一種寬帶雙極化窄波束wlan ap天線的制作方法
【專利說明】一種寬帶雙極化窄波束WLANAP天線 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種寬帶雙極化窄波束WLAN AP天線。 【【背景技術(shù)】】
[0002] WLAN無線接入點（AccessPoint:AP)作為無線接入的關(guān)鍵設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于各 種場合的WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋。對于像大型會議中心、車站候車大廳這類的高密用戶場景，通常 需要部署大量的WLANAP以提供足夠高的網(wǎng)絡(luò)容量，滿足大量用戶的無線使用需求，但是由 于普通WLANAP天線的輻射波束較寬，使得單個AP覆蓋范圍過大、覆蓋用戶數(shù)多，經(jīng)常導(dǎo)致 網(wǎng)絡(luò)擁堵甚至無法接入，同時還會帶來AP間的同信道干擾，因此，無法滿足高密用戶場景 下的WLAN部署要求。 【【實用新型內(nèi)容】】
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種寬帶雙極化窄波束WLANAP天線，以克服高密場 景下普通WLANAP天線輻射波束寬、覆蓋范圍大的問題。本實用新型WLANAP天線的工作 頻帶范圍覆蓋5. 15GHz~5. 85GHz，不僅可以實現(xiàn)雙極化工作，而且輻射波束窄，能夠有效 減小單個AP的覆蓋范圍。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種寬帶雙極化窄波束WLAN AP天線，包括天線接地板、四個方形輻射貼片、四個 圓形寄生貼片和寬帶超材料覆層；所述四個輻射貼片排布成四元方形微帶稀疏陣列，并且 由雙極化饋電網(wǎng)絡(luò)進行饋電，雙極化饋電網(wǎng)絡(luò)的兩個饋電端口連接50Q同軸線；四個方 形輻射貼片上方分別加載四個圓形寄生貼片，四個方形輻射貼片和四個圓形寄生貼片由 四根絕緣介質(zhì)支柱固定在天線接地板上方；天線接地板、方形輻射貼片和圓形寄生貼片間 隔設(shè)置；所述的寬帶超材料覆層由印刷在FR4介質(zhì)板上下兩個表面的雙層頻率選擇表面 (Frequency Selective Surface:FSS)構(gòu)成，并且由四根絕緣介質(zhì)支柱固定在天線接地板 上，且位于四元微帶稀疏陣列上方。
[0006] 本實用新型進一步的改進在于：四個方形輻射貼片呈正方形排布。
[0007] 本實用新型進一步的改進在于：天線接地板為方形，其長寬尺寸為200mmX200mm; 方形輻射貼片尺寸為24mmX24mm，陣元間距為65mm;方形輻射貼片與下方的天線接地板的 間隔為2mm。
[0008] 本實用新型進一步的改進在于：方形輻射貼片與上方的圓形寄生貼片的間隔為 3mm;圓形寄生貼片的半徑為12. 5mm。
[0009] 本實用新型進一步的改進在于：所述雙層頻率選擇表面呈互補結(jié)構(gòu)。
[0010] 本實用新型進一步的改進在于：構(gòu)成寬帶超材料覆層的雙層頻率選擇表面中一個 頻率選擇表面為方形金屬貼片型頻率選擇表面，另一個呈互補結(jié)構(gòu)的頻率選擇表面為方形 金屬柵格型頻率選擇表面。
[0011] 本實用新型進一步的改進在于：寬帶超材料覆層包括FR4介質(zhì)板和設(shè)置在FR4介 質(zhì)板一面的方形金屬貼片型頻率選擇表面，設(shè)置在FR4介質(zhì)板另一面的呈互補結(jié)構(gòu)的方形 金屬柵格型頻率選擇表面；FR4介質(zhì)板尺寸為200mmX200mm;厚度為1. 6mm;寬帶超材料覆 層與天線接地板的間隔為26. 9mm。
