据相同形状和大小的半个所述区域， 并优选在符合本段全部必要和优选限定条件的 基础 上， 把每个 H最大化， 或者把每个 H的横臂 "-" 长度最大化， 或者把每个 H的横臂 "_" 与两个竖臂 " I " 的长度之和最大化， 再优选把每个 H 的橫臂 "-" 与两个竖臂 " I " 的槽面积之和最大化； 实验发现， 优选 的上述双 H 结构能大大提高本发明的效果； 实验还发现， 优选的上述把每个 H 的横臂 "-" 与两个竖臂

" I " 的槽面积之和最大化的技术方案， 以充分利用有效面积保障天线的小型化优点。 仿真和实验结果证 明上述设计及优化设计数据能够获得最佳的辐 射效率 (即天线增益）， 天线单元增益达到 8-8. 5dBi ;

至少一个介质层， 即第一介质层， 优选所述介质层为空气谐振介质层或者其他优 化谐振材料层； 所述 夺质层位 所迷-第一金属- 射片， 与斤述" 地-金属-层之-间了 优逸所 ¾H层―的 度! ¾ 1 - '2¾ηι,优 i£¾ 4 - 说 明 书

1 Oram; 所述第一介质层为天线信源端口电压驻波比调 谐的重要构件；

至少一组双极微带激励线， 优选所述两个激励线的前端形状为直线， 优选所述每个前端与一个 H形激励 槽的横臂 "-" 垂直， 并且穿过各自 H形激励槽的横臂 "-" 中点； 所述两个激励线的前端相互离散垂直， 该 垂直的优化设计可保障双极化天线的极化隔离 ， 优良的极化隔离可以让一个双极化天线近当作 两个独立天 线使用； 不相接触的两个离散前端之间相距的距离、 垂直度是影响双极化天线极化隔离度的重要参 数之 一，本发明优选所 巨离为 3 - 8mm,本发明优选所述垂直度为 90度；

优选设置第二介质层， 优选所述第二介质层为谐振介质层， 再优选所述介质层为空气谐振介质层或者 其他优化谐振材料层； 优选所迷第二介质层为一个槽腔， 所迷槽腔优逸为提供系统共地的金属支座在所 迷 共地金属层上方形成的空腔， 所述槽腔深度优选为 1 - 10mm, 所述第二介质层为参与频段匹配和展宽的调谐 构件， 如果所述第一、 第二介度层为空气层， 并且所述第二介庸层上方不再设置辐射片或者 其他构件， 则 所述第一、 第二介质层连为一体， 并且第二介质层为第一介质层的一部分；

优选设置第二金属辐射片， 用以展宽天线的辐射频段宽度或形成相邻频段 的双峰谐振效果； 优选第二金 属辐射片设置一个与其连接的电压驻波比第二 独立调整羊元； 优选第二金属辐射片的大小、 材质、 厚度、 形状大小关系遵循天线使用频段与展宽频段间 的相对关系， 频率越高的金属片面积越小 , 根据实 -睑和仿真的 综合结果两片尺寸大小近似等比与需展宽的两 个相邻频段中心频率的波长比； 优选所述电压驻波比第二独 立调整单元能独立操控所述第二金属辐射片； 优选把第二金属辐射片设置在第二介质层上方 ， 从而把第一 介质层分隔为两个区域， 下部优选为所述槽腔， 上部优选为第一、 第二金属辐射片之间的第一介质层区 域； 实验结果证明， 第二金属辐射片的加入可以有效扩展天线频带 宽度达 20%以上。

, 优选设置一个空气介质层， 即 A空气介质层， 它为与信源接口的激励微带线提供不受干扰的 工作空间高 度, 根据微波电磁场基础理论， 该高度需大于第一介盾基片厚度的 3-10倍， 介质基片的介电常数越低该倍 数应越大；

优选设置一个金属反射共地底板， 它为辐射单元提供良好的背向辐射隔离； 并为信源部分 /馈元部分 / 辐射单元部分提供方便的系统共地；

优选设置天线罩覆盖上述全部组件和介质层， 并优选使所述第一金属辐射片通过螺杆与天线 罩连接； 所述第一金属辐射片既可与天线罩连接， 也可与第二空气槽腔层连接 /固定， 优选为所述第一金属辐射片通 过螺杆与天线罩连接， 优选所迷螺杆与第一金属辐射片中心固定连接 ， 并通过天线罩中心的内螺纹孔与天 线罩螺纹连接； 所述螺杆用于固定最终优化的金属辐射片与共 地金属层的高度， 螺杆可在规模化制造环节 微调所述高度， 补偿各类加工和装配误差以保证天线达到最优 化的全面综合设计性能；

所述天线罩为非金属天线罩， 或者没有屏蔽作用或屏蔽作用在工程角度可忽 略的天—线罩； 所述天 -线罩 的作用是美观、 防护， 包括抵御外界环境（寒暑冷热、 云雨风沙、 暴晒水冻、 人工触碰、 鸟兽碰撞等）对天 线内部结构的影响； 所述天线罩优选为 PVC防护罩；

优选所述双 Η形受激辐射微槽的 H形中间横臂 " - " 与接地金属片的 X轴或 Υ轴的夹角优选为正、 负 45 度； 夹角正负 45度是为了形成符合信源要求的正负 45度的双极化天线； 但是， 正负 45度不是唯一的选择； 0度 /90度是另一种常用的双极化选择的模式；

所述第一、 第二金属辐射片优选为电性能稳定 /轻质 /廉价的金属薄片， 形状可选矩形 /方形 /圆形 /椭圓 形， 优选为圆形；

所迷第一、 第二介质层优选与共地金属层等宽， 材质以空气介质为优， 但不排除使用其它低介电损耗 说 明 书

介质板材；

所述共地金属层优选能在天线工作频段形成优 良性能的微带激励线 /微槽激励线布局， 并不影响天线性 能的任何 PCB排版； 所述共地金属层优选使用导电性能良好的金属 材质， 优选为铜 /铝材质；

优选沿着微波辐射方向正向， 在第一金属辐射片外侧设置一个空气介质层， 即 B空气介质层， 优选 B空 气介质层位于所述外罩与所迷第一金属辐射片 之间。

本发明的技术方案， 以及应用该技术方案的第一具体设计方案、 第二具体设计方案具有如下效果： 充分利用接地金属片的有效面积， 使一组双极化微槽能共用一个金属辐射片；

使用介质基片缩小了天线辐射单元的面积；

将多层辐射结构的双极化微带天线设计在一个 相对较小的体积内， 布局巧妙， 结构紧凑。 实践证明本 发明天线工作频相对带宽可达 20%以上， 增益高， 超过 8. 5dBi， 双极化交叉隔离度好， 可达 25-30dB; 本发明的一对双极化天线辐射单元就能支持一 个 2 2的 MIM0系统， 且宜于组成天线阵列， 并具备体积 小、 重量轻的优点， 因此对天线安装空间和承重要求低， 加工制作和安装、 维护都比较方便， 可有效节省 天线安装成本和维护成本， 在移动通信和互联网技术领域中能得到广泛应 用；

本发明的产品长度大大缩小， 比目前中国移动通信集团的 3G现网中使用一期单极化智能天线同比减小 75%以上， 重量减轻 70¾以上； 比二期改进型的的 TD-SCDMA双极化智能天线体积同比缩小 60%以上， 重量减 轻 50%以上；

