[实用新型]低互调印制电路板天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，更具体的说，本实用新型涉及到用于蜂窝式无线通讯的天线，尤其是指水平、垂直以及正负45度倾斜双极化发射或接收天线。在当今这个频繁使用手机通讯的时代，人们对这种具有良好极间回损与隔离度的双极化天线的需求不断增长。而且这样的天线必须制作简单并具有极低的互调产物(IMP)。

背景技术

基站接收机在受到高出正常值水平的输入电磁干扰时，工作处理能力会大大降低(理论引用依据：Manfred Lang，The Intermodulation Problem in MobileCommunications，Manfred Lang，Microwave Journal，May 1995)。在接受频带内，干扰是以互调产物形式存在，在发射频带内，干扰是由于包括天线在内的微带器件因频带内不同信道间的相互作用而导致的非线性效应所产生的。而当馈线和接头的互调被改善后，更重要的发现被证实天线所用印制电路板能够产生互调产物(理论引用依据：Passive intermodulation near-fieldmeasurements on microstrip lines，Hienonen S.，Raisanen A.V.，13October2004，European Microwave Conference，1041-1044)。因此，目前基站天线阵列的辐射部分都是用金属制造以减少互调产物的产生。

一些天线是用金属片经过冲压和弯曲制成的，如专利US 6034649和US6747606B2中所述天线。这就要求辐射阵列必须拥有理想的对称性以达到两个输出端具有良好的隔离度。但是事实上很难做到精准地弯曲金属片，因此，这种天线的缺点就是其输出端隔离度的一致性不好。

另一种天线是通过铸模制造的，如专利EP0973231A2和US 6333720B1中所述天线。这种天线虽然输出端隔离度的一致性较好，但是体积很大，而且，制作该种天线需要昂贵而复杂的模具。

按照专利CHN 693684所述天线，该天线简单、轻便，是采用印制电路板(Printed circuit board，PCB)制作的。与现有技术相比，这种双极化天线制作更加简单，它的辐射阵列是采用一块平板金属或印制电路板(PCB)制成的。由于印制电路技术能够保证辐射阵列拥有一个理想的对称性，所以依照该专利制作的印制电路板天线其两个输出端隔离度具有非常好的一致性。而且该天线的回损也得到了改善并具有非常好的一致性，其原因就是PCB板上包含有匹配电路。

上面所提及的用PCB制作的辐射阵列具有的优越性使其在制造基站阵列天线时有很大的吸引力，然而用PCB制作的天线产生的互调产物达到-145dBc。因此，基站用该PCB天线还需要在以上基础上进一步改进。

有研究发现互调产物的产生是来源于沉积在介质基底上的一层很薄的特殊材料，该特殊材料薄层用于支撑沉积到基底上的铜层。而在PCB沉积铜之前通常先采用镍或者镍合金沉积到PCB的介质基底上。该工艺导致基底上生成了一个非常薄的半导体层并介于铜层与介质基底之间。从而沿着带状导体传输的微波电流也会沿着这个半导体层传输并且该传输层会产生互调产物。

一种减少互调产物的方法就是研发和使用特殊的材料。例如Arlon公司降低IMP是通过采用PCB碾压技术制成编织玻璃纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)合成材料。该材料已在工程上被应用来减少基底碾压层对无源互调的贡献和包括天线在内的微波器件的信号失真。其降低的结果是因为铜与碾压层之间的界面得到了优化，特别是除了可控制碾压层结构和工艺外，也可控制铜的表面粗糙度和表面处理。但不幸的是，由于含有PTFE材料及制造技术上的复杂性使得该种材料很昂贵。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种低互调印制电路板天线，包括双极化和线极化天线，减少了互调产物的产生并且克服现有工艺的不足。

本实用新型包含有采用PCB制作的辐射阵列并且通过支撑导体支撑在反射接地板之上，这些支撑导体组成了两个相互正交的平衡与不平横转换器。辐射阵列包含有相同的带状导体并且带状导体被制作在PCB的上下表面的相对位置上。对于双极化天线的辐射阵列来说，这些带状导体其顶视图具有四条轴对称线。正如专利CHN 693684中所述，辐射阵列可为任何形状并且能够实现所要求天线的波束宽度和极化。