[发明专利]双频双极化天线和双频双极化天线阵列

说明书

本申请涉及一种双频双极化天线和双频双极化天线阵列，该双频双极化天线包括寄生单元、辐射单元、巴伦结构；辐射单元包括正交设置的第一辐射贴片组和第二辐射贴片组；第一辐射贴片组和第二辐射贴片组分别通过巴伦结构与金属地连接；寄生单元叠层设置于辐射单元远离金属地的一侧，与辐射单元的位置对应；在第一极化方向上，第一辐射贴片组与巴伦结构用于产生低频通带，第二辐射贴片组与寄生单元用于产生高频通带；在第二极化方向上，第二辐射贴片组与巴伦结构用于产生低频通带，第一辐射贴片组与寄生单元用于产生高频通带；能够实现宽带宽的双频双极化辐射特性，大大缩小了该双频双极化天线的整体尺寸，有利于天线的小型化。

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种双频双极化天线和双频双极化天线阵列。

背景技术

在5G通信系统中，通常采用毫米波频段来提高无线信道的容量和传输质量，目前，全球5G通信系统的工作频段普遍为24.25-29.5GHz和37-43.5GHz两个毫米波频段，而对于工作在这两个毫米波频段的天线的设计要求也越来越趋向于天线的小型化、集成化以及多极化。

现有的双频双极化天线由于能够同时实现多频段工作和双极化工作，在5G通信系统中的应用越来越多，该双频双极化天线通常是通过参数调整的方式使得一个天线贴片可以工作在多个不同的频段；例如：如果要同时实现24.25-29.5GHz和37-43.5GHz两个频段，那么可以通过调整参数使得该双频双极化天线能够工作在24.25-29.5GHz和37-43.5GHz两个频段；但是，现有技术中通过参数调整的方式仅能实现这两个频段中的部分频段，工作带宽较窄，也就是无法完整覆盖24.25-29.5GHz和37-43.5GHz两个频段。

然而，为了扩展该双频双极化天线的带宽，通常需要多个这样的天线贴片，导致该双频双极化天线的尺寸较大，不利于天线的小型化设计。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在展宽双频双极化天线带宽的同时，缩小该双频双极化天线尺寸的双频双极化天线和双频双极化天线阵列。

第一方面，提供了一种双频双极化天线，该双频双极化天线包括：寄生单元、辐射单元、巴伦结构；辐射单元包括正交设置的第一辐射贴片组和第二辐射贴片组；第一辐射贴片组和第二辐射贴片组分别通过巴伦结构与金属地连接；

寄生单元叠层设置于辐射单元远离金属地的一侧，与辐射单元的位置对应；

在第一极化方向上，第一辐射贴片组与巴伦结构用于产生低频通带，第二辐射贴片组与寄生单元用于产生高频通带；在第二极化方向上，第二辐射贴片组与巴伦结构用于产生低频通带，第一辐射贴片组与寄生单元用于产生高频通带。

在其中一个实施例中，第一辐射贴片组和第二辐射贴片组上设置有缺陷结构，该缺陷结构用于在高频通带和低频通带之间的阻带内形成第一辐射零点。

在其中一个实施例中，该缺陷结构为缝隙结构；该缝隙结构的尺寸与第一辐射零点在阻带内的位置相关。

在其中一个实施例中，该缝隙结构为U形缝隙结构，该U形缝隙结构的凹口朝向辐射单元的内侧。

在其中一个实施例中，该缺陷结构为凹陷结构；该凹陷结构的凹口朝向辐射单元的外侧。

在其中一个实施例中，第一辐射贴片组包括两个相对设置的辐射贴片，第二辐射贴片组包括两个相对设置的辐射贴片；每个辐射贴片分别通过一个巴伦结构与金属地连接；

寄生单元包括4个寄生贴片，分别与辐射贴片位置对应；该寄生贴片用于在高频通带和低频通带之间的阻带内形成第二辐射零点，寄生贴片的大小与第二辐射零点在阻带内的位置相关。

在其中一个实施例中，第一辐射贴片组的两个辐射贴片和第二辐射贴片组的两个辐射贴片在正交处设置有内侧切角，该内侧切角用于聚拢各辐射贴片。