[发明专利]一种双极化双端口腔体方向性天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种腔体天线，尤其是涉及一种通过微带线馈电的高隔离度双极化双端口腔体方向性天线。

背景技术

随着无线多媒体业务的巨大增长，通信速率已成为移动通信系统的限制瓶颈。为此，可用于增加信道容量以及传输可靠性的宽带移动通信系统及其天线技术，成为移动通信技术的发展方向。当前的LTE移动通信技术正是在此背景下应运而生，它应用了多种新的技术，如基于多输入多输出(MIMO)的多天线技术。

MIMO技术是将多径无线信道与发射/接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率，是一种近于最优的空域-时域联合的分集和干扰对消处理。MIMO天线主要分为两类：空间分集天线和极化分集天线。传统的空间分集MIMO天线采用共极化，为降低天线间的相关性，要求天线单元间距在半个波长以上，天线占据空间较大。极化分集天线可在原来一支天线的空间内实现两支或多支天线的功能，即通过极化正交降低天线间的相关性，因此在小型基站或移动终端中得到广泛应用(柏兵.MIMO天线的发射与接收问题.清华大学.1997.12pp.5-9)。

已有多种可用于MIMO系统的双极化天线结构。如利用两倾斜45°单极天线，通过T形接地面结构实现隔离，它同时具有极化分集和空间分集能力(Wu Tzuenn-Yih,Fang Shyh-Timg and Wong Kin-Lu.Printed diversity monopole antenna for WLAN operation.Electron.Lett.,2002,38(25),pp.1625-1626)。又如把靠近接地面且与接地面平行的侧向相连的两个相到垂直PIFA天线，应用于WLAN系统实现MIMO功能(Park-S.and Jung C.,Compact MIMO antenna with high isolation performance.Electron.Lett.,2010,46(6),pp.390-391)。但它们都为独立双天线结构，占据了两个天线空间。也有采用等腰三角形缝隙为辐射源，通过两正交微带线耦合馈电，实现端口隔离度大于30dB的宽带双馈双极化单天线结构，但其交叉极化较大(Lee Chi-Hsuan,Chen Shih-Yuan,and Hsu Powen.Isosceles triangular slot antenna for broadband dual polarization applications.IEEE Trans.Antennas Propag.,2009,57(10),pp.3347-3351)。采用共面波导馈电的带矩形环单极天线及共面波导的缝隙实现的宽带双极化天线，也具有较为紧凑结构，但其端口隔离度只有22dB(Li Yue,Zhang Zhijun,Feng Zhenghe,and Iskander Magdy F.Dual-mode loop antenna with compact feed for polarization diversity.IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.,2011，10，pp.95-98)。同时还可看到，以上多是全向天线，不具有方向性辐射特性。

发明内容

本发明的目的在于为了克服上述天线存在的不足，提供一种具有高隔离度的双极化双端口腔体方向性天线。

本发明为长方体腔体结构，长方体腔体的顶面为双面覆铜介质基板，长方体腔体的前后左右四个侧面为4块形状相同的矩形铜板，长方体腔体的底面为一块接地的正方形铜板，长方体腔体内部设有一铜质中心圆柱，铜质中心圆柱的上下两端分别与介质基板下表面的敷铜层和底面正方形铜板相连。

所述介质基板可采用双面覆铜的微波介质基板，介质基板的长度可为42～46mm，宽度可为42～46mm，厚度可为1～1.5mm；相对介电常数可为1～3，损耗角正切不大于0.01。

所述介质基板的上表面可设有4条相同的矩形微带线，矩形微带线的长度可为9～9.5mm，宽度可为1.6～2mm，4条矩形微带线的短边分别紧贴介质基板上表面正方形的4条边居中放置。

所述介质基板的下表面可设有一正方形贴片，正方形贴片的边长可为42～46mm，正方形贴片可完全覆盖介质基板的下表面，正方形贴片的中央刻蚀一个圆环缝隙，圆环缝隙的内径可为30.9～31.9mm，外径可为34.3～35.3mm。正方形贴片和圆环缝隙的几何中心重合。