本发明的产品变薄， 天线主体部分可控制在 40 以内；

本发明的天线小型化的关键是单元振元增益的 大大提升， 增益高于折合振子天线等馈元约 2. 5dB; 尤 其对于阵列天线， 可分别独立调谐以使阵列天线电压驻波比 <1. 2-1. 2 , 体积是同类同比性能的振子天线及 天线阵列的 25»/»_50¾, 重量为其 30%- 50%; 本发明的产品优选设置激励层、 馈源层、 谐振槽变换层、 1-3层调 谐辐射层、 辐射补偿层等 5-10 层的结构， 实现了多重微波激励与多层调谐构件的结构， 将常规采用的振子 天线的线辐射机理转变成了面辐射机理， 提高了单位天线振元的辐射效率， 从而获得单位振元的高增益， 通过仿真计算与实验证明单位天线振元增益可 以达到 8. 5dBi ;

本发明的空气 /介盾 /金属辐射片在极小空间的密集布置， 为展宽频段和优化匹配设计； 通过这样的结 构设计， 本发明的天线可形成双峰或多峰频段使用 （类似驼峰样式的天线谐振特性） ， 对拥有相隔一定频率 间隔并难以在常规天线中由一个天线进行宽带 化达到效果的运营商客户而言， 这样的特性可以使本发明在 一个极小型化的天线结构中实现多频段使用的 ―优异经济价值。

本发明的第一具体设计方案：

本发明的技术方案， 在仅设置一个金属辐射片的情况下， 可优化为如下优选的第一具体设计方案： 一种微波低波段多频带高增益双极化小型微带 天线， 其特征是天线罩内自上而下， 即沿着微波辐射方 向逆向依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介盾层、 双极化微槽激励共地金属层、 第一 介质基片、 双极化微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板； 第一具体设计方案中， 第一空气介质层 为本发明上述技术方案中的 B空气介质层； 第一具体设计方案中， 第二空气介廣层即本发明上述技术方案中 一介质 -层;一第 -一具体被计方案中" m —气 质—层—即 «— ϊΐ拔术方案中的 Λ空气介质层； 第一具体设计方案中， 所述第一金属辐射片通过螺杆与天线罩连接， 所述接地金属片的下端面与第一 介质基片的上端面贴合成一体， 并与固定在金属反射底板上的空心金属支座固 定连接， 所述第一介质基片 的下端面设有前端相互正交且不接触的双极微 带激励线， 所述接地金属片的上端面开有一组相互正交且 不 接触的双极化受激辐射微槽， 所述一组双极化受激辐射微槽与议极化微带激 励线的前端分别正交对应。

本发明的第二具体设计方案：

本发明的技术方案， 在至少设置二个金属辐射片的情况下， 可在第一具体设计方案的基础上优化为如 下优选的第二具体设计方案：

1 )、 具有位于第二空气介廣层中的第二金属辐射片 和第二介质基片， 所述第二金属辐射片的下端面与第 二介质基片的上端面贴合成一体， 并与固定说在金属反射底板上的空心金属支座 固定连接， 在第二介质基片 的下方形成笫四空气介盾层， 即本发明上述技术方案描述中的第二介质层。 该技术设计有利于进一步展宽 天线的工作频带宽度特性。

2 ) 、 具有位于第二空气介质层中的第二金属辐射片 和介质基片座， 所述第二金属辐射片固定在介盾基

书

片座上， 介质基片座固定在空心金属支座上， 在第二金属辐射片的下方形成第四空气介质层 。 该技术方案 同样有利于进一步增大天线的工作频带宽度。

3 ) 、 所述螺杆与第一金属辐射片中心固定连接， 并通过天线罩中心的内螺纹孔与天线罩螺紋连 接。 该 技术方案有利于在天线罩外面通过旋转螺杆微 调第一金属辐射片与受激辐射微槽之间的高度 ， 方便调节天 线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。

4 ) 、 所述第二金属辐射片与第一金属辐射片之间还 具有平行于第一金属辐射片的第三金属辐射片 ， 所 述第三金属辐射片与第二金属辐射片、 空心金属支座绝缘， 第三金属辐射片与第二金属辐射片之间形成第 五空气介质层。

5 ) 、 所述双极化天线单元具有与第三金属辐射片下 端面贴合的第三介质基片， 所述第三介廣基片通过 绝缘支座固定于第二介盾基片上方。

6 ) 、 所述第一金属辐射片为圓形， 方便调节天线输输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹 配， 提高天线增益。

7 ) 、 所述第二金属辐射片为圆形或方形， 方便调节天线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗 匹配， 提高天线增益。

8 ) 、 所述接地金属片上的两个受激辐射微槽尺寸相 等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中间横臂相互正 交。 该技术方案有利于提升双极化辐射单元的增益 （亦即电磁场到电磁波的转换效率或即辐射效 率） ， 用以 在较小的体积 /辐射面积内实现天线单元的高增益。

9 ) 、 所述双 "H" 形受激福射微槽的 "H" 形中间橫臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 45度 或 0度 / 90度， 从而实现 ± 45° 或 0° / 90° 的双极化天线辐射。

本发明的小型双极化 ( ± 45° 极化）天线单元的检测实验结果， 即实施例 17 的检测数据显示实测与仿 真结果基本一致， 即增益约为 8. 5dBi ; 检测图显示， 水平与垂直波束宽度均为 70-75。 ， 前后比大于 25dB。 本发明不同于常规半波振子类型的天线， 釆用多重微波激励与多层调谐构件的的面辐射 基理， 莸得 元振 元的高增益， 常规振子天线单元增益多为 5. 5dBi , 本发明的单元增益为 8. 5dB i ; 说 明 书

实际天线应用过程中， 通常用多天线单元的阵列化来获得增益的提高 ； 例如， 本发明可采用 4个双极化 单元阵列实现了 14. 5dBi的增益； 本发明的天线具有极为优秀的小型化特性： 在同等天线增益特性下天线体 积为常规天线的 1/3 - 1 /5以下；

本发明的天线单元组成阵列天线时， 可灵活组合实现不同增益、 不同波束宽度要求的天线： 单元波束 水平与垂直角度均为 75° , 不同方向倍增天线单元数量时， 增益可倍增， 波束宽度倍减；

本发明的天线单元具有高隔离度的特性， 同极化 /异极化隔离度都可大于 25dB, 并且多天线组阵使用 时， 阵列的辐射方向图一致性良好， 在 MiMo天线中的应用效果更佳；

本发明的天线辐射单元馈元采用平面结构的微 带激励模式， 端口电压驻波比调试方便， 利于与信源电路 的一体化集成设计；

上述发明效果在内部保密测试的实际产品中得 到了验证。 例如， 实现本发明目的， 达到本发明技术效 果的 TD-SCDMA基站采用 丽- TD2814-AF8 通道双极化智能天线， 每通道增益可达 14-14. 5dBi,典型尺寸为 405 *420*35 mm ³ , 重量小于 5 kg, 迎风面积仅为 0. 17m ² , 均远小于目前常用的天线； 利于隐蔽与美化， 淡化 业主敏感度； 共站建设可以共用抱杆， 减少网络建设投入； 产品重复性好， 一致性强， 运营维护方便。

MM-TD ² 814-AF天线的技术参数如下表（2 )

