[發明專利]一種雙極化雙端口腔體方向性天線

有效

• 申請號: 201410208204.4
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103956567A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 李偉文;張斌;王琛;蔣佳萍;陳曉建;陳樹林;徐偉明;游佰強
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q25/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種腔體天線，尤其是涉及一種通過微帶線饋電的高隔離度雙極化雙端口腔體方向性天線。

背景技術

隨著無線多媒體業務的巨大增長，通信速率已成為移動通信系統的限制瓶頸。為此，可用于增加信道容量以及傳輸可靠性的寬帶移動通信系統及其天線技術，成為移動通信技術的發展方向。當前的LTE移動通信技術正是在此背景下應運而生，它應用了多種新的技術，如基于多輸入多輸出(MIMO)的多天線技術。

MIMO技術是將多徑無線信道與發射/接收視為一個整體進行優化，從而實現高的通信容量和頻譜利用率，是一種近于最優的空域-時域聯合的分集和干擾對消處理。MIMO天線主要分為兩類：空間分集天線和極化分集天線。傳統的空間分集MIMO天線采用共極化，為降低天線間的相關性，要求天線單元間距在半個波長以上，天線占據空間較大。極化分集天線可在原來一支天線的空間內實現兩支或多支天線的功能，即通過極化正交降低天線間的相關性，因此在小型基站或移動終端中得到廣泛應用(柏兵.MIMO天線的發射與接收問題.清華大學.1997.12pp.5-9)。

已有多種可用于MIMO系統的雙極化天線結構。如利用兩傾斜45°單極天線，通過T形接地面結構實現隔離，它同時具有極化分集和空間分集能力(Wu?Tzuenn-Yih,Fang?Shyh-Timg?and?Wong?Kin-Lu.Printed?diversity?monopole?antenna?for?WLAN?operation.Electron.Lett.,2002,38(25),pp.1625-1626)。又如把靠近接地面且與接地面平行的側向相連的兩個相到垂直PIFA天線，應用于WLAN系統實現MIMO功能(Park-S.and?Jung?C.,Compact?MIMO?antenna?with?high?isolation?performance.Electron.Lett.,2010,46(6),pp.390-391)。但它們都為獨立雙天線結構，占據了兩個天線空間。也有采用等腰三角形縫隙為輻射源，通過兩正交微帶線耦合饋電，實現端口隔離度大于30dB的寬帶雙饋雙極化單天線結構，但其交叉極化較大(Lee?Chi-Hsuan,Chen?Shih-Yuan,and?Hsu?Powen.Isosceles?triangular?slot?antenna?for?broadband?dual?polarization?applications.IEEE?Trans.Antennas?Propag.,2009,57(10),pp.3347-3351)。采用共面波導饋電的帶矩形環單極天線及共面波導的縫隙實現的寬帶雙極化天線，也具有較為緊湊結構，但其端口隔離度只有22dB(Li?Yue,Zhang?Zhijun,Feng?Zhenghe,and?Iskander?Magdy?F.Dual-mode?loop?antenna?with?compact?feed?for?polarization?diversity.IEEE?Antennas?Wireless?Propag.Lett.,2011，10，pp.95-98)。同時還可看到，以上多是全向天線，不具有方向性輻射特性。

發明內容

本發明的目的在于為了克服上述天線存在的不足，提供一種具有高隔離度的雙極化雙端口腔體方向性天線。

本發明為長方體腔體結構，長方體腔體的頂面為雙面覆銅介質基板，長方體腔體的前后左右四個側面為4塊形狀相同的矩形銅板，長方體腔體的底面為一塊接地的正方形銅板，長方體腔體內部設有一銅質中心圓柱，銅質中心圓柱的上下兩端分別與介質基板下表面的敷銅層和底面正方形銅板相連。

所述介質基板可采用雙面覆銅的微波介質基板，介質基板的長度可為42～46mm，寬度可為42～46mm，厚度可為1～1.5mm；相對介電常數可為1～3，損耗角正切不大于0.01。

所述介質基板的上表面可設有4條相同的矩形微帶線，矩形微帶線的長度可為9～9.5mm，寬度可為1.6～2mm，4條矩形微帶線的短邊分別緊貼介質基板上表面正方形的4條邊居中放置。

所述介質基板的下表面可設有一正方形貼片，正方形貼片的邊長可為42～46mm，正方形貼片可完全覆蓋介質基板的下表面，正方形貼片的中央刻蝕一個圓環縫隙，圓環縫隙的內徑可為30.9～31.9mm，外徑可為34.3～35.3mm。正方形貼片和圓環縫隙的幾何中心重合。