[发明专利]一种共口径的双频融合天线结构及其融合方法

说明书

本发明公开了一种共口径的双频融合天线的融合方法，涉及天线技术领域，解决两个工作于邻近频段的天线完全共口径排布时因为互耦导致辐射性能和阻抗性能严重恶化，无法共口径集成的问题。该方法在地板正上方设置第一介质基板，在地板与第一介质基板之间设置第二介质基板，在第一介质基板顶面的第一象限至第四象限设置第一超表面结构、第一辐射环、第二辐射环、第二超表面结构，在第一介质基板底面的第一象限至第四象限设置第四辐射环、第四超表面结构、第三超表面结构、第三辐射环，在第二介质基板顶面对称布置第一高频振子，在第二介质基板底面对称布置第二高频振子。本发明还公开了一种共口径的双频融合天线结构。本发明通过布置超表面结构实现有效去耦。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体地说，它涉及一种共口径的双频融合天线结构及其融合方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，天线系统面临更多频段、更大规模、更多功能和更多标准的挑战。由于基站选址困难，资源紧张，安装空间有限，要求基站天线小型化和轻量化。为了应对这些挑战和需求，迫切需要研究多频融合天线。通信系统的演进是一个循序渐进的过程，长期存在多制式协同工作的局面。现阶段在我国，2G（第二代移动通信）制式、3G（第三代移动通信）制式、4G/LTE（第四代移动通信/长期演进技术）和5G（第五代移动通信）制式协同共存，要求基站天线多频融合。同时随着通信系统的发展，2G、3G等旧制式逐渐被清退，部分频段可能被释放用于5G制式，并且未来可能不断有新的频段被划分用于移动通信，所以多频融合天线是未来天线系应对挑战的重要方法和途径。

多频融合天线的排布主要分为：并行共面排布、交织共面排布、插花式共口径排布和层叠共口径排布。其中并行共面排布是将不同频段的天线阵列各自列阵，再进行并行共面排布。这种排布方式相对独立，可采用陷波或滤波技术消除频间互耦，但是融合度不高，天线尺寸较大，不符合小型化和轻量化的要求；为了兼顾频段和性能，演化出交织共面排布方式，交织共面排布方式是将不同频段单元穿插交织排布。这种排布方式可以提供更多维度的波束控制自由，但无法实现连续扫描，并且交织共面排布多为贴片阵列，覆盖的带宽比较窄，应用场景有限；从并行共面排布到交织共面排布，多频天线阵列在结构上逐渐紧凑，但排布方式仍然较为简单，由此发展出了插花式共口径排布，高频天线阵列在低频天线下方，且在低频天线四周排布，这种排布方式融合度高，但同样面临严重的异频互耦问题。目前存在的解决方案是采用低通高阻的扼流环加载在低频天线上，用于遏制低频天线上的高频感应电流，从而解决低频天线单元对高频天线单元的辐射干扰。但是，采用扼流环的方法并不能解决高频天线单元对低频天线单元的异频互耦问题，同时加载扼流环对低频天线单元的结构产生了较大的破坏，使得低频天线带宽变窄；最后一种排布方式为层叠共口径排布，将高频天线单元和低频天线单元完全正对排布，紧凑程度更高，但是低频天线单元和高频天线单元之间的互耦问题更加严重，高频天线单元的辐射性能被极大地破坏。目前存在将频率选择表面或者分裂的PEC表面加载于低频天线单元上方，再把高频天线单元堆叠在表面上方，实现共口径集成的双频天线，但高频天线放置于低频天线之上可能导致天线整体高度过高，需对低频天线进行低剖面设计，增加了融合型天线的设计难度。

可以看出，在用于双频带紧凑型基站天线设计中的传统去耦方法出现了许多挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提出一种将高频天线完全共口径融合于低频天线下方的双频融合天线，本发明的目的一是提供一种可以有效去耦的共口径的双频融合天线的融合方法。

本发明的目的二是提供一种可以有效去耦的共口径的双频融合天线结构。

为了实现上述目的一，本发明提供一种共口径的双频融合天线的融合方法，该方法包括：

在地板的正上方设置第一介质基板，在地板与第一介质基板之间设置第二介质基板；