[發明專利]一種微帶天線陣列解耦結構、方法以及采用該結構的微帶天線陣列

有效

• 申請號: 201911032263.X
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110768004B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 孫利濱;張志軍
• 申請（專利權）人: 常州安塔歌電子科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q9/04;H01Q21/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種微帶天線陣列解耦技術，包括：金屬地板；第一和第二微帶天線單元；以及連接在第一和第二微帶天線單元之間的解耦組件。所述解耦組件可以為集總電感，也可以為感性的金屬枝節。本發明通過一種新型的解耦組件實現緊耦合微帶天線單元之間的解耦。相比于傳統的解耦方案，本發明提出的解耦組件兼具結構簡單、尺寸小、成本低、寬帶、單元輻射性能優異等優勢，適用于微帶天線陣列或者MIMO系統的解耦。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別涉及一種微帶天線陣列解耦結構、方法以及采用該結構的微帶天線陣列。

背景技術

在陣列天線和多輸入多輸出(MIMO)天線系統中，天線單元之間的互耦會嚴重惡化陣列天線的輻射性能以及MIMO系統的分集性能。因此，實現近距離放置天線單元間的解耦對于陣列天線或MIMO系統的設計至關重要，可大幅提升天線的輻射和分集性能。然而，目前主流的解耦方案存在結構復雜，尺寸大，帶寬窄，以及影響天線輻射性能等問題。例如，文獻[“Microstrip antennas integrated with electromagnetic band-gap(EBG)structures:A low mutual coupling design for array applications,”F.Yang andY.Rahmat-Samii,《IEEE Trans.Antennas Propag.》,第51卷，2003年10月]提出的電磁帶隙(EBG)結構和文獻[“Planar soft surfaces and their application to mutualcoupling reduction,”E.Rajo-Iglesias，等，《IEEE Trans.Antennas Propag.》,第57卷,2009年12月]提出的軟表面(Soft Surfaces)結構可以阻止微帶天線單元間的表面波傳播，從而實現互耦抑制，但是其結構復雜，且尺寸較大，無法在近距離放置的微帶天線陣列中應用；文獻[“Mutual coupling reduction between very closely spaced patch antennasusing low-profile folded split-ring resonators,”A.Habashi,等，《IEEE AntennasWireless Propag.Lett.》,第10卷，2011年]和[“Reducing mutual coupling of closelyspaced microstrip MIMO antennas for WLAN application,”J.Ouyang,等，《IEEEAntennas Wireless Propag.Lett.》,第10卷，2011年]提出的缺陷地(DGS)結構可以消除近距離放置微帶天線單元之間的耦合，但是其解耦帶寬極窄，并且由于地板開縫產生輻射導致方向圖后瓣較大，單元增益下降。文獻[“Mutual coupling suppression between twoclosely spaced microstrip antennas with an asymmetrical coplanar strip wall,”H.Qi,等，《IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.》,第15卷，2016年]通過金屬墻和寄生枝節來阻隔和抵消近距離放置微帶天線單元之間的耦合，但是金屬墻會大大增加整個天線系統的高度，不利于實際應用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種微帶天線陣列解耦結構、方法以及采用該結構的微帶天線陣列，通過在兩個近距離放置的微帶天線之間連接一個電感或者感性枝節就可以實現強耦合微帶天線單元間的解耦，并且可以在匹配帶寬內達到18.7dB以上的單元隔離度，其結構簡單、尺寸小、帶寬適中且不影響天線單元輻射性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種微帶天線陣列解耦結構，包括連接微帶天線陣列中相鄰兩個微帶天線單元的解耦組件4，所述解耦組件4為電感或者感性枝節。

所述電感為集總電感，所述感性枝節為金屬枝節，金屬枝節與其連接的兩個微帶天線單元共同構成完全連接的啞鈴形結構。