表（2 ) TD2814- AF天线主要技术指标

名称 L -TD-2814-AF

频率范围 1880- 2025MHz

增益（dBi) 14. 5 ± 0. 2

电下倾角 0度

垂直面 >18

半功率波束宽度

水平面 >75

极化方式 + 45度极化

前后比 > 25

同极化隔离度

>30

(dB)

异极化隔离度

>30

(dB)

输入阻抗 50 Ω

电压驻.波比 1^4

接口形式 ( 4+1+4 ) - N

尺寸 405*419* 34

重量（kg ) 4. 8

雷电保护 直流接地

最大抗风速 200km/h

工作温度。 C -40— +60

防水等级 5A

天线罩材料 ABS 说 明 书

本发明的天线可应用于任何使用微波天线的 固定、 移动设备， 包括但是不限于各类移动终端： 手机、 手 持电视、 笔记本电脑、 GPS 定位仪； 交通车辆或道路监视器， 通信中继站、 转发站、 发射台等， 尤其适合应 用于复杂的密集城区或高层建筑群的基站 /分布基站 I网 化设备等的天线系统。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图 1为本发明实施例 1剖视图。

图 2为本发明实施例 1去掉天线罩后的俯视图。

图 3为本发明实施例 2剖视图。

图 4为实施例 1反射系数与隔离度测试曲线图。

图 5为实施例 2反射系数与隔离度测试曲线图。

图 6为本发明实施例 3剖视图。

图 7为实施例 7说明图。

图 8为实施例 8说明图，

图 9为实施例 9说明图。

图 10为实施例 10说明图。

图 11为实施例 11说明图。

图 12为实施例 12说明图。

图 13为实施例 13说明图。

图 14为实施例 14说明图。

图 15为实施例 15说明图。

图 16为一组双极化通道驻波图。

图 Π为校准通道幅相图。

图 18为单端口水平方向实测图。

图 19为单端口垂直方向实测图。

图 20为 1-3-5- 7端口水平方向实测图。

图 21为 2-4-6-8端口水平方向实测图。

具体实施方式

实施例 1: TD- SCDMA双极化天线

本实施例的微波低波段多频带高增益双极化小 型微带天线（为 TD- SCD A双极化天线， 中国移动通信集 团在 3G牌照下获得的 TD-SCDMA频段是 1880 ~ 1920 MHz、 2010 - 2025 MHz ) , 如图 1、 图 2所示， 其天线罩 1 内自上而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介质层 4、 接地金属片 5、 第一介质 基片 6、 双极微带激励线 7、 V 、 第三空气介质层 8、 金属反射底板 9 , 所述第一金属辐射片 3通过螺杆 1 0 与天线罩 1连接， 所述接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与因定在金属反射底板 9上的空心 金属支座 11固定连接， 所述第一介质基片 ό的: 面 JJ设有―前 -端相—互一 ^接舶妁"¾义-极-微带T励 ¾Γ7·, W 说 明 书

述接地金属片 5 的上端面开有两个相互正交且不接触的受激辐 射微槽 12、 12 ' , 所述两个受激辐射微槽 12、 12' 与双极微带激 线 7、 7' 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射片 3为圓形， 螺杆 10与第 一金属辐射片 3中心固定连接， 并通过天线罩 1中心的内螺纹孔与天线罩 1螺纹连接。 该技术方案有利于在 天线罩外面通过旋转螺杆微调第一金属辐射片 与受激辐射微槽之间的高度， 方便调节天线输入输出端口电 压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益， 圓形的金属辐射片在调节过程中只存在高度变 化量， 因此调节更方便。

如图 2所示， 接地金属片 5上的两个受激辐射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中间 橫臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的 小型化。 双 "H" 形受激福射微槽 12、 12' 的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 45度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

如图 4所示， 为天线实测的反射系数曲线图， S11为端口 1的反射系数， S22为端口 2的反射系数。 可 以看出在 TD-SCDMA频段内双极化工作的两个端口的反射系� ��均小于 -17dB, 带宽指标均达到要求（相对带宽 大于 8% )。 图中还给出了双极化天线两端口间的实测隔离 度曲线图， S21 (S12)为端口 1和端口 2之间的隔离 度， 可以看出在带宽范围内隔离度小于 -32dB。 测试结果表明， 双极化天线的两个端口互相隔离效果理想， 可以彼此独立的工作。

经实测， 天线增益在测试频率 1900MHz时的增益为 8. 9dBi , the ta面半功率波瓣宽度为 83°

实施例 2: TD-SCDMA频段和 TD-LTE频段天线

本实施例的微波低波段多频带高增益双极化小 型微带天线（覆盖 TD- SCDMA频段和 TD-LTE频段， WCDMA 频段 1920 - 1980 MHz , 2110 - 2170 MHz, TD—SCDMA频段 1880— 1920 MHz, 2010 - 2025 MHz. ) , 如图 3所 示， 其以实施例 1的结构为基础， 还设有位于第二空气介质层 4中的第二金属辐射片 13和第二介质基片 14 , 所述第二金属辐射片 13的下端面与第二介质基片 14的上端面贴合成一体， 并与固定在金属反射底板 9上的 空心金属支座 11固定连接， 在第二介廣基片 14的下方形成第四空气介质层 15。 该技术方案有利于进一步增 大天线的工作频带宽度。 所述第二金属辐射片 13 为圆形， 方便调节天线输入输出端口的电压驻波比， 与微 带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。

如图 5所示， 图中给出天线实测的反射系数曲线图， 可以看出在 TD- SCDMA和 WCDMA频段内双极化工作 的两个端口的反射系数均小于- 17dB， 带宽指标均达到要求。 可知由于第二片辐射片的加入， 使该天线在原 有单片辐射片带宽效果及各项性能指标不变的 基础上有效展宽了天线的工作频带宽度特性， 相对带宽达到 22. 5»/。。 图中还给出了双板化天线两端口间的实测隔离 度曲线图， 可以看出在带宽范围内隔离度小于 -32dB。 测试结果表明， 双极化天线的两个端口互相隔离效果理想， 可以彼此独立的工作。

此外， 还有一种于本例方案等同的技术方案， 即第二空气介盾层中设置第二金属辐射片和介 质基片

'座， 第二金属辐射片固定在介质基片座上， 介质基片座固定在空心金属支座上， 在第二金属辐射片的下方 形成第四空气介盾层。 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽度。

实施例 3: 三金属辐射片双极化小型微带天线

如图 6所示， 其以实施例 2的结构为！ 在第二金属辐射片 13与第一金属辐射片 3之间还设有第三 金属辐射片 18和第三介质基片 17 , 第三金属辐射片 18平行于第一金属辐射片 3, 所述 ¾^金 賴射 Jj 与一第 空心金属支座 11绝缘， 第三金属辐射片 18的下端面与第三介盾基片 17的上端面贴 说 明 书

合成一体， 并与固定在第二介廣基片上 14的绝缘支座 19 固定连接， 在第三介质基片 I ⁷ 的下方形成第五空 气介质层 16。

测试结果表明， 实施例 3在实施例 2中天线原有电气性能指标不变的前提下工作� �宽进一步展宽， 相对 带宽可达 40%左右。

此外， 还有一种与本例方案等同的技术方案， 即第二金属辐射片与第一金属辐射片之间设有 平行于第 一金属辐射片的第三金属辐射片， 所述第三金属辐射片与第二金属辐射片、 空心金属支座绝缘， 第三金属 辐射片与第二金属辐射片之间形成第五空气介 质层。 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽 度。

