[发明专利]基于微带天线的紧凑型低耦合三极化回溯阵及三极化MIMO天线单元

权利要求书

1.一种基于微带天线的紧凑型低耦合三极化回溯阵，其特征在于：包括多个天线对，每个所述天线对均由两个通过传输线连接的关于回溯阵中心对称的三极化回溯阵列单元构成，所述传输线的长度相等或相差传输线波长的整数倍；相邻三极化回溯阵列单元间的间距小于0.5λ₀，其中，λ₀为中心频率下的自由空间波长；

所述三极化回溯阵列单元通过发射和接收三个正交极化分量的电磁波，使其构成的三极化回溯阵对任意极化方向的来波进行回溯；

所述三极化回溯阵列单元在同一谐振频率下具有三个相互正交的辐射模式，包括两个微带天线辐射模式和一个单极子天线辐射模式，所述单极子天线辐射模式与微带天线辐射模式的方向图互补，通过单极子天线辐射模式与微带天线辐射模式的方向图的角度分集来扩宽构成的三极化回溯阵产生回溯效果的入射角度范围；

所述三极化回溯阵列单元为三极化MIMO天线单元，所述三极化MIMO天线单元包括一个天线接地金属板、两层介质板、一个主辐射体金属贴片、一个寄生金属贴片、多个用于连接主辐射体金属贴片和寄生金属贴片的第一金属过孔、多个用于连接主辐射体金属贴片和天线接地金属板的第二金属过孔、第一馈电端口、第二馈电端口和第三馈电端口；

所述主辐射体金属贴片覆于双层介质板的顶面且主辐射体金属贴片的大小应小于两层介质板的大小，所述寄生金属贴片置于两层介质板之间，所述第一馈电端口给寄生金属贴片中心馈电，并通过多个第一金属过孔馈入到主辐射体金属贴片上；第二馈电端口和第三馈电端口分别在主辐射体金属贴片上的x轴和y轴位置激励，最终得到同一谐振频率下的三个相互正交的辐射模式，即两个微带天线辐射模式和一个TM02单极子天线辐射模式，它们是两个水平极化的电场和一个垂直极化的电场，构成三极化天线；

所述主辐射体金属贴片为方形金属贴片，所述寄生金属贴片为圆形金属贴片。

2.根据权利要求1所述的一种基于微带天线的紧凑型低耦合三极化回溯阵，其特征在于：每个天线对中，在各三极化回溯阵列单元的激励端口处放入金属过孔，采用微带传输线将这些金属过孔二二相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于微带天线的紧凑型低耦合三极化回溯阵，其特征在于：所述寄生金属贴片的中心和主辐射体金属贴片的中心在同一竖直方向上，所述寄生金属贴片的尺寸小于主辐射体金属贴片的尺寸。

4.一种三极化MIMO天线单元，其特征在于：用于构建阵元间距小于0.5λ₀的如权利要求1或2所述的一种基于微带天线的紧凑型低耦合三极化回溯阵，其中，λ₀为中心频率下的自由空间波长；所述三极化MIMO天线单元包括一个天线接地金属板、两层介质板、一个主辐射体金属贴片、一个寄生金属贴片、多个用于连接主辐射体金属贴片和寄生金属贴片的第一金属过孔、多个用于连接主辐射体金属贴片和天线接地金属板的第二金属过孔、第一馈电端口、第二馈电端口和第三馈电端口；该主辐射体金属贴片覆于双层介质板的顶面，该主辐射体金属贴片的任意一边与两层介质板的边缘均存在间距；所述寄生金属贴片置于两层介质板之间，所述第一馈电端口给寄生金属贴片中心馈电，并通过多个第一金属过孔馈入到主辐射体金属贴片上；第二馈电端口和第三馈电端口分别在主辐射体金属贴片上的x轴和y轴位置激励，最终得到同一谐振频率下的三个相互正交的辐射模式，即两个微带天线辐射模式和一个TM02单极子天线辐射模式，它们是两个水平极化的电场和一个垂直极化的电场，构成三极化天线；所述主辐射体金属贴片为方形金属贴片，所述寄生金属贴片为圆形金属贴片。

5.根据权利要求4所述的一种三极化MIMO天线单元，其特征在于：所述寄生金属贴片的中心和主辐射体金属贴片的中心在同一竖直方向上，所述寄生金属贴片的尺寸小于主辐射体金属贴片的尺寸。