[發(fā)明專利]一種低剖面雙端口高隔離的雙圓極化天線陣列

有效

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• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN113328255B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李家林;潘澤昊;奉麗冰;趙青
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q13/10
• 分類號(hào): H01Q13/10;H01Q21/06
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 張冉

本發(fā)明公開了一種低剖面雙端口高隔離的雙圓極化天線陣列，屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由4個(gè)輻射單元組成，呈斜十字型分布，其中，每兩個(gè)輻射單元為一組，采用差分饋電方式。通過全雙工饋電網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明提供的方案在實(shí)現(xiàn)雙端口同向圓極化的同時(shí)，端口隔離度高，從而實(shí)現(xiàn)良好的收發(fā)隔離。本發(fā)明可用于衛(wèi)星通信、民用通信系統(tǒng)以及其他微波通信系統(tǒng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低剖面雙端口高隔離的雙圓極化天線陣列。

背景技術(shù)

天線作為接收和發(fā)送無線電波的基本裝置，是無線通信系統(tǒng)必不可少的組成部分。圓極化天線通常應(yīng)用于車載通信系統(tǒng)、機(jī)載以及衛(wèi)星通信中。近年來，由于信息數(shù)據(jù)交換需求的爆炸性增長，如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息的同時(shí)同頻收發(fā)一直是研究人員嘗試的目標(biāo)。雖然有很多方案可以實(shí)現(xiàn)較高端口隔離度的圓極化天線，但它們往往采用多層結(jié)構(gòu)或者輻射單元收發(fā)各自獨(dú)立，導(dǎo)致天線體積增大，尤其是對天線剖面高度有限制的場合。因此，如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)端口隔離度高的雙端口圓極化天線成為當(dāng)前無線通信的挑戰(zhàn)。

文獻(xiàn)“A Compact,Monostatic,Co-Circularly Polarized SimultaneousTransmit And Receive(STAR)Antenna With High Isolation(Di Wu,Yu-Xiang Sun,BoWang,and Ruina Lian.IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS,2020:2991182)”提出了一種緊湊型高隔離度的雙端口圓極化天線，通過線極化天線單元順序旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)圓極化。該方案的不足在于利用了多層PCB板技術(shù)，且饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。

文獻(xiàn)“A Wideband,Unidirectional Circularly Polarized Antenna for Full-Duplex Applications(Jie Wu,Mingjian Li and Nader Behdad.IEEE TRANSACTIONS ONANTENNAS AND PROPAGATION,2017:2497-2500)”公開了一種適用于全雙工的寬帶平面圓極化天線，該天線通過天線單元圓極化實(shí)現(xiàn)了雙端口圓極化，但在實(shí)現(xiàn)過程中收發(fā)輻射單元彼此獨(dú)立，且天線結(jié)構(gòu)包含空氣腔和多層介質(zhì)板。

文獻(xiàn)“Single Layer,Differentially Driven,LHCP Antenna With ImprovedIsolation for Full Duplex Wireless Applications(Hao Nawaz,Ahmad Umar Nizai,IEEE ACESS,2019:2954947)”公開了一種單層的雙圓極化天線，該天線利用切角實(shí)現(xiàn)圓極化，但收發(fā)單元分離，因此口徑效率較低。

目前，已有相關(guān)研究報(bào)到了雙端口高隔離圓極化天線，總體而言，這些報(bào)道的結(jié)果要么利用多層結(jié)構(gòu)或者剖面較高，要么使用收發(fā)單元分離或者收發(fā)單元共口徑。因此，如何實(shí)現(xiàn)剖面較低條件下，收發(fā)共單元的雙端口高隔離圓極化天線，是微波天線技術(shù)領(lǐng)域富有挑戰(zhàn)性的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低剖面雙端口高隔離的雙圓極化天線陣列。

本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的：

一種低剖面雙端口高隔離的雙圓極化天線陣列，包括四個(gè)輻射單元、介質(zhì)基板、饋電網(wǎng)絡(luò)和金屬地板；四個(gè)輻射單元和饋電網(wǎng)絡(luò)位于介質(zhì)基板的上表面；金屬地板位于介質(zhì)基板的下表面；

四個(gè)輻射單元的結(jié)構(gòu)相同，都工作于左旋圓極化或右旋圓極化模式，以天線陣列的中心為圓心呈中心旋轉(zhuǎn)對稱分布；其中，令左上方的輻射單元為第一輻射單元1，第一輻射單元1與水平方向夾角呈45°，第一輻射單元1以天線陣列的中心為圓心依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°、180°和270°得到第二輻射單元2、第三輻射單元3和第四輻射單元4；