实施例 4: 方便调试电压驻波比的小型多层微带天线

本实施例公开了一种方便调试电压驻波比的小 型多层微带天线， 其特征是天线罩内自上而下依次具有 第一空气介盾层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 接地金属片， 第一介质基片、 微带激励线、 第三空 气介质层、 金属反射底板， 所述接地金属片铺覆在第一介盾基片的上端面 ， 并与固定在金属反射底板上的 空心金属支座固定连接， 所述接地金属片的上端面开有受激辐射微槽， 所述第一金属辐射片为圆形， 其中 央固定有调节螺杆， 并通过该调节螺杆与天线罩中央内螺紋的螺接 实现第一金属辐射片的固定。

本方案有利于在天线罩外面通过旋转螺杆微调 第一金属辐射片与受激辐射微槽之间的高度， 方便调节 天线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。 由于第一金属辐射片为圆形， 因 此调节时仅存在一个变量， 因此调节十分方便、 快捷， 大大提高了生产效率。

本实施例的技术方案进一步描述如下：

1、 第一介质基片的下端面设有前端相互正交且不 接触的双极微带激励线， 所述接地金属片的上端面开 有两个相互正交且不接触的受激辐射微槽 , 所述两个受激辐射微槽与双极微带激励线的前 端分别正交对 应。 2、 具有位于第二空气介质层中的第二金属辐射片 和第二介质基片， 所述第二金属辐射片的下端面与第 二介廣基片的上端面贴合成一体， 并与固定在金属反射底板上的空心金属支座固 定连接， 在第二介质基片 的下方形成第四空气介质层. 该技术方案有利于进一步展宽天线的工作频带 宽度特性。 3、 具有位于第二空 气介廣层中的第二金属辐射片和介质基片座， 所述第二金属辐射片固定在介盾基片座上， 介质基片座固定 在空心金属支座上， 在第二金属辐射片的下方形成第四空气介质层 。 该技术方案同样有利于进一步增大天 线的工作频带宽度。 4、 所述第二金属辐射片为圓形， 方便调节天线输入输出端口的电压驻波比， 与微带激 励线阻抗匹配， 提高天线增益。 5、 所述接地金属片上的两个受激辐射微槽尺寸相 等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中间横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用 以实现天线的小型化。 6、 所迷双 "H" 形受激辐射微槽的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 4 的-夹 角为正、 负 ⁴ 5度。 该技术方案进一步充分利用接地金属片的有效 面积， 用以实现天线的小型化。 本实用新型将双极化微带天线和多层辐射结构 设计在一个相对较小的体积内， 布局巧妙， 结构紧凑。 实践证明本实用新型天线工作频相对带宽可达 20»/。以上， 增益高 9dBi , 双极化交叉隔离度好（ 30dB ) , —对 双极化天线单元就能支持一个 2 x 2 的 MIM0 系统， 由于体积小、 重量轻， 因此对天线安装空间和承重要求 低， 加工制作和安装、 维护都比较方便， 宜于组成天线阵列， 可有效节省天线安装成本和维护成本， 在移 动通信和互联网技术领域中得到广泛应用。

本实施例的方便调试电压驻波比的小型多层微 带天线， 具体设计如图 1、 图 2所示， 其天线罩 1内自上 而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介盾层 4、 接地金属片 5、 第一介质基片 6、 微带激励线 7、 7' (本实施例为双极微带天线） 、 第三空气介质层 8、 金属反射底板 9 , 所述第一金属辐射 片 3通过螺杆 10与天线罩 1连接， 所述接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在金属反 射底板 9上的空心金属支座 11 固定连接， 所述接地金属片 5的上端面开有受激辐射微槽 12、 12' (本例为 双极微带天线） ， 所述第一金属辐射片 3为圓形， 其中央固定有调节螺杵 10, 并通过该调节螺杆 10与天线 罩 1中夬内螺纹的螺接实现第一金属辐射片 3的固定。 所述第一介质基片 6的下端面敷设有前端相互正交且 不接触的双极微带激励线 7 , 所述接地金属片 5 的上端面开有两个相互正交且不接触的受激辐 射微槽 12 , 12' , 所述两个受激辐射微槽 12、 12' 与默极微带激励线 7、 T 的前端分别正交对应。

如图 2所示， 接地金属片 5上的两个受激辐射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 'Ή" 形， 双 "Η" 形的中间 说

横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的 小型化。 双 "Η" 形受激福射微槽 12、 12' 的 "Η" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Υ轴的夹角为正、 负 45度。 该技术方案进一步充分利用接地金属片的有效 面积， 用以实现天线的小型化。

实施例 5: 方便调试电压驻波比的小型多层微带天线

书

在实施例 4的 出上， 本实施例的方便调试电压驻波比的小型多层微 带天线， 如图 3所示， 其以实施例 4的结构为基础， 还设有位于第二空气介质层 4中的第二金属轾射片 13和第二介质基片 14 , 所述第二金属 辐射片 13的下端面与第二介质基片 14的上端面贴合成一体， 并与固定在金属反射底板 9上的空心金属支座 11固定连接， 在第二介质基片 14的下方形成第四空气介质层 15。 该技术方案有利于进一步增大天线的工作 频带宽度。 所述第二金属轾射片 13 为圓形， 方便调节天线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹 配， 提高天线增益。

此外， 还有一种于本例方案等同的技术方案， 即第二空气介质层中设置第二金属辐射片和介 质基片 座， 第二金属辐射片固定在介质基片座上， 介质基片座固定在空心金属支座上， 在第二金属辐射片的下方 形成第四空气介盾层。 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽度。

实施例 6: 天线内置式无线通信中继站

本实施例的技术方案如下： 一种天线内置式无线通信中继站， 具有中继站主体机箱， 一个与中继站配 套的天线， 其特征是还具有中继站弧形上盖， 所述天线置于中继站弧形上盖内， 并通过螺钉与中继站弧形 上盖固定连接， 天线的输入端口与中继站重发端直接连接， 所述中继站弧形上盖通过螺钉与中继站主体机 箱固定连接。

本实施例的天线内置式无线通信中继站， 具有中继站主体机箱， 一个与中继站配套的天线， 其改进之 在于还具有中继站弧形上盖， 天线置于中继站弧形上盖内， 并通过螺钉与中继站弧形上盖固定—连 -接， 天 线的输入端口与中继站重发端直接连接， 所述中继站弧形上盖通过螺钉与中继站主体机 箱固定连接。 本例 中， 所述的天线为多层结构的微带天线， 具体地说， 是一种多层结构的双极化小型微带天线。

本实施例的天线为吸顶式。 本实施例的有益效果为： 将天线置于无线通信中继站主体机箱内， 结构紧 凑， 节省连接电缆， 成本低， 工程安装方便， 适于无线通信室内分布系统使用， 不但外形美观， 而且天线 传输性能好， 可靠性高。

