[发明专利]一种具有高隔离度的双极化/圆极化宽带高密度天线阵列

说明书

本发明公开了一种具有高隔离度的双极化/圆极化宽带高密度阵列天线。该阵列天线包括两辐射贴片、设置于两辐射贴片之间正上方的悬置混合型互耦抑制结构和寄生耦合地板。所述悬置混合型互耦抑制结构由两层不同的结构构成，位于两辐射贴片之间正上方。本发明为多层PCB结构，易加工集成，尺寸小，剖面低，且在宽频带内具有高隔离特性，并且天线的其它性能保持良好。

技术领域

本发明涉及一种天线结构，特别是一种可应用于移动通信系统的具有高隔离度的双极化/圆极化宽带高密度阵列天线。

背景技术

无线通信技术快速发展，并不断地出现新的应用形式，然而频谱资源是有限的。因此，需要在不增加通信频段的情况下，实现高速率和大容量传输。MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一，但是天线阵元之间的互耦成为MIMO通信中的一大瓶颈。阵列间的耦合随着阵元间距的缩小而增大。耦合会影响天线的性能，例如辐射效率改变、极化特性改变、方向图畸变、阻抗不匹配和工作频段偏移等。

由于上诉原因，研究人员已经提出了一些较好的方法来减小天线之间的互耦，这些方法包括：去耦网络、寄生元件、缺陷地结构、隔离墙/板结构、馈线处去耦等，所有的这些方法都可以将天线之间的互耦有效地降低，然而大部分的方法只能应用于单极化阵列天线；而对于互耦抑制网络，其所能提供的工作带宽很窄，无法应用于宽带的阵列天线。因此，设计一款可以应用于宽带、双极化/圆极化高密度阵列天线的互耦抑制结构显得十分的重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有高隔离度的双极化/圆极化宽带高密度阵列天线，该天线为双极化天线阵列天线，通过在阵列天线阵元间上方添加悬置混合型互耦抑制结构，有效的提升了天线的极化隔离度，并且天线的其它性能保持良好。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有高隔离度的双极化/圆极化宽带高密度阵列天线，包括两辐射贴片、设置于两辐射贴片之间正上方的悬置混合型互耦抑制结构和寄生耦合地板。所述悬置混合型互耦抑制结构由两层不同的结构构成，位于两辐射贴片之间正上方。

进一步，该阵列天线还包括悬置混合型互耦抑制结构所在的介质基板、两辐射贴片所在的介质基板、多层印刷电路板(9)/(9’)和下层金属载板，所述悬置混合型互耦抑制结构所在的两层介质基板之间形成空气层(5)/(5’)；两辐射贴片(1)/(1’)与悬置混合型互耦抑制结构(3)/(3’)所在的介质基板之间形成空气层(6)/(6’)；两辐射贴片(1)/(1’)所在的介质基板下表面与多层印刷电路板间形成空气层(7)/(7’)；所述寄生耦合的地板(4)/(4’)设置于多层印刷电路板的上层介质板上表面，寄生耦合地板通过金属柱与多层印刷电路板的下层地板连接，下层地板位于多层印刷电路板的下层介质板的下表面；所述寄生耦合地板上还设置有位于辐射贴片下方的沟槽结构。

进一步，所述悬置混合型互耦抑制结构由曲折型条带(2)/(2’)和H型条带(3)/(3’)构成，所述曲折型条带(2)/(2’)和H型条带(3)/(3’)位于不同的竖直高度，曲折型条带(2)/(2’)所在的介质基板下表面与H型条带(3)/(3’)之间形成空气层(5)/(5’)，两个结构之间相互垂直设置，均位于两辐射贴片(1)/(1’)之间正上方。

其中，所述具有高隔离度的双极化宽带高密度阵列天线中的互耦抑制结构和沟槽单元与具有高隔离度的圆极化宽带高密度阵列天线中的互耦抑制结构和沟槽单元的工作原理与形状完全相同，故在后文只对具有高隔离度的双极化宽带高密度阵列天线中的互耦抑制结构和沟槽单元进行描述，不再对具有高隔离度的圆极化宽带高密度阵列天线中的互耦抑制结构和沟槽单元进行赘述。