[發明專利]一種基于多邊耦合的雙極化天線

有效

• 申請號: 201810165810.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108511893B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 李迎松;董玥;趙宇婷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q15/24;H01Q5/10
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本發明屬于雙極化天線領域，具體涉及一種基于多邊耦合的雙極化天線。通過中央菱形輻射單元直接與同軸饋線連接，實現了探針饋電，通過四個折疊的扇形寄生輻射單元、扇形寄生輻射單元、扇形寄生輻射單元、扇形寄生輻射單元與中央菱形輻射單元之間的多邊耦合，實現了天線的間接饋電，此外根據客戶的需求，通過改變扇形輻射單元的尺寸、形狀和擺放位置與角度，能快速方便地實現此雙極化天線的雙極化、圓極化和多頻帶。此外該天線具有剖面低，尺寸小，便于靈活設計的特點，可以安裝在基站，終端等設備中。

技術領域

本發明屬于雙極化天線領域，具體涉及一種基于多邊耦合的雙極化天線。

背景技術

隨著移動通信事業在全世界范圍內的迅猛發展，給我們的日常生活帶來了方便和快捷。現在人們對移動通信的要求已不僅僅局限于語音信號的傳輸，對數據、圖像、動畫和視頻等多媒體信號的要求越來越迫切，并且對信號傳輸質量的要求也越來越高。隨著微電子技術的發展和蜂窩技術的不斷完善，移動通信系統在容量和質量上的不斷升級，這對基站天線提出了越來越高的性能指標要求。基站天線工作在復雜的移動傳播環境下，移動信道常受到地形、溫度、濕度等環境因素的影響，無線電波在空中傳播時將受到多方面的影響，如散射，折射等，這些方面都會對通信質量產生不利的影響。為了共享現有基站的資源，新系統通常建立在現有系統的基礎之上，與現有系統共用相同的服務區域，這樣，在同一個基站位置上基站天線的數目將會成倍增長。具有多個系統且多個系統共用的高性能基站天線的設計越來越受到人們的關注，一些新的基站天線技術得到應用和發展。隨著4G通信技術的普及以及5G通信的蓬勃發展，尋求寬頻譜和高效頻譜利用率的天線已經是迫在眉睫。并且隨著通信技術的不斷提高，多徑衰落一直是一個不可避免且不易解決的重要問題。為了緩解這一問題帶來的消極影響，天線的分集技術在各種領域得到廣泛關注和應用。分集技術大體上可以分為顯分集和隱分集兩大類。顯分集是在空間、頻域和時域中所采用的空間分集和極化分集之類的分集形式，隱分集是利用信號設計技術，將分集作用隱含在被傳輸的信號中，目前天線的分集技術中用的比較多的是極化分集。近日，工信部已發布通知，確定了我國5G第五代移動通信的頻率，也就是5G的工作頻段。這兩個5G的工作頻段分別是：3300MHz-3600MHz頻段和4800MHz-5000MHz頻段。但是普通的天線已經很難滿足當今時代高效率高集成度的要求，所以多極化工作形式受到了關注，雙極化天線作為一種新型天線，正在被現階段的通信領域所廣泛采用。雙極化天線的應用包括頻率復用、收發一體化、極化分集、提高系統靈敏度，而且雙極化天線如果應用在基站系統中，可以降低天線的輻射功率，從而使人體免受強烈的電磁輻射，所以研究并設計具有雙極化的天線具有重要的工程實際意義。在雙極化天線中，微帶天線的體積較小、重量更輕、易于共形以及電性能多樣化等優點，所以微帶天線被廣泛地用于實現雙極化。

Stevan Preradovic等人在2014年的文獻《Novel Dual-polarizedPlanarUltrawideband Monopole Antenna》中提出了一種利用開關的方法來實現雙極化，該天線有一個端口和一個多邊形輻射貼片，在饋線上安裝了3個芯片作為開關使用，通過控制開關的狀態可以實現兩種水平和垂直極化。然而，這個天線的設計尺寸較大，并且采用芯片實現雙極化設計在最終實物測試時，對芯片供電時需在天線的介質基板上刻蝕電路，這樣一來電流通過電路產生的輻射會對天線的性能產成一定的影響。J.F.Zhu等人在2016年的文獻《Compact Dual-Polarized UWB Quasi-Self-Complementary MIMO/Diversity AntennaWith Band-Rejection Capability》中提出了一種采用兩個天線正交垂直放置來實現雙極化的方式，雙端口饋電的天線都需要考慮兩個天線之間的隔離度問題，該天線采用加載寄生枝節的方式來去耦合，使天線具有較好的寬帶，隔離度和極化特性。然而，這種天線的尺寸較大，不利于集成于各種小型終端當中。

發明內容