实施例 7: 微型双极化微带天线

拿实" "施-例 T技^^方一案 种— 化微帶 线， 其特征是包括置于天线外罩内的两个通过二路 说 明 书

功分器连接在一起的双极化天线单元， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一 金属輻射片、 第二空气介质层、 接地金属片、 第一介质基片、 双极微带激励线、 第三空气介质层、 金属反 射底板， 所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端 面， 并与固定在金属反射底板上的空心金属支座固 定连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接触的双极微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的受激辐射微槽， 所述 两个受激辐射 £槽与双极」 ί鼓带激励线的前端分别正交对应。

本实施例的有益效果如下： 本实施例将微带、 微槽、 多层理论结合为一体， 具有体积小巧、 结构紧 凑， 质量轻的优点； 并且天线的能量辐射性能好， 可靠性高； 本天线采用直线型排列方式， 加之具有面状 发射源， 使微波线束具有更好的方向选择性； 双极化天线由有两个天线单元构成， 增益可达 l ldBi , 满足需 要； 天线内部均采用微带走线， 节省了连接电缆的使用量， 降低了成本； 由于体积小巧质量轻， 使安装更 加方便。 本微型双极化微带天线经测试完全满足运营商 相关的电气、 机械等性能指标要求。

本实施例的微型双极化微带天线， 如图 7、 图 8 所示， 包括置于天线外罩 1 内的两个通过二路功分器 ( Wi lkinson等功率分配器）连接在一起的双极化天� �单元 Bl、 B2, 每个双极化天线单元（以双极化天线单 元 B1为例）中， 如图 2所示， 自上而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介质层 4、 接地金属片 5、 第一介质基片 6、 双极微带激励线 7、 V 、 第三空气介盾层 8、 金属反射底板 9, 所述第一金 属辐射片 3通过绝缘螺杆 10与天线罩 1连接'， 接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在 金属反射底板 9上的空心金属支座 11 固定连接， 第一介质基片 6的下端面设有前端相互正交且不接触的双 极微带激励线 7、 7' , 接地金属片的上端面开有两个相互正交且不接 触的受激辐射微槽 12、 12' , 两个受 激辐射微槽 12、 12' 与双极微带激励线 7、 V 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射片 3为圓形， 绝缘螺杆 10与第一金属辐射片 3中心固定连接， 并通过天线罩 1 中心的内螺纹孔与天线罩 1螺纹连接。 该 技术方案有利于在天线罩外面通过旋转螺杆微 调第一金属辐射片与受激辐射微槽之间的高度 ， 方便调节天 线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益， 圓形的金属辐射片在调节过程中只 存在高度变化量， 因此调节更方便。

如图 7所示， 接地金属片 5上的两个受激 射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中间 横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的 小型化。 双 "H" 形受激辐射微槽 12、 12' 的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 45度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

测试结果表明， 双极化天线增益在测试频率 1900MHz 时的增益为 lldBi ; 水平面半功率波瓣宽度为 72 ° , 垂直面半功率波瓣宽度为 36° , 前后比小 '于 -25dB; 输入输出端口电压驻波比小于 1. 3, 工作频段的相 对带宽为 1 W左右。

实施例 8： 微型双极化微带天线

如图 9所示， 其以实施例 7的结构为基础， 还设有位于第二空气介质层 4中的第二金属辐射片 13和第 二介质基片 14 , 第二金属辐射片 13平行于第一金属辐射片 3, 第二金属辐射片 13的下端面与第二介质基片 I ⁴ 的上端面贴合成一体， 并与固定在金属反射底板 9上的空心金属支座 11固定连接， 在第二介质基片 14的 下方形成第四空气介质层 15。 该技术方案有利于进一步增大天线的工作频带 宽度。 所述第二金属辐射片 13 为圆形， 方便调节天线输入输出端口的电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。

测试结果表明， 实施例 8在实 7中_ ^原者一电 能指 不 -变-的番提 "Τ"^·带-宽 -展" ¾7~*1对带 -宽可 达 25¾左右。

此外， 还有一种与本例方案等同的技术方案， 即双极化天线单元内设置具有位于第二空气介 质层中的 平行于第一金属辐射片的第二金属辐射片， 第二金属辐射片与空心金属支座绝缘固定， 第二金属辐射片与 接地金属片之间形成第四空气介质层。 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽度， 但由于没 有第二介盾基片， 因此工作带宽展宽略小。

实施例 9: 微型双极化微带天线

如图 10所示， 其以实施例 8的结构为基础， 在第二金属辐射片 13与第一金属辐射片 3之间还设有第三 金属輻射片 18和第三介质基片 Π , 第三金属辐射片 18平行于第一金属轾射片 ³ , 所述第三金属福射片 18 说

与第二金属辐射片 13、 空心金属支座 11绝缘， 第三金属辐射片 18的下端面与第三介质基片 Π的上端面贴 合成一体， 并与固定在第二介质基片上 14的绝缘支座 19固定连接， 在第三介质基片 17的下方形成第五空 气介质层 16。

测试结果表明， 实施例 9在实施例 8中天线原有电气性能指标不变的前提下工作� �宽进一步展宽， 相对 带宽可达 40%左右。 书 此外， 还有一种与本例方案等同的技术方案， 即第二金属辐射片与第一金属辐射片之间设有 平行于第 一金属 ¾射片的第三金属辐射片， 所述第三金属辐射片与第二金属辐射片、 空心金属支座绝缘， 第三金属 辐射片与第二金属轾射片之间形成第五空气介 质层。 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽 度， 但由于没有第三介质基片， 因此工作带宽展宽略小。

实施例 10: 小型双极化微带天线

本实施例的技术方案如下： 一种小型双极化微带天线， 其特征是包括置于天线外罩内的四个通过四路 信号功分器连接在一起的双极化天线单元， 所述四个双极化天线单元呈直线分布于天线罩 内， 每个双极化 天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 接地金属片、 第一 介质基片、 双极微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板， 所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线 罩连接， 所述接地金属片铺覆在第一介盾基片的上端面 ， 并与固定在金属反射底板上的空心金属支座固 定 连接， 所述第一介度基片的下端面设有前端相互正交 且不接触的双极微带激励线， 所述接地金属片的上端 面开有两个相互正交且不接触的受激辐射微槽 ， 所述两个受激辐射微槽与双极微带激励线的前 端分別正交 对应。

本实施例的有益效果如下： 本实用新型将微带、 微槽、 多层理论结合为一体， 具有体积小巧、 结构紧 凑， 质量轻的优点； 并且天线的能量辐射性能好， 可靠性高； 本天线采用直线型排列方式， 加之具有面状 -一发射'源， 使微波线束具有更好的方向选择性； 双极化天线由有两个天线单元构成， 增益可达 14dBi , 满足需 要； 天线内部均采用微带走线， 节省了连接电缆的使用量， 降低了成本； 由于体积小巧质量轻， 使安装更 加方便。 本小型双极化微带天线经测试完全满足运营商 相关的电气、 机械等性能指标要求。

本实施例的小型双极化微带天线， 如图 11、 图 12所示， 包括置于天线外罩 1 内的四个通过四路功分器 (本例中四路功分器由三个 WL lkinson等功率分配器串接组成）连接在一起的� �极化天线单元 Bl、 B2、 B3、 B4 , 所述四个双极化天线单元呈直线分布于天线罩 内， 每个双极化天线单元（以双极化天线单元 B1 为例） 中， 如图 2所示， 自上而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介质层 4、 接地金属片

