[發明專利]一種提高同頻收發天線隔離度的方法

有效

• 申請號: 202010544551.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111755822B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 董亞洲;朱舸;董士偉;李小軍;禹旭敏;王穎;劉碩
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q1/50;H01Q19/02;H01Q21/24;H01Q21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

一種提高同頻收發天線隔離度的方法，針對同時同頻全雙工通信等系統對于同頻收發天線之間的信號隔離、自干擾抑制問題，首先使收發天線的極化方式正交，并間隔一段距離；再通過在收發天線下方放置背腔結構，背腔結構由雙層圓柱形腔和徑向金屬板組成，可抑制各種極化方式的電磁波沿背腔結構表面傳播，以此來壓低收發天線的旁瓣降低耦合；最后在收發天線之間放置周期性電磁結構，優化周期性電磁結構的尺寸和間距，調節泄漏信號與反射信號的幅度和相位使其反相對消，進一步提高天線之間的隔離度。該方法可在較大的工作寬帶上實現同頻收發天線之間的高隔離，解決了傳統常規設計中同頻隔離困難，自干擾抑制度不夠及抑制帶寬較窄等問題。

技術領域

本發明涉及一種提高同頻收發天線隔離度的方法，屬于微波與天線技術領域。

背景技術

與時分雙工(TDMA)、頻分雙工(FDMA)方式相比，在同一頻段上實現同時收發數據，即運行在相同時頻空間的全雙工(CCFD，Co-frequency Co-time Full Duplex)技術，能夠獲得更高的信道容量及頻譜利用率，較現有的時分雙工和頻分雙工方式能夠使頻譜利用率提升約一倍。將同時同頻全雙工技術應用于衛星技術領域，可以有效提升頻譜資源利用率，優化鏈路工作模式，是緩解測控頻譜資源緊缺的技術途徑之一。同時同頻全雙工面向應用的最大的挑戰是自身發射機發出的自干擾信號抑制問題，需要采取天線自干擾抑制、射頻自干擾抑制和數字自干擾抑制等自干擾抑制方法。同時同頻全雙工中的天線自干擾抑制，通常是以增加自干擾信號在自由空間傳播路徑損耗為主要目標，最大程度地衰減自干擾信號來實現的。目前主要的幾類天線自干擾抑制技術包括：增加收發天線間的間距距離；設置發射信號微波屏蔽板；收發天線采用交叉極化的方式；收發天線采用波束賦形等。上述方式在空間受限的情況下，隔離度一般在40dB左右，且工作帶寬很窄。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種提高同頻收發天線隔離度的方法，可在較大的工作寬帶上實現同頻收發天線之間的高隔離，解決了傳統常規設計中同頻隔離困難，自干擾抑制度不夠及抑制帶寬較窄等問題，是同時同頻全雙工系統中的自干擾抑制的關鍵。

本發明的技術解決方案是：

一種提高同頻收發天線隔離度的方法，步驟如下：

(1)選擇極化正交的兩個平面微帶天線分別作為收發天線，且收發天線相距一定距離，所述兩個平面微帶天線分別記為第一平面微帶天線和第二平面微帶天線；

(2)在收發天線下方分別放置背腔結構，用于旁瓣和表面波傳播抑制；

(3)在收發天線之間放置由若干個金屬板構成的周期性電磁結構，用于收發天線之間的屏蔽和去耦，進一步提高隔離度。

所述背腔結構包括雙層圓柱形腔、第一金屬板和第二金屬板，所述雙層圓柱形腔包括底面、內層柱狀框架和外層柱狀框架，所述內層柱狀框架和外層柱狀框架均安裝在底面上，外層柱狀框架的內徑大于內層柱狀框架內徑，且外層柱狀框架高于內層柱狀框架，內層柱狀框架和底面形成內層圓柱形腔，外層柱狀框架和底面形成外層圓柱形腔；第一金屬板和第二金屬板間隔安裝于外層柱狀框架上，且第一金屬板和第二金屬板沿外層柱狀框架徑向排布，第一金屬板的寬度大于第二金屬板的寬度；底面上留有開孔，用于對天線饋電。

所述外層柱狀框架的內徑為1.5λ₀，高度為λ₀/3，內層柱狀框架的內徑為λ₀，高度為λ₀/6，λ₀為所需工作頻段的中心頻率處的電磁波波長。

設第一金屬板和第二金屬板總數量為N，則相鄰兩個第一金屬板和第二金屬板之間的夾角為360°/N。

第一金屬板寬度為λ₀/5，第二金屬板寬度為λ₀/6，第一金屬板的高度比雙層圓柱形腔的外層柱狀框架高2-5mm，第二金屬板的高度比雙層圓柱形腔的外層柱狀框架高2-5mm。