[發(fā)明專利]基于多路徑抵消的多頻高隔離毫米波相控陣列天線

在審

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• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114498030A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 楊琬琛;劉洽廣;車文荃;薛泉;谷禮政
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q5/50;H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q1/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發(fā)明公開了一種基于多路徑抵消的多頻高隔離毫米波相控陣列天線，包括疊加放置的第一層介質基板、第二層介質基板及第三層介質基板，所述第一層介質基板的上、下表面分別設置呈陣列排布的磁電偶極子天線單元及金屬地板，所述第二層介質基板設置饋電層，第三層介質基板設置GCPW轉接層，所述第一層介質基板的上表面兩側邊緣設置兩個金屬接地柱墻，兩個金屬接地柱墻之間設置磁電偶極子天線單元；通過在第一層介質基板中設置多條耦合抵消路徑用來抵消固有的耦合路徑。和傳統(tǒng)的高隔離天線相比，本發(fā)明的去耦結構簡單，不需要額外的剖面，就能實現(xiàn)多頻天線的去耦。而且基于多路徑抵消的多頻高隔離毫米波相控陣列天線。

技術領域

本發(fā)明涉及通信領域，具體涉及一種基于多路徑抵消的多頻高隔離毫米波相控陣列天線。

背景技術

隨著第五代無線通信技術的發(fā)展，毫米波陣列天線是一個熱門的研究課題。毫米波陣列天線具有高帶寬、高速率、低時延、小尺寸等優(yōu)勢，被廣泛應用在基站天線、室內通信、定點通信等應用場合。但是，毫米波天線陣列存在的表面波嚴重、耦合過高等問題，嚴重惡化了陣列天線的輻射效率和掃描角度。為了改善陣列天線之間的耦合，傳統(tǒng)的高隔離方法一般適用于二元陣列，很難拓展到大型陣列設計中。近些年，采用去耦面的陣列天線能夠很好地實現(xiàn)高隔離的性能。但是，這種去耦結構需要在天線陣列上空某些特定位置擺上去耦表面，這個高度由去耦表面反射相位和固有的耦合相位共同決定。但是，采用這種去耦表面會帶來額外的剖面、設計復雜等諸多問題。這對天線陣列整體的設計帶來很大的挑戰(zhàn)，也不適合緊湊環(huán)境下的天線設計。磁電偶極子天線單元作為寬帶低剖面輻射天線，在相控陣天線中有廣泛的應用。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種多路徑抵消的多頻高隔離毫米波相控陣列天線。

本發(fā)明不僅具有高隔離、尺寸小、結構簡單的特點，并且能確保改善相控陣列天線的端口隔離和掃描性能。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種基于多路徑抵消的多頻高隔離毫米波相控陣列天線，包括疊加放置的第一層介質基板、第二層介質基板及第三層介質基板，所述第一層介質基板的上、下表面分別設置呈陣列排布的磁電偶極子天線單元及金屬地板，所述第二層介質基板設置饋電層，第三層介質基板設置GCPW轉接層，所述第一層介質基板的上表面兩側邊緣設置兩個金屬接地柱墻，兩個金屬接地柱墻之間設置磁電偶極子天線單元；

當磁電偶極子天線單元為兩個時，相鄰磁電偶極子天線單元之間設置第一去耦路徑；

當磁電偶極子天線單元為至少三個時，相鄰磁電偶極子天線單元之間設置第一去耦路徑，除設置在靠近金屬接地柱墻的兩個磁電偶極子天線單元外，其它磁電偶極子天線單元的兩端設置第二去耦路徑。

進一步，每個磁電偶極子天線單元的兩側設置去耦接地柱。

進一步，相鄰磁電偶極子天線單元之間設置兩個第一去耦路徑，且關于第一層介質基板的縱向軸線對稱設置。

進一步，所述第一去耦路徑包括m根第一接地柱、n條第一金屬條帶及o條第二金屬條帶；

當m＝3,n＝1,o＝1時，其中兩根第一接地柱沿著第一金屬條帶中心對稱設置，第三根第一接地柱設置在第一金屬條帶的中心位置，三根第一接地柱通過第二金屬條帶連接；

當m＞3,n≥2,o≥2時，n條第一金屬條帶平行放置，每一條第一金屬條帶設置兩個或三個第一接地柱，第一金屬條帶設置兩根第一接地柱時，兩根第一接地柱沿著中心對稱設置,第二金屬條帶用于連接兩根第一接地柱；當?shù)谝唤饘贄l帶設置三根第一接地柱時，按照m＝3時設置，第二金屬條帶用于連接三根第一接地柱。

進一步，所述第二去耦路徑包括至少兩根第二接地柱及至少一條第三金屬條帶；

當包括兩根第二接地柱及一條第三金屬條帶時，兩根第二接地柱沿著第三金屬條帶的中心對稱設置；