[發明專利]一種具有高隔離度的雙極化/圓極化寬帶高密度天線陣列

有效

• 申請號: 201811292131.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109494460B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 唐明春;余亞清;陳志遠;孫笑帥;熊漢
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q15/24;H01Q21/00
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本發明公開了一種具有高隔離度的雙極化/圓極化寬帶高密度陣列天線。該陣列天線包括兩輻射貼片、設置于兩輻射貼片之間正上方的懸置混合型互耦抑制結構和寄生耦合地板。所述懸置混合型互耦抑制結構由兩層不同的結構構成，位于兩輻射貼片之間正上方。本發明為多層PCB結構，易加工集成，尺寸小，剖面低，且在寬頻帶內具有高隔離特性，并且天線的其它性能保持良好。

技術領域

本發明涉及一種天線結構，特別是一種可應用于移動通信系統的具有高隔離度的雙極化/圓極化寬帶高密度陣列天線。

背景技術

無線通信技術快速發展，并不斷地出現新的應用形式，然而頻譜資源是有限的。因此，需要在不增加通信頻段的情況下，實現高速率和大容量傳輸。MIMO技術已經成為無線通信領域的關鍵技術之一，但是天線陣元之間的互耦成為MIMO通信中的一大瓶頸。陣列間的耦合隨著陣元間距的縮小而增大。耦合會影響天線的性能，例如輻射效率改變、極化特性改變、方向圖畸變、阻抗不匹配和工作頻段偏移等。

由于上訴原因，研究人員已經提出了一些較好的方法來減小天線之間的互耦，這些方法包括：去耦網絡、寄生元件、缺陷地結構、隔離墻/板結構、饋線處去耦等，所有的這些方法都可以將天線之間的互耦有效地降低，然而大部分的方法只能應用于單極化陣列天線；而對于互耦抑制網絡，其所能提供的工作帶寬很窄，無法應用于寬帶的陣列天線。因此，設計一款可以應用于寬帶、雙極化/圓極化高密度陣列天線的互耦抑制結構顯得十分的重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有高隔離度的雙極化/圓極化寬帶高密度陣列天線，該天線為雙極化天線陣列天線，通過在陣列天線陣元間上方添加懸置混合型互耦抑制結構，有效的提升了天線的極化隔離度，并且天線的其它性能保持良好。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種具有高隔離度的雙極化/圓極化寬帶高密度陣列天線，包括兩輻射貼片、設置于兩輻射貼片之間正上方的懸置混合型互耦抑制結構和寄生耦合地板。所述懸置混合型互耦抑制結構由兩層不同的結構構成，位于兩輻射貼片之間正上方。

進一步，該陣列天線還包括懸置混合型互耦抑制結構所在的介質基板、兩輻射貼片所在的介質基板、多層印刷電路板(9)/(9’)和下層金屬載板，所述懸置混合型互耦抑制結構所在的兩層介質基板之間形成空氣層(5)/(5’)；兩輻射貼片(1)/(1’)與懸置混合型互耦抑制結構(3)/(3’)所在的介質基板之間形成空氣層(6)/(6’)；兩輻射貼片(1)/(1’)所在的介質基板下表面與多層印刷電路板間形成空氣層(7)/(7’)；所述寄生耦合的地板(4)/(4’)設置于多層印刷電路板的上層介質板上表面，寄生耦合地板通過金屬柱與多層印刷電路板的下層地板連接，下層地板位于多層印刷電路板的下層介質板的下表面；所述寄生耦合地板上還設置有位于輻射貼片下方的溝槽結構。

進一步，所述懸置混合型互耦抑制結構由曲折型條帶(2)/(2’)和H型條帶(3)/(3’)構成，所述曲折型條帶(2)/(2’)和H型條帶(3)/(3’)位于不同的豎直高度，曲折型條帶(2)/(2’)所在的介質基板下表面與H型條帶(3)/(3’)之間形成空氣層(5)/(5’)，兩個結構之間相互垂直設置，均位于兩輻射貼片(1)/(1’)之間正上方。

其中，所述具有高隔離度的雙極化寬帶高密度陣列天線中的互耦抑制結構和溝槽單元與具有高隔離度的圓極化寬帶高密度陣列天線中的互耦抑制結構和溝槽單元的工作原理與形狀完全相同，故在后文只對具有高隔離度的雙極化寬帶高密度陣列天線中的互耦抑制結構和溝槽單元進行描述，不再對具有高隔離度的圓極化寬帶高密度陣列天線中的互耦抑制結構和溝槽單元進行贅述。