专利名称：一种高隔离度双极化贴片天线的馈电结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高隔离度双极化贴片天线的馈电结构。
背景技术：
现代通信越来越多地使用双极化天线，不仅因为双极化天线增加了信 息量，提高了识别目标的准确度，而且它的分集接收技术能有效地抑制由多 径效应引起的干扰，同时简化了天线安装，降低了成本。双极化技术的应 用通常要求有低交叉极化电平和高隔离度。方形贴片天线以其良好的极化 特性以及本身具有结构小、重量轻、易与有源电路集成一体化等优点成为
研究的重点。但是方形贴片作为辐射体要产生高次模如TMll、 TM02、 TM20, 严重影响了天线极化端口之间的隔离。 一般的同相馈电的双极化方形贴片 天线如图l所示，隔离度只有18 24dB左右，无法满足现代通信天线的要 求。采用图2和专利03225041.X的图3结构能够在一定程度改善隔离度， 但是其耦合的消除只是一方面，如图2只是消除了单元内的耦合，而图3 主要消除了阵列间的耦合。所以有必要重新对馈电结构进行设计。
发明内容
本实用新型的目的为了消除双极化贴片天线端口间的天线单元本身内 部干扰和阵列之间干扰，而提供一种高隔离度双极化贴片天线的馈电结构， 各天线单元馈电点选择在辐射体的两组对角线上， 一组对角线上的馈电采 用反相双馈电；阵元间的馈电方式采用同相信号经过1/2波长馈线后相 抵消，反相信号经过经等长馈线也相抵消，减少两天线端口间的信号干扰， 从而提高隔离度和交叉极化。
本实用新型是这样实现的如图4所示， 一种双极化贴片天线的馈电 结构，包括由方形贴片组成的天线单元，单元馈电点选择在辐射体对角线 上，与天线第一端口 a相关的馈电网络包含第一天线单元A上的第一、第二 两个馈电点(i，r )、第二天线单元B上的第一、第二两个馈电点(3， 3')、 信号分配点(a:、 a2、 a3)，连接第二信号分配点&2到第一天线单元A的第 一、第二两个馈电点(l，l')的传输线(L1, Ll')，连接第三信号分配点 a3到第二天线单元B的第一、第二两个々贵电点(3, 3')的传输线(L3, L3')， 连接第二信号分配点&2与第一信号分配点a:的第一馈线La，连接第三信号 分配点&3与第一信号分配点a!的第二馈线La'以及连接天线第一端口 a与 第一信号分配点aj司的第三馈线Laa1;与天线第二端口 b相关的馈电网络 包含第一天线单元A上的第三、第四两个馈电点(2， 2')，第二天线单元
B上的第三、第四两个馈电点(4， )、信号分配点(b!、 b2、 b3),连接第 二信号分配点th到第一天线单元A的第三、第四两个馈电点的传输线(L2， L2')，连接第三信号分配点b3到第二天线单元B的第三、第四两个馈电点 的传输线(L4， L4'),连接第二信号分配点b2与第一信号分配点b,的第四 馈线Lb，连接第三信号分配点、与第一信号分配点b,的第五馈线Lb'以 及连接天线第二端口 b与第一信号分配点b,的第六馈线(LbbJ，其特征在 于在一个贴片单元里的同种极化釆用0°和180°的反相双馈电结构，同时 第一天线单元A的第三、第四两个馈电点(2, 2')与第二天线单元B的第 三、第四两个馈电点(4， 4')输出的是反相信号，且第四馈线Lb与第五 馈线Lb'的长度相差1/2天线中心频率波长；所述第一天线单元A的第一、 第二两个馈电点(1, l')与第二天线单元B的第一、第二两个馈电点(3, 3')输出的是同相信号，且第一馈线La与第二馈线La'的长度相等。 本实用新型同现有技术相比所具有的优点、特点或积极效果 由于在一个贴片单元里的同种极化采用0°和180°的反相双馈电结构， 可以消除贴片天线的高次模，从而使得单元内的干扰得到有效控制，隔离 度得到提高。同时对于阵列间的干扰，由于第一天线单元A的一个同极化 的第三、第四两个馈电点(2， 2')与第二天线单元B的相同极化的第三、 第四两个馈电点(4, 4')输出的是反相信号，且第四、第五馈线(Lb, Lb') 长度差1/2天线中心频率波长。反相信号经过1/2波长的馈线传输后到达 天线第二端口 b的第一信号分配点卜变成同相合成；而所述第一天线单元 A的另一个同极化的第一、第二两个馈电点(1, 1')与第二天线单元B的 相同极化的第一、第二两个馈电点(3， 3')输出的是同相信号，且第一、 第二馈线(La, La')长度相等，同相信号经过等长度第一、第二馈线(La， La')传输到达第一端口第一信号分配节点a:后同相合成。