[0012] 本實用新型進一步的改進在于：方形金屬柵格型頻率選擇表面的單元周期為 15mm;單元線寬為3mm。
[0013] 本實用新型進一步的改進在于：方形金屬貼片型頻率選擇表面的單元周期為 15_，單元邊長為9_。
[0014] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果：
[0015] 本實用新型由一個雙極化四元微帶稀疏陣列天線和加載在天線上方一定高度處 的超材料覆層構(gòu)成，其中雙極化四元微帶稀疏陣列天線由四個相距1. 2A。（中心頻率f。 =5. 5GHz對應(yīng)的波長）的方形輻射單元呈方形排布構(gòu)成方形陣列，使用雙極化方式進行饋 電，并且綜合采用空氣微帶和在方形輻射單元上方加載圓形寄生貼片的方法增加微帶稀疏 陣列天線的阻抗帶寬；此外，采用呈互補結(jié)構(gòu)的雙層頻率選擇表面設(shè)計了一個寬帶超材料 覆層，并使用四根介質(zhì)支柱固定在雙極化四元微帶稀疏陣上方，四元方形微帶稀疏陣列天 線和加載在稀疏陣列天線上方一定高度處的寬帶超材料覆層一起構(gòu)成Fabry-Perot(F-P) 腔諧振天線，達(dá)到了降低微帶稀疏陣列天線旁瓣電平，提高天線方向性，收窄天線輻射波束 的目的。
[0016] 本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低的優(yōu)勢，通過在四元微帶稀疏 陣列天線上方加載寬帶超材料覆層，其方向性得到較大提高，3dB波束寬度有了明顯收窄， 輻射效果與普通十六元微帶天線陣相當(dāng)，但是體積明顯減小，適用于高密用戶場景下的 WLAN無線接入應(yīng)用。 【【附圖說明】】
[0017] 圖1為本實用新型的雙極化四元微帶稀疏陣列天線結(jié)構(gòu)正視圖。
[0018] 圖2為本實用新型的雙極化四元微帶稀疏陣列天線結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0019] 圖3為本實用新型的寬帶超材料覆層示意圖；其中圖3(a)為正視圖；圖3(b)為側(cè) 視圖；圖3(c)為后視圖；
[0020] 圖4為本實用新型的寬帶超材料覆層單元結(jié)構(gòu)透視圖。
[0021] 圖5為本實用新型寬帶雙極化窄波束WLANAP天線的整體結(jié)構(gòu)透視圖。
[0022] 圖6為本實用新型寬帶雙極化窄波束WLANAP天線的回波損耗示意圖。
[0023] 圖7為13端口饋電時本實用新型寬帶雙極化窄波束WLANAP天線在5. 2GHz處的 輻射方向圖。
[0024] 圖8為13端口饋電時本實用新型寬帶雙極化窄波束WLANAP天線在5. 8GHz處的 輻射方向圖。 【【具體實施方式】】
[0025] 下面結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步說明。
[0026] 請參閱圖1至圖5所示，本實用新型一種寬帶雙極化窄波束WLANAP天線，包括金 屬的天線接地板1，設(shè)置在天線接地板1上方的四元方形微帶稀疏陣列的四個方形輻射貼 片2、3、4、5,方形輻射貼片上方加載的四個圓形寄生貼片6、7、8、9,四個方形輻射貼片2、3、 4、5由兩個雙極化饋電網(wǎng)絡(luò)10、11進行饋電，雙極化饋電點12、13連接50Q標(biāo)準(zhǔn)同軸線，微 帶稀疏陣的四個方形輻射貼片2、3、4、5和四個圓形寄生貼片6、7、8、9分別由四個介質(zhì)支柱 14、15、16、17進行支撐固定，寬帶超材料覆層由FR4介質(zhì)板18及印刷在FR4介質(zhì)板上表面 的方形金屬貼片型FSS19和印刷在FR4介質(zhì)板下表面的方形金屬柵格型FSS20構(gòu)成，寬 帶超材料覆層由四根介質(zhì)支柱21、22、23、24支撐固定在在天線接地板1上，且位于四元稀 疏陣列天線上方。天線接地板為方形，其長寬尺寸為200mmX