5、 第一^^ ^j Ltt激励戴丄」 _ ^三— 层 U-属-反射-底 -H所 第一金-属-辐嚇-片一 3- 通过绝缘螺杆 10与天线罩 1连接， 接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在金属反射底 说 明 书

板 9上的空心金属支座 11 固定连接， 第一介盾基片 6的下端面设有前端相互正交且不接触的双极� �带激励 线 7、 7' ， 接地金属片的上端面开有两个相互正交且不接 触的受激辐射微槽 12、 12' , 两个受激辐射微槽 12、 12' 与双极微带激励线 7、 V 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射片 3为圓形， 绝缘螺杆 10 与第一金属辐射片.3中心固定连接， 并通过天线罩 1中心的内螺纹孔与天线罩 1螺紋连接。 该技术方案有利 于在天线罩外面通过旋转螺杆微调第一金属辐 射片与受激辐射微槽之间的高度， 方便调节天线输入输出端 口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。 圆形的金属辐射片在调节过程中只存在高度变 化 量， 因此调节更方便。

如图 11所示， 接地金属片 5上的两个受激辐射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中 间橫臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线 的小型化。 双 "H" 形受激辐射微槽 12、 12' 的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 45度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

测试结果表明， 双极化天线增益在测试频率 190( ίζ 时的增益为 14dBi ; 水平面半功率波瓣宽度为 70· ° , 垂直面半功率波瓣宽度为 18° , 前后比小于- 25dB; 输入输出端口电压驻波比小于 1. 3 , 工作频段的相 对带宽为 10½左右。

实施例 11 : 小型双极化微带天线

如图 13所示， 其以实施例 10的结构为 出， 还设有位于第二空气介质层 4中的第二金属辐射片 13和 第二介质基片 14 , 第二金属輻射片 13平行于第一金属辐射片 3 , 第二金属辐射片 13的下端面与第二介质基 片 14的上端面贴合成一体， 并与固定在金属反射底板 9上的空心金属支座 11固定连接， 在第二介廣基片 14 的下方形成第四空气介质层 15。 该技术方案有利于进一步增大天线的工作频带 宽度。 所述第二金属辐射片 13为圓形， 方便调节天线输入输出端口的电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。

测试结果表明， 实施例 11在实施例 10中天线原有电气性能指标不变的前提下工作� ��宽展宽， 相对带宽 可达 25%左右。

此外， 还有一种与本例方案等同的技术方案， 即双极化天线单元内设置具有位于第二空气介 质层中的 平行于第一金属辐射片的第二金属辐射片， 第二金属辐射片与空心金属支座绝缘固定， 第二金属辐射片与 接地金属片之间形成第四空气介质层。 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽度， 但由于没 有第二介质基片， 因此工作带宽展宽略小。

实施例 12: 小型双极化微带天线

如图 14所示， 其以实施例 11的结构为 ^5出， 在第二金属辐射片 13与第一金属辐射片 3之间还设有第 三金属辐射片 18和第三介质基片 17 , 第三金属辐射片 18平行于第一金属辐射片' 3 , 所述第三金属辐射片 18 与第二金属辐射片 13、 空心金属支座 11绝缘， 第三金属辐射片 18的下端面与第三介质基片 17的上端面贴 合成一体， 并与固定在第二介质基片上 I ⁴ 的绝缘支座 19 固定连接， 在第三介廣基片 17的下方形成第五空 气介质层 16。

测试结果表明， 实施例 12在实施例 11中天线原有电气性能指标不变的前提下工作� ��宽进一步展宽， 相 对带宽可达 40%左右。

此外， 还有一种与本例方案等同的技术方案， 即第二金属辐射片与第一金属辐射片之间设有 平行于第 一金 -辐 的-第 金-属辐射 -片^~所 -述-第^^属-辐甜 与-第 "^金 -属 射 、 空^"属—^ T绝—緣， 第 H 辐射片与第二金属辐射片之间形成第五空气介 质层， 该技术方案同样有利于进一步增大天线的工作 频带宽 度， 但由于没有第三介质基片， 因此工作带宽展宽略小。

实施例 13: 小型高增益双极化微带天线

本实施例的技术方案如下： 一种小型高增益双极化微带天线， 其特征是包括置于天线外罩内的四个通 过四路信号功分器连接在一起的双极化天线单 元， 所述双极化天线单元呈两行两列分布于天线罩 内， 每个 双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 接地金属 片、 第一介质基片、 双极微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板， 所述第一金属辐射片通过绝缘螺 杆与天线罩连接， 所述接地金属片铺覆在第一介盾基片的上端面 ， 并与固定在金属反射底板上的空心金属 支座固定连接， 所述第一介质基片的下端面说设有前端相互正 交且不接触的双极微带激凝线， 所述接地金属 片的上端面开有两个相互正交且不接触的受激 辐射微槽， 所述两个受激辐射微槽与双极微带激励线的前 端 分别正交对应。

本实施例的有益效果如下： 本实施例将微带、 微槽、 多层理论结合为一体， 具有体积小巧、 结构紧 凑， 质量轻的优点； 并且天线的能量辐射性能好， 增益高、书可靠性高； 本天线采用直线型排列方式， 加之 具有面状发射源， 使微波线束具有更好的方向选择性； 双极化天线由有两个天线单元构成， 增益可达 14dBi , 满足需要； 天线内部均采用微带走线， 节省了连接电缆的使用量， 降低了成本； 由于体积小巧廣量 轻， 使安装更加方便。 本小型高增益双极化微带天线经测试完全满足 运营商相关的电气、 机械等性能指标 要求。

本实施例的小型高增益双板化微带天线， 如图 12、 图 13所示， 包括置于天线外罩 1内的四个通过四路 功分器 （本例中四路功分器由三个 Wi lkinson等功率分配器呈树状串接组成， 即一分二一一二分四）连接在 一起的双极化天线单元 Bl、 B2、 B3、 B4 , 每个双极化天线单元（以双极化天线单元 B1为例） 中， 如图 2所 示， 自上而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介质层 4、 接地金属片 5、 第一介质 基片 6、 双极微带激励线 7、 7' 、 第三空气介质层 8、 金属反射底板 9, 所述第一金属辐射片 3通过绝缘螺 杆 10与天线罩 1连接， 接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在金属反射底板 9上的空 心金属支座 11 固定连接， 第一介盾基片 6的下端面设有前端相互正交且不接触的双极� �带激励线 7 , 7' , 接地金属片的上端面开有两个相互正交且不接 触的受激辐射微槽 12、 12' ， 两个受激辐射微槽 12、 12' 与 双极微带激励线 7、 7' 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射片 3为圆形， 绝缘螺杆 10与第一金属 辐射片 3中心固定连接， 并通过天线罩 1中心的内螺 孔与天线罩 1螺纹连接， 该技术方案有利于在天线罩 外面通过旋转螺杆微调第一金属辐射片与受激 辐射微槽之间的高度， 方便调节天线输入输出端口电压驻波 比， 与 带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。 圆形的金属辐射片在调节过程中只存在高度变 化量， 因此调 节更方便。

如图 Π所示， 接地金属片 5上的两个受激辐射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 形， 双 "H" 形的中 间横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线 的小型化。 双 "H" 形受激辐射微槽 12、 12' 的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 45度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