但是同相信号仍 有一小部分耦合到第一天线单元A的第三、第四馈电点(2, 2')和第二天 线单元B的第三、第四馈电点(4， 4')，沿着第四、第五馈线(Lb， Lb') 到达天线第二端口 b的第一信号分配点^对天线第二端口 b造成干扰，而 第四、第五馈线(Lb， Lb')长度相差1/2波长，所以第一天线单元A的第 一、第二馈电点(1, r )和第二天线单元B的第一、第二馈电点(3， 3') 出来的同相信号经过第四、第五馈线(Lb， )送到天线第二端口 b的第 一信号分配点^后变成反相信号，完全抵消，减少了阵间干扰。同理，从 第一天线单元A的第三、第四两个馈电点(2, 2')和第二天线单元B的第 三、第四两个馈电点(4， 4')出来的反相信号仍有一小部分耦合到第一天 线单元A的第一、第二两个馈电点(l， 1')和第二天线单元B的第一、第 二两个馈电点(3, 3'),沿着第一、第二馈线(La， La')到达天线第一端
口 a的第一信号分配点a!对天线第一端口 a造成干扰，而第一、第二馈线 (La, La')长度相等，所以第一天线单元A的第三、第四两个馈电点(2， 2')和第二天线单元B的第三、第四两个馈电点(4， 4')出来的反相信号 经过第一、第二馈线(La, La')送到天线第一端口 a的第一信号分配点 ai后仍是反相信号，完全抵消，减少了阵间干扰，提高了隔离度。图6对 比了不同馈电结构下的隔离度，本实用新型具有最好的隔离度，整个频段 《-28dB。
图1为双极化贴片天线同相单馈电结构。 图2为双极化贴片天线同相反相双馈电结构。 图3为双极化贴片天线反相单馈电结构。 图4为本实用新型的馈电原理示意图。 图5a为本实用新型天线的平面示意图. 图5b为本实用新型天线的A-A剖^L图。 图6为隔离度测试结果图。
具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步的描述。
参考图4和图5a、图5b，本实施例提供一种贴片双极化天线的二元阵， 在反射板5上装有方形辐射贴片6,该天线单元为空气微带结构，各天线 馈电点选择在辐射贴片的对角线上，在一个贴片单元里的同种极化采用0° 和180。的反相双馈电结构，与天线第一端口 a相关的馈电网络包含第一天 线单元A上的第一、第二两个馈电点(l,l')、第二天线单元B上的第一、 第二两个馈电点(3， 3')、信号分配点(ai、 a2、 a3),连接第二信号分配点 a2到第一天线单元A的第一、第二两个馈电点(l，r )的传输线(L1， LI'), 连接第三信号分配点a3到第二天线单元B的第一、第二两个馈电点(3, 3') 的传输线(L3， L3。，连接第二信号分配点a2与第一信号分配点a的第一 馈线La,连接第三信号分配点a;与第一信号分配点a!的第二馈线La'以 及连接天线第一端口 a与第一信号分配点aj司的第三馈线Laa1;其中第一 天线单元A的第一、第二两个馈电点(1, 1')与第二天线单元B的第一、 第二两个馈电点(3, 3"输出的是同相信号，且第一馈线La与第二馈线 La'的长度相等。这样第一天线单元A的第一、第二两个馈电点(1， 1') 和第二天线单元B的第一、第二两个馈电点(3, 3')输出的同相信号经过 等长的第一、第二馈线(La， La')到达天线第一端口 a的第一信号分配节 点a!后同相叠加。
与天线第二端口 b相关的馈电网络包含第一天线单元A上的第三、第
四两个4贵电点(2， 2')，第二天线单元B上的第三、第四两个馈电点(4, 4')、信号分配点(bi、 b2、 b3)，连接第二信号分配点b2到第一天线单元A 的第三、第四两个馈电点的传输线(L2， L2M,连接第三信号分配点b3到 第二天线单元B的第三、第四两个馈电点的传输线(L4, L4'),连接第二 信号分配点b2与第一信号分配点th的第四馈线Lb,连接第三信号分配点 bs与第一信号分配点bi的第五馈线Lb'以及连接天线第二端口 b与第一信 号分配点b:的第六馈线(Lbbi)，其中第一天线单元A的第三、第四两个馈 电点(2， 2')与第二天线单元B的第三、第四两个馈电点(4, 4')输出 的是反相信号，且第四馈线Lb与第五馈线Lb'的长度相差1/2天线中心 频率波长。这样第一天线单元A的第三、第四两个馈电点(2-2')和第二 天线单元B的第三、第四两个馈电点(4, 输出的反相信号经过相差 1/2波长的第四、第五馈线(Lb， Lb')到达天线第二端口 b的第一信号分 配节点h后同相叠加。在这里所有馈线长都要根据实际天线所需要的长度 而定。
