一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114243292A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111539046.7(22)申请日2021.12.15(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人何阳阳程一峰(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人朱亚冠(51)Int.Cl.H01Q1/52(2006.01)H01Q1/50(2006.01)H01Q1/48(2006.01)H01Q21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列(57)摘要本发明公开一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，解决了天线阵列中单元之间距离过近导致的强耦合问题。本发明是由若干个空气贴片天线以及若干个单极子天线交叉等距排布的混合天线阵列，通过这种交叉等距排布的方式实现了各端口隔离度提高的目的，其原理主要是利用单极子天线与贴片天线之间的耦合电场方向与两贴片天线之间原有耦合方向相反，两种耦合相互抵消，从而达到解耦的目的。本发明结构紧凑且对称性强，因此具有很好的可实现性，并且混合阵列中每个端口都具有很好的解耦效果。CN114243292ACN114243292A权利要求书1/1页1.一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于包括n+1个单极子天线、n个贴片天线、以及系统地板，n＞1；单极子天线与贴片天线交叉排布；每个贴片天线通过探针与位于系统地板上的馈电端口直接连接；每个单极子天线直接与系统地板相连，并通过与其相邻贴片天线之间产生的耦合能量进行间接馈电；其中贴片天线与系统地板间隔有空气层。2.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于两个相邻贴片天线之间产生互耦C1，耦合电场方向是由激励单元指向耦合单元；每个贴片天线和相邻的单极子天线之间产生互耦C2，耦合电场方向是由作为激励单元的贴片天线指向作为耦合单元的单极子天线；两种耦合C1、C2相互叠加进而抵消，从而使两个相邻贴片天线之间的耦合降低。3.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于相邻单极子天线之间的距离小于半波长；相邻贴片天线之间的距离小于半波长；单极子天线与相邻贴片天线间的距离小于0.1波长。4.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于所述贴片天线开有矩形槽。5.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于所述贴片天线上矩形槽距离贴片天线的边沿为0.1波长。6.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于所述贴片天线距离系统地板的距离为0.1波长。7.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于单极子天线的长度小于0.25波长。8.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于单极子天线、贴片天线、探针采用金属材质。9.如权利要求1所述的一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，其特征在于单极子天线与相邻贴片天线间等距排布。2CN114243292A说明书1/4页一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列技术领域[0001]本发明属于电磁场与微波技术领域，涉及一种贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列，具体是一种工作频率可控，天线阵列单元数任意的贴片天线与单极子天线交叉排布的高隔离混合阵列。背景技术[0002]在现代无线通信领域中，天线阵列有着广泛的应用。在相控阵系统中，天线阵列可用于实现高增益波束的扫描。在多输入多输出(Multi‑InputMulti‑Output，MIMO)系统中，天线阵列可用于实现并行传输，进而提高通信速率，增大信道容量，以及降低通信时延。近年来随着无线通信领域的不断发展，MIMO技术也越来越多的被应用于移动终端以及基站的天线设计。[0003]由于阵列天线单元通常被放置在一个空间有限的设备中，天线排布一般比较紧凑(半波长)，因此天线单元之间存在不可避免的电磁耦合。天线之间的相互耦合会降低天线辐射效率，恶化匹配条件，扭曲辐射模式。对于相控阵来说，天线耦合会严重降低波束增益恶化扫描性能。对于MIMO天线来说，天线单元之间的耦合会导致MIMO系统性能变差，吞吐量降低。研究一种适用于天线阵列的解耦技术是十分有必要的。[0004]目前已有的解耦技术包括缺陷地结构(DefectedGroundStructure，DGS)，中和线，寄生结构，解耦网络等。缺陷地结构的原理是通过引入DGS来