测试结果表明， 双极化天线增益在测试频率 1900MHz 时的增益为 14dBi ; 水平面半功率波瓣宽度为 70

。 , 垂直面半功率波瓣宽度为 18° , 前后比小于 -25dB; 输入输出端口电压驻波比小于 1. 3 , 工作频段的相 对带宽为 10%左右。 实施例 14: 小型高增益双极化微带天线

本实施例的技术方案如下： 一种高增益双极化微带天线， 其特征是包括置于天线外罩内的八个通过八 路信号功分器连接在一起的双极化天线单元， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质 层、 第一金属辐射片、 第二空气介质层、 接地金属片、 第一介质基片、 双极微带激励线、 第三空气介质 层、 金属反射底板， 所述第一金属辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连 接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基 片的上端面， 并与固定在金属反射底板上的空心金属支座固 定连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端 相互正交且不接触的双极微带激励线， 所迷接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的受激辐射微 槽， 所述两个受激辐射微槽与双极微带激励线的前 端分别正交对应。

本实施例的有益效果如下： 本实施例说将微带、 微槽、 多层理论结合为一体， 具有体积小巧、 结构紧 凑， 质量轻的优点； 并且天线的能量辐射性能好， 增益高、 可靠性高； 本天线采用直线型排列方式， 加之 具有面状发射源， 使微波线束具有更好的方向选择性； 双极化天线由有两个天线单元构成， 增益可达 17dBi , 满足需要； 天线内部均采用微带走线， 节省了连接电缆的使用量， 降低了成本； 由于体积小巧质量 轻， 使安装更加方便。 本高增益双极化微带天线经测试完书全满足运 营商相关的电气、 机械等性能指标要 求。

本实施例的高增益双极化微带天线， 如图 13、 图 14所示， 包括置于天线外罩 1 内的八个通过八路功分 器（本例中八路功分器由七个 Wi l k inson等功率分配器呈树状串接组成， 即一分二——二分四——四分八） 连接在一起的双极化天线单元 Bl、 B2. B3、 B4、 B5、 B6、 B7、 B8 , 每个双极化天线单元（以双极化天线单元 B1为例） 中， 如图 2所示， 自上而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介盾层 4、 接地金属片 5、 第一介质基片 6、 双极微带激励线 7、 V 、 第三空气介质层 8、 金属反射底板 9 , 所述第一金 属辐射片 3通过绝缘螺杆 10与天线罩 1连接， 接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在 金属反射底板 9上的空心金属支座 11 固定连接， 第一介质基片 6的下端面设有前端相互正交且不接触的双 极微带激励线 7、 V , 接地金属片的上端面开有两个相互正交且不接 触的受激辐射微槽 12、 12' , 两个受 激辐射微槽 12、 12 ' 与双极微带激励线 7、 T 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射片 3为圆形， 绝缘螺杆 10与第一金属辐射片 3中心固定连接， 并通过天线罩 1 中心的内螺纹孔与天线罩 1螺紋连接。 该 技术方案有利于在天线罩外面通过旋转螺杆微 调第一金属辐射片与受激辐射微槽之间的高度 ， 方便调节天 线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。 圆形的金属辐射片在调节过程中只 存在高度变化量， 因此调节更方便。

如图 13所示， 接地金属片 5上的两个受激辐射孩槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中 间横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激轾射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线 的小型化。 双 "H" 形受激辐射微槽 12、 12' 的 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为 ^正 τ~负- 45度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

测试结果表明， 双极化天线增益在测试频率 1900MHz 时的增益为 17dBi ; 水平面半功率波瓣宽度为 70 ° , 垂直面半功率波瓣宽度为 18° , 前后比小于 -25dB; 输入输出端口电压驻波比小于 1. 3 , 工作频段的相 对带宽为 10%左右。

实施例 15: it道高隔离度双极化智能阵列天线 本实施例的技术方案如下： 一种八通道高隔离度双极化智能阵列天线， 包括置于同一天线外罩内的四 个 目独玄 -的双¾：化天—线， 其特一征是： 所¾ 双极化天线具有两个通过二路功分器连接在一 起的双极化天 说 明 书

线单元， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气介质 层、 接地金属片、 第一介质基片、 双极微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板， 所述第一金属辐射 片通过绝缘螺杆与天线罩连接， 所迷接地金属片铺覆在笫一介质基片的上端面 ， 并与固定在金属反射底板 上的空心金属支座固定连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接触的双极微带激励线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的受激辐射微槽， 所述两个受激辐射微槽与双极微带 激励线的前端分别正交对应。

本实施例的有益效果如下： 本实施例将微带、 微槽、 多层理论结合为一体， 具有体积小巧、 结构紧 凑， 质量轻的优点； 并且天线的能量辐射性能好， 可靠性高； 本天线采用直线型排列方式， 加之具有面状 发射源， 使微波线束具有更好的方向选择性； 每个双极化天线由有两个天线单元构成， 增益可达 l ldBi , 满 足城市民用小区、 商业楼宇覆盖等用户密集但范围不是很广区域 的需要； 天线内部均采用微带走线， 节省 了连接电缆的使用量， 低了成本； 由于体积小巧质量轻， 使安装更加方便， 可直接安装于现有 3G 智能天 线的安装支架上， 而无需增设固定架， 因此大大降低了安装的投入， 也为将来的设备维护降低了成本， 本 八通道高隔离度双极化智能阵列天线适用于城 市民用小区、 商业楼宇覆盖等用户密集但范围不是很广的区 域， 经测试完全满足运营商相关的电气、 机械等性能指标要求， 打破了现有智能天线均采用半波振子设计 的固有思路和模式， 采用高单元增益的天线单元组成天线阵列， 在达到同样指标的情况下大大缩小天线的 体积、 减轻天线的重量， 实现天线的小型化。 ， 可替代现有 3G天线， 也将是 4G天线的强有力竟争者。 本实 用新型实现了小型化， 使其进小区成为可能， 打消和緩解了附近居民担心大型天线辐射不利 于健康的顾 虚、。

本实施例的八通道高隔离度双极化智能阵列天 线， 如图 14、 图 15所示， 其包括置于同一天线外罩 1 内 的四个互相独立的双极化天线 Al、 A2、 A3、 A4 , 所述的双极化天线（以双极化天线 A2为例）具有两个通过 二路功分器（Wi lkinson等功率分配器）连接在一起的双极化天� �单元 Bl、 B2 , 每个双极化天线单元（以双 极化天线单元 B1为例） 中， 如图 2所示， 自上而下依次具有第一空气介质层 2、 第一金属轾射片 3、 第二空 气介质层 4、 接地金属片 5、 第一介质基片 6、 双极微带激励线 7、 7' 、 第三空气介盾层 8、 金属反射底板 9 , 所述第一金属辐射片 3通过绝缘螺杆 10与天线罩 1连接， 接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在金属反射底板 上的空心金属支座 11 固定连接， 第一介质基片 6的下端面设有前端相互正交且 不接触的双极微带激励线 7、 V , 接地金属片的上端面开有两个相互正交且不接 触的受激辐射微槽 12、 12' , 两个受激辐射微槽 12、 12' 与双极微带激励线 7、 T 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射 片 3为圓形， 绝缘螺杆 10与第一金属辐射片 3中心固定连接， 并通过天线罩 1 中心的内螺紋孔与天线罩 1 螺纹连接。 该技术方案有利于在天线罩外面通过旋转螺杆 微调第一金属辐射片与受激辐射微槽之间的高 度， 方便调节天线输入榆出端口电压驻波比， 与微带激励线阻抗匹配， 提高天线增益。 圓形的金属辐射片 吝.调节过程中只存在高度变化量， 因此调节更方便。