由于一个贴片单元里的同种极化采用0°和180°的反相双馈电结构，可 以消除贴片天线的高次才莫，从而使得单元内的干扰得到有效控制，隔离度 得到提高。同时对于阵列间的干扰，但是第一天线单元A的第一、第二两 个馈电点(1, 1')和第二天线单元B的第一、第二两个馈电点(3， 3') 的同相信号仍有一小部分耦合到第一天线单元A的第三、第四两个馈电点
(2， 2')和第二天线单元B的第三、第四两个^:贵电点(4, 4'),沿着第四、 第五馈线(Lb， Lb')到达天线第二端口 b的第一信号分配点h对天线第二 端口 b造成干扰，而第四、第五馈线(Lb, Lb')长度相差1/2波长，所以 第一天线单元A的第一、第二两个馈电点(l， 1。和第二天线单元B的第 一、第二两个馈电点(3， 3')出来的同相信号经过第四、第五馈线(Lb， Lb')送到天线第二端口 b的第一信号分配点bi后变成反相信号，完全4氐消， 减少了阵间干扰。同理，从第一天线单元A的第三、第四两个馈电点(2, 2')和第二天线单元B的第三、第四两个馈电点(4, 4')出来的反相信号 仍有一小部分耦合到第一天线单元A的第一、第二两个馈电点(1, IO和 第二天线单元B的第一、第二两个馈电点(3， 3'),沿着第一、第二馈线
(La， La')到达天线第一端口 a的第一信号分配点a!对天线第一端口 a 造成干扰，而第一、第二馈线(La, La')长度相等，所以第一天线单元A 的第三、第四两个馈电点(2, 2')和第二天线单元B的第三、第四两个馈 电点(4， 4')出来的反相信号经过第一、第二馈线(La， La')送到天线 第一端口 a的第一信号分配点a:后仍是反相信号，完全抵消，减少了阵间 干扰，提高了隔离度。
权利要求1、一种双极化贴片天线的馈电结构，包括由方形贴片组成的天线单元，单元馈电点选择在辐射体对角线上，与天线第一端口(a)相关的馈电网络包含第一天线单元(A)上的第一、第二两个馈电点(1，1′)、第二天线单元(B)上的第一、第二两个馈电点(3，3′)、信号分配点(a1、a2、a3)，连接第二信号分配点(a2)到第一天线单元(A)的第一、第二两个馈电点(1，1′)的传输线(L1，L1′)，连接第三信号分配点(a3)到第二天线单元(B)的第一、第二两个馈电点(3，3′)的传输线(L3，L3′)，连接第二信号分配点(a2)与第一信号分配点(a1)的第一馈线(La)，连接第三信号分配点(a3)与第一信号分配点(a1)的第二馈线(La′)以及连接第一端口(a)与第一信号分配点(a1)间的第三馈线(Laa1)；与天线第二端口(b)相关的馈电网络包含第一天线单元(A)上的第三、第四两个馈电点(2，2′)，第二天线单元(B)上的第三、第四两个馈电点(4，4′)、信号分配点(b1、b2、b3)，连接第二信号分配点(b2)到第一天线单元(A)的第三、第四两个馈电点的传输线(L2，L2′)，连接第三信号分配点(b3)到第二天线单元(B)的第三、第四两个馈电点的传输线(L4，L4′)，连接第二信号分配点(b2)与第一信号分配点(b1)的第四馈线(Lb)，连接第三信号分配点(b3)与第一信号分配点(b1)的第五馈线(Lb′)以及连接第二端口(b)与第一信号分配点(b1)的第六馈线(Lbb1)，其特征在于在一个贴片单元里的同种极化采用0°和180°的反相双馈电结构，同时第一天线单元(A)的第三、第四两个馈电点(2，2′)与第二天线单元(B)的第三、第四两个馈电点(4，4′)输出的是反相信号，且第四馈线(Lb)与第五馈线(Lb′)的长度相差1/2天线中心频率波长；所述第一天线单元(A)的第一、第二两个馈电点(1，1′)与第二天线单元(B)的第一、第二两个馈电点(3，3′)输出的是同相信号，且第一馈线(La)与第二馈线(La′)的长度相等。
专利摘要本实用新型涉及一种高隔离度双极化贴片天线的馈电结构，包括由正方形辐射体组成的天线单元，各天线单元馈电点选择在辐射体的两组对角线上，一组对角线上的馈电采用反相双馈电；阵元间的馈电结构采用同相信号经过1/2波长馈线后相抵消，反相信号经过经等长馈线也相抵消。减少两天线端口间的信号干扰，从而提高隔离度和交叉极化。
文档编号H01Q21/24GK201188461SQ20082006670
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者侯晓强, 周厚明, 徐成耀, 萌 石, 强 高 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司