[發明專利]一種基于共面波導終端短路耦合饋電的雙極化天線

在審

• 申請號: 201910098600.9
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109713447A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 王衛民;孟令龍;紀銳;劉元安;吳永樂;高錦春
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q1/38;H01Q5/10;H01Q5/20;H01Q5/35
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開一種基于共面波導終端短路耦合饋電的雙頻雙極化天線，包括雙端口共面波導耦合饋電結構、輻射貼片、介質基板以及集成饋電結構的金屬地板。所述共面波導耦合饋電結構，集成到金屬地板上，具有終端短路特點。通過調節天線輻射貼片大小，可以調節雙頻的諧振頻率。本發明天線為平面結構，尺寸小、結構簡單、加工方便、加工成本低，且可以通過調節輻射貼片的長度和寬度變成雙功能天線，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及通信領域，更具體地涉及一種基于共面波導終端短路耦合饋電的雙波束天線。

背景技術

在軍用領域，在高性能飛機、航天器、衛星和導彈的應用中，對內部器件尺寸、重量、成本、性能、安裝的簡易性以及空氣動力特性要求越來越高，因此要求天線具有適應各種環境的特性。在民用領域，隨著無線通信技術的發展，在3G、4G發展的基礎上，5G技術正在被廣泛研究，通信網絡的業務量呈現出整體提升，熱點聚集的現象。在通信熱點地區，采用雙波束天線進行扇區裂化實現容量提升有著比較明顯的優勢，因此近幾年雙波束天線已經作為新的高端天線產品被應用在軍用及民用產品上。目前，由于漏波天線的饋電網絡簡單且具有高增益，雙波束設計主要采用漏波天線。但是為了產生雙波束，漏波天線大多采用多層介質、立體結構，具有體積大、結構復雜等缺點。為減少天線體積，微帶天線在現代通信系統中得到了廣泛的應用。然而，這些天線都是在最基本的TM10模式下運行的，容易產生的是寬邊波束。不利于一些場景的應用。

雙極化天線最初是用來為一個頻帶提供兩條通信通道的，但是隨著通信事業的發展，雙極化天線應用越來越廣泛，雙極化天線的應用有以下幾類：頻率復用、收發一體化、極化分集。雙極化天線能接收電磁波中的全部極化信息，具有很強的抗干擾、提高系統靈敏度以及構成變極化系統等能力。雙頻天線對于移動通信基站天線具有很強的優越性，因為它可以有效減少基站天線單元的數量和占地面積。在實際應用中往往需要能夠在多個頻段工作的天線，如通信電臺的收發共用天線，調頻工作的雷達和通信設備及某些頻率捷變天線等。

雙頻天線對于移動通信基站天線具有很強的優越性，因為它可以有效減少基站天線單元的數量和占地面積。在實際應用中往往需要能夠在多個頻段工作的天線，如通信電臺的收發共用天線，調頻工作的雷達和通信設備及某些頻率捷變天線等。雙頻雙極化偶極子貼片天線集合了雙頻天線和雙極化天線的優點，不僅能夠大幅度提高天線的性能，而且在很大程度上能降低系統成本，因此受到了廣大研究人員的重視。雖然雙頻雙極化天線具有諸多優點，但是其設計實現難度很大，不僅要求實現雙極化，還要在每個極化方向上實現雙頻功能；每個工作頻帶內不僅要實現良好的阻抗匹配，還有具有寬頻帶特征，除此以外還要確保各端口之間具有良好的隔離度指標。

發明內容

針對上述的缺陷，本發明提供一種基于共面波導終端短路耦合饋電的雙頻雙極化天線，能夠實現尺寸小、結構簡單、加工方便、加工成本低等特征，且可以通過調節天線的結構尺寸在任意頻段內使用產生諧振，應用范圍廣。

本發明基于共面波導終端短路耦合饋電的雙極化天線，包括介質基板、饋電結構、輻射貼片與金屬接地板；介質基板上設計有饋電結構，底面貼有金屬接地板。

其中，饋電結構為沿平面坐標系x軸正方向設計的兩條饋電縫隙，以及沿y軸負方向設計的兩條饋電縫隙；沿x軸的兩條饋電縫隙的一端以及沿y軸的兩條饋電縫隙的一端在饋電結構相鄰兩邊處分別形成饋電端口與饋電端口；沿x軸的兩條饋電縫隙的另一端以及沿y軸的兩條饋電縫隙的另一端，分別與介質基板上表面中心位置設置的輻射貼片相鄰兩邊相接。

上述輻射貼片的尺寸需小于金屬接地板尺寸，可設計為長方形或正方形。

本發明的優點在于：

1、本發明基于共面波導終端短路耦合饋電的雙頻雙極化天線，饋電結構采用了共面波導終端短路耦合饋電結構，設計簡單，易于集成。

2、本發明基于共面波導終端短路耦合饋電的雙頻雙極化天線，可以通過改變接地板的大小，可以讓天線的雙波束特性變成雙向輻射特性。