如图 14所示， 接地金属片 5上的两个受激福射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中 间横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线 的小型化。 双 "H" 形受激辐射微槽 I ² 、 12' 的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 45度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

测试结果表明， 双极化天线的两个端口互相隔离效果理想， 隔离度指标达到 30dB 以上， 可以彼此独立 的工作； 天线增益在测试频率 1900MHz时的增益为 l ldBi ; 水平面半功率波瓣宽度为 72° , 垂直面半功率波 M£度为— 36 _i½-tb'J> ^=25dBi -输-入鲁出端 电 τϋ¾：波比卟- m7~ -作—频―段 I ?带"！—为 10%左右。 说 明 书

实施例 16: 八通道高增益高隔离度双极化智能阵列天线

本实施例的技术方案如下： 一种八通道高增益高隔离度双极化智能阵列天 线， 包括置于同一天线外罩 内的四个互相独立的双极化天线， 其特征是： 所述的双极化天线具有四个通过四路功分器连 接在一起的双 极化天线单元， 每个双极化天线单元中， 自上而下依次具有第一空气介质层、 第一金属辐射片、 第二空气 介质层、 接地金属片、 第一介质基片、 双极微带激励线、 第三空气介质层、 金属反射底板， 所述第一金属 辐射片通过绝缘螺杆与天线罩连接， 所述接地金属片铺覆在第一介质基片的上端面 ， 并与固定在金属反射 底板上的空心金属支座固定连接， 所述第一介质基片的下端面设有前端相互正交 且不接触的双极微带激励 线， 所述接地金属片的上端面开有两个相互正交且 不接触的受激福射微槽， 所述两个受激辐射微槽与双极 微带激励线的前端分别正交对应。

本实施例的有益效果如下： 本实施例将微带、 微槽、 多层理论结合为一体， 具有体积小巧、 结构紧 凑， 质量轻的优点； 并且天线的能量辐射性能好， 可靠性高； 本天线采用直线型排列方式， 加之具有面状 发射源， 使微波线束具有更好的方向选择性； 每个双极化天线由有两个天线单元构成， 增益可达 14dBi , 满 足移动通信基站的建站覆盖要求， 解决城市、 郊区、 农村等不同地貌、 不同用户量、 不同场合、 不同范围 等的信号覆盖问题； 天线内部均采用微带走线， 节省了连接电缆的使用量， 降低了成本； 由于体积小巧质 量轻， 使安装更加方便， 可直接安装于现有 3G 智能天线的安装支架上， 而无需增设固定架， 因此大大降低 了安装的投入， 也为将来的设备维护降低了成本。 本八通道高增益高隔离度双极化智能阵列天线 适用于移 动通信基站的建站， 经测试完全满足运营商相关的电气、 机械等性能指标要求， 打破了现有智能天线均采 用半波振子设计的固有思路和模式， 采用高单元增益的天线单元组成天线阵列， 在达到同样指标的情况下 大大缩小天线的体积、 减轻天线的重量， 实现天线的小型化。 ， 可替代现有 3G天线， 也将是 4G天线的强有 力竟争者。

本实施例的八通道高增益高隔离度双极化智能 阵列天线， 如图 15、 图 16所示， 其包括置于同一天线外 罩 ] 内的四个互相独立的双极化天线 Al、 A2, A3、 A4 , 所述的双极化天线（以双极化天线 A2为例）具有四 个通过四路功分器（本例中四路功分器由三个 Wi lkinson等功率分配器串接組成）连接在一起的� �极化天线 单元 Bl、 B2、 B3、 B4 , 每个双极化天线单元（以双极化天线单元 B1为例） 中， 如图 2所示， 自上而下依次 具有第一空气介质层 2、 第一金属辐射片 3、 第二空气介质层 4、 接地金属片 5、 第一介质基片 6、 双极微带 激励线 7、 V 、 第三空气介质层 8、 金属反射底板 9, 所述第一金属辐射片 3通过绝缘螺杆 10与天线罩 1连 接， 接地金属片 5铺覆在第一介质基片 6的上端面， 并与固定在金属反射底板 9上的空心金属支座 11 固定 连接， 第一介质基片 6的下端面设有前端相互正交且不接触的双极� �带激励线 7、 7' , 接地金属片的上端面 开有两个相互正交且不接触的受激辐射 4 槽 12、 12' , 两个受激辐射微槽 12、 12' 与双极微带激励线 7、 7' 的前端分别正交对应。 本例中， 第一金属辐射片 3为圆形， 绝缘螺杆 10与第一金属辐射片 3中心固定连 接， 并通过天线罩 1中心的内螺紋孔与天线罩 1螺纹连接。 该技术方案有利于在天线罩外面通过旋转螺杆 微 调第一金属辐射片与受激辐射微槽之间的高度 ， 方便调节天线输入输出端口电压驻波比， 与微带激励线阻 抗匹配， 提高天线增益。 圆形的金属辐射片在调节过程中只存在高度变 化量， 因此调节更方便。

如图 15所示， 接地金属片 5上的两个受激辐射微槽 12、 12' 尺寸相等， 呈双 "H" 形， 双 "H" 形的中 间横臂相互正交。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线 的小型化。 双 "H" 形受激辐射微槽 I ² 、 12' 的 "H" 形中间横臂与接地金属片的 X轴或 Y轴的夹角为正、 负 "度。 该技术方案有利于将双极化受激辐射微槽开在 面积较小的接地金属片上， 用以实现天线的小型化。

¾试结果表明， 双极化天线的两个端口互相隔离效果理想， 隔离度指标达到 30dB 以上， 可以彼此独立 说 明 书

的工作； 天线增益在测试频率 1900MHz时的增益为 14dB i ; 水平面半功率波瓣宽度为 70° , 垂直面半功率波 瓣宽度为 18° ， 前后比小于 -25dB; 榆入输出端口电压驻波比小于 1. 3 , 工作频段的相对带宽为 10%左右。

实施例 17: TD-LTE网络天线

针对通讯网络建设中智能天线太大带来的种种 问题， 结合本发明的小型化天线单振元的研究成果、 提高 天线单振元的轾射效率以及实现单振元双极化 的研究成果， 本实施例的产品用于改善现有天线较大而带来 的 工程建设困难等诸多问题； 本实施例的产品是内部保密测试的小型化 TD-LTE双极化 8通道智能天线。

根据电磁波在不同的介质传播特性上有所不同 ， 在天线中利用低损耗高频介盾作为填充材料， 结合两屋 以上辐射片的天线结构， 应用实施例 17 中的构件形状、 介电常数以及馈电方式， 把天线的几何尺寸大大降 低， 进而达到多频段、 多模式、 小型化的效果。

不同于常规半波振子类型的天线， 本实施例采用微波口径耦合多模腔模式叠片平 面微带辐射机理， 获得 单元振元的高增益， 常规振元单元增益多为 5. 5dB i , MM天线单元增益为 8. 5dBi。 水平与垂直波束宽度均为 75-80。 , 前后比大于 25dB。

除上述实施例外， 本发明还可以有其他实施方式。 凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案， 均落在 本发明要求的保护范围。