[發明專利]雙頻天線陣列中相鄰矩形貼片間的去耦結構

有效

• 申請號: 202010751331.4
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111987458B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 朱佳敏;邵蔚;裴天齊;王建朋;吳文
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

本發明公開了一種雙頻天線陣列中相鄰矩形貼片間的去耦結構，包括介質基板，分別設置于基板下、上表面的金屬接地板和兩個對稱的雙頻金屬貼片；金屬接地板上設置兩個饋電探針，探針貫穿介質基板分別與兩貼片接觸；兩貼片之間設置去耦枝節單元以及短路探針單元，實現兩貼片之間空間波的去耦，短路探針設置在金屬接地板上，并貫穿介質基板與去耦枝節單元相接觸；兩貼片上對稱刻蝕U形槽，用于激起另一模式；金屬接地板上刻蝕缺陷地結構，用于阻擋電流由一個貼片流向另一個貼片。貼片天線陣列具有剖面低，制作成本低，結構簡單等優勢，本發明的去耦結構保留了其原本的剖面低，制作簡單等優點，不破壞天線原本的輻射性能，同時獲得了良好的去耦效果。

技術領域

本發明屬于天線去耦技術領域，特別涉及一種雙頻天線陣列中相鄰矩形貼片間的去耦結構。

背景技術

貼片天線陣列由于其低剖面、易于集成和形式多樣化的性能，是MIMO系統中最典型的天線形式之一，在這樣的發展趨勢之下，對減少貼片天線單元之間互耦方面的研究絡繹不絕。

一些典型的技術有：缺陷地結構(DGS)，電磁帶隙結構(EBG)，引入中和線，去耦網絡法，利用諧振結構去耦等。大多數的去耦方法都是針對單頻工作的貼片天線陣列，但是隨著應用的需求提高和技術提高，雙頻天線陣列逐漸成為了發展趨勢和要求，文獻“Dual-Band Metasurface-Based Decoupling Method for Two Closely Packed Dual-BandAntennas”中提出了一種利用超表面材料實現雙頻貼片天線的降耦，此種超表面材料位于貼片天線上方，破壞了貼片天線原有的低剖面特性，增加了貼片天線的尺寸，因此研究出能有效提高隔離度且保持原有天線陣緊湊特性的去耦方法具有一定的實際應用意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種在提高去耦效果的同時不破壞天線陣列性能的去耦結構。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種雙頻天線陣列中相鄰矩形貼片間的去耦結構，所述結構包括：介質基板，設置于基板下表面的金屬接地板，設置于基板上表面且關于上表面某一軸線對稱的兩個雙頻金屬貼片；所述金屬接地板上設置兩個饋電探針，探針貫穿介質基板分別與兩個雙頻金屬貼片接觸；所述兩個雙頻金屬貼片之間設置去耦枝節單元以及短路探針單元，所述去耦枝節單元用于實現兩雙頻金屬貼片之間空間波的去耦，所述短路探針設置在金屬接地板上，并貫穿介質基板與去耦枝節單元相接觸；所述兩個雙頻金屬貼片上對稱刻蝕U形槽，用于激起另一模式，使貼片工作于雙頻段；所述金屬接地板上刻蝕缺陷地結構，用于阻擋金屬接地板表面電流由一個金屬貼片流向另一個金屬貼片。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1)本發明的去耦結構分為兩部分，一部分為金屬接地板上刻蝕的缺陷地結構，另一部分為貼片天線同一平面的去耦枝節以及插入介質基板中的短路探針，保留了原有的貼片天線陣列的低剖面特性的同時實現了陣列單元間的去耦；2)本發明的去耦效果較為良好，加入去耦結構后兩個頻段內的隔離度都低于-20dB，相較于原天線陣列，隔離度最高可降25.2dB；3)本發明去耦結構的加入沒有明顯惡化原有天線陣列的性能，例如帶寬，方向增益圖等。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為一個實施例中雙頻天線陣列中相鄰矩形貼片間去耦結構的立體結構示意圖。

圖2為一個實施例中去耦結構的上層結構示意圖。

圖3為一個實施例中去耦結構的下層結構示意圖。

圖4為一個實施例中去耦前后S參數對比圖。

圖5為一個實施例中低頻段方向增益對比圖。

圖6為一個實施例中高頻段方向增益對比圖。

具體實施方式