[發(fā)明專利]天線陣元和陣列天線有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011562747.8 | 申請日： | 2020-12-25 |
| 公開（公告）號： | CN112768888B | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發(fā)明（設計）人： | 李艷;徐海鵬;齊望東 | 申請（專利權(quán)）人： | 網(wǎng)絡通信與安全紫金山實驗室 |
| 主分類號： | H01Q1/36 | 分類號： | H01Q1/36;H01Q1/52;H01Q21/00 |
| 代理公司： | 華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224 | 代理人： | 杜娟娟 |
| 地址： | 211111 江蘇省南*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 天線陣 陣列 天線 | ||
本申請涉及一種天線陣元以及陣列天線。天線陣元包括輻射單元、第一饋電巴倫、第二饋電巴倫和反射底板，其中第一饋電巴倫和第二饋電巴倫相互正交交叉連接，并且第一饋電巴倫的頂部和第二饋電巴倫的頂部都固定到輻射單元，第一饋電巴倫的底部和第二饋電巴倫的底部都固定到反射底板；并且其中輻射單元包括輻射介質(zhì)基板以及印制在輻射介質(zhì)基板上的輻射體，輻射體包括四個相同形狀的振子臂，每一振子臂通過短路線路與相鄰的振子臂連接。通過該天線陣元以及陣列天線，可以改善天線的交叉極化，進而提高天線陣元在不同極化方式、不同入射角度下陣列天線的相位一致性。
技術(shù)領域
本申請涉及通信技術(shù)領域，尤其涉及可用于無線通信定位的天線陣元和陣列天線。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，高精度定位成為智能機器人、無人車等移動終端不可或缺的關(guān)鍵支撐服務。目前常用的定位技術(shù)主要包括衛(wèi)星導航定位技術(shù)和無線通信定位技術(shù)。衛(wèi)星導航定位技術(shù)由于其信號功率低、穿透力弱，因此主要用于室外開闊環(huán)境下的終端定位，但無法在受遮蔽的環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境提供導航定位服務。無線通信定位技術(shù)主要在無線通信系統(tǒng)使用，其通常通過測量信號的到達時間(Time of Arrival,TOA)、到達時間差(Time Difference of Arrival,TDOA)、到達角(Angle of Arrival,AOA)、離開角(Angle of Departure,AOD)以及接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)等參數(shù)來實現(xiàn)定位。在諸如5G通信系統(tǒng)和Wi-Fi通信系統(tǒng)之類的無線通信系統(tǒng)中，可通過使用基站陣列天線測量AOA和/或AOD來對移動終端進行定位。利用陣列天線來進行定位的方法可包括幅度測向法和相位測向法，其中幅度測向法主要利用陣列天線的幅度方向圖特性來測量信號的AOA和/或AOD，而相位側(cè)向法主要利用陣列天線的相位方向圖特性來測量信號的AOA和/或AOD。在當前無線通信系統(tǒng)中，所使用的陣列天線的各天線陣元之間的間距通常小于或者等于半個波長，各天線陣元之間存在較強的耦合，并且各天線陣元相位特性會隨著入射信號極化方式、入射角的改變而發(fā)生顯著變化，難以保持陣列天線中的各天線陣元的相位一致性，并且難以在部署前后對各天線陣元間的相位偏差進行精確測定和補償。
考慮到陣列天線測量AOA和/或AOD的相位測向法可以實現(xiàn)更高的測量精度，因此有必要提供一種陣列天線，使得可以提高天線陣元在不同極化方式、不同入射角度下陣列天線的相位一致性，進而確保測向精度，最終實現(xiàn)對無線終端的精確定位。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N天線陣元和陣列天線，使得可提高天線陣元在不同極化方式、不同入射角度下陣列天線的相位一致性，進而確保測向精度，最終實現(xiàn)對無線終端的精確定位。
在本申請的第一方面，提供了一種天線陣元，所述天線陣元包括輻射單元、第一饋電巴倫、第二饋電巴倫和反射底板，其中，所述第一饋電巴倫和所述第二饋電巴倫相互正交交叉連接，并且所述第一饋電巴倫的頂部和所述第二饋電巴倫的頂部都固定到所述輻射單元，所述第一饋電巴倫的底部和所述第二饋電巴倫的底部都固定到所述反射底板；并且其中，所述輻射單元包括輻射介質(zhì)基板以及印制在所述輻射介質(zhì)基板上的輻射體，所述輻射體包括四個相同形狀的振子臂，每一振子臂通過短路線路與相鄰的振子臂連接。
在一種實現(xiàn)中，每一振子臂在對角線方向上包括對角線槽。
在一種實現(xiàn)中，所述對角線槽包括第一線槽部分和第二線槽部分，其中所述第一線槽部分為弧形槽，所述第二線槽部分為線形槽。
在一種實現(xiàn)中，所述輻射單元的長度為0.2-0.4個工作中心頻點的波長，并且所述輻射單元的寬度也為0.2-0.4個工作中心頻點的波長。
在一種實現(xiàn)中，所述第一饋電巴倫的第一表面上印制有第一Γ型耦合饋電結(jié)構(gòu)，所述第一Γ型耦合饋電結(jié)構(gòu)的橫向方向部分呈凹形，并且所述第一饋電巴倫的第二表面上印制有第一金屬地。
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