[發(fā)明專利]基于SIW技術(shù)的雙極化縫隙天線

有效

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• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103943963A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海力;呂新江;趙啟杰
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興市精倫通信科技有限公司
• 主分類號: H01Q13/10
• 分類號: H01Q13/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SIW技術(shù)的雙極化縫隙天線。

背景技術(shù)

天線是移動通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，是無線信號的出入口。如果把主設(shè)備比喻成移動通信系統(tǒng)的大腦，那么天線就可以比喻成嘴巴、眼睛或耳朵。天線質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果和用戶感知的好壞。因此，天線對于移動通信的質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用，如果天線質(zhì)量不好，即使主設(shè)備質(zhì)量再好，網(wǎng)絡(luò)性能也無法得到體現(xiàn)。

由于長期以來的產(chǎn)品價格導(dǎo)向，移動通信領(lǐng)域用于天線的投資比重越來越低。目前，天線的投資在整個移動通信網(wǎng)絡(luò)中所占的比重不超過3%。過分地以價格因素為主導(dǎo)，導(dǎo)致天線廠商為了盈利和生存，更加降低對于天線材質(zhì)、工藝、整體可靠性和穩(wěn)定度的關(guān)注，由此帶來的弊端逐漸顯現(xiàn)。

實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，在使用初期相當(dāng)比例的天線性能良好，能夠較好地滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，但是在網(wǎng)應(yīng)用一段時間后，天線可靠性降低導(dǎo)致性能不再滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求。這正是由于天線的成本降低導(dǎo)致天線質(zhì)量下降，無法長期在外部環(huán)境中應(yīng)用。天線的質(zhì)量造成移動通信網(wǎng)絡(luò)站點故障率逐漸提高，閉站維修或者更換設(shè)備帶來的損失甚至超過天線成本下降帶來的投資節(jié)省。因此，重視和認(rèn)真解決天線質(zhì)量下降帶來的各種問題，引導(dǎo)供應(yīng)商生產(chǎn)滿足運營商實際應(yīng)用需求的天線，提升天線質(zhì)量以滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋效率和效果，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋的穩(wěn)定度和可靠性，促進天線產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，是整個產(chǎn)業(yè)界的責(zé)任，也是移動通信發(fā)展的必然要求。

天線的極化是指在天線最大的輻射方向上電場矢量的取向，是標(biāo)志天線的重要特征。雙極化天線在同一帶寬內(nèi)能發(fā)射兩種信號，即同時發(fā)射或接受兩個正交極化的電磁波。并同時工作在收發(fā)雙工模式下，因此其最突出的優(yōu)點是節(jié)省單個定向基站的天線數(shù)量。一般GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)的定向基站（三扇區(qū)）要使用9根天線，每個扇形使用3根天線（空間分集，一發(fā)兩收），如果使用雙極化天線，每個扇形只需要1根天線；同時由于在雙極化天線中，±45°的極化正交性可以保證+45°和-45°兩副天線之間的隔離度滿足互調(diào)對天線間隔離度的要求（≥30dB），因此雙極化天線之間的空間間隔僅需20～30cm；另外，雙極化天線具有電調(diào)天線的優(yōu)點，在移動通信網(wǎng)中使用雙極化天線同電調(diào)天線一樣，可以降低呼損，減小干擾，提高全網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。如果使用雙極化天線，由于雙極化天線對架設(shè)安裝要求不高，不需要征地建塔，只需要架一根直徑20cm的鐵柱，將雙極化天線按相應(yīng)覆蓋方向固定在鐵柱上即可，從而節(jié)省基建投資，同時使基站布局更加合理，基站站址的選定更加容易。

由于雙極化天線特有的優(yōu)點，能接收電磁波中全部極化信息，有強抗干擾、提高系統(tǒng)靈敏度和能構(gòu)成變極化系統(tǒng)等能力，引起人們的廣泛興趣，在車輛防撞、電子偵探、電子對抗、無線電近感探測和雷達測量等系統(tǒng)中都能應(yīng)用，有著很重大的意義。

而隨著現(xiàn)代微波毫米波電路系統(tǒng)的高速發(fā)展，其功能越來越復(fù)雜、電性能指標(biāo)越來越高，同時其體積越來越小、重量越來越輕；整個系統(tǒng)迅速向小型化、輕量化、高可靠性、多功能性和低成本方向發(fā)展。低成本、高性能、高成品率的微波毫米波技術(shù)對于開發(fā)商業(yè)化的低成本微波毫米波寬帶系統(tǒng)非常關(guān)鍵。因此，迫切需要發(fā)展新的微波毫米波集成技術(shù)。

基片集成波導(dǎo)(Substrate?Integrated?Waveguide，SIW)技術(shù)是近幾年提出的一種可以集成于介質(zhì)基片中的具有低插損、低輻射、高功率容量等特性的新的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它可以有效地實現(xiàn)無源和有源集成，使微波毫米波系統(tǒng)小型化，甚至可把整個微波毫米波系統(tǒng)制作在一個封裝內(nèi)；而且它具有和傳統(tǒng)矩形金屬波導(dǎo)相類似的傳輸特性，它可以用來構(gòu)成多種形式的波導(dǎo)器件，同時基片集成波導(dǎo)由于具有加工成本低、加工精度較高、體積小、重量輕、較低的輻射損耗、較強的抗干擾性以及較高的集成度等特點，它可以用來設(shè)計高集成度的微波毫米波系統(tǒng)。因此由其構(gòu)成的微波毫米波甚至亞毫米波部件及子系統(tǒng)具有高Q值、高功率容電，易與其它平面電路和芯片集成等優(yōu)點，同時由于整個結(jié)構(gòu)完全為介質(zhì)基片上的金屬化通孔陣列所構(gòu)成，所以這種結(jié)構(gòu)可以利用普通PCB工藝、LTCC工藝、甚至薄膜電路工藝精確實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的波導(dǎo)形式微波毫米波器件的加工成本相比，基片集成波導(dǎo)微波毫米波器件的加工成本十分低廉，不需任何事后調(diào)試工作，非常適合微波毫米波電路的集成設(shè)計和大批量制作。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于SIW技術(shù)的雙極化縫隙天線。

一種基于SIW技術(shù)的雙極化縫隙天線，包括帶有過孔的基板，所述基板包括介質(zhì)層、位于介質(zhì)層頂面的第一覆銅層、以及位于介質(zhì)層底面的第二覆銅層，所述第一覆銅層上設(shè)有縫隙，所述第二覆銅層上設(shè)有饋電端；