一种单层高隔离双极化天线

本发明涉及天线端口隔离，特别是涉及一种单层高隔离双极化天线。

背景技术：

1、天线在无线传输系统中至关重要，它的本质是能量转换装置，按用途可以大致将其分为广播天线、雷达天线以及基站天线等。目前，第五代移动通信技术已经普遍应用，从最初的第一代移动通信技术(1g)信号差，只能满足少数用户的基本使用，到现在5g通信时代信号强、网速快，可以同时满足大量用户的需求，充分说明了发展移动通信技术的重要性和必要性。而作为无线电波的收发设备，基站天线对于整个通信系统至关重要，它是用户、基站以及网络之间的桥梁，而且实现了移动通信网络的覆盖。所以，提升天线的性能就是提升移动通信系统的性能。

2、随着移动通信技术的发展，对于基站天线的要求也逐渐提高，尤其是在基站天线中广泛使用的双极化天线，而传统天线结构带宽窄、端口间隔离度差以及增益低等问题，并没有得到有效解决。因此，亟需提出一种单层高隔离双极化天线，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种单层高隔离双极化天线，以解决上述现有技术存在的问题，引入连续电流带之后，该天线的端口隔离度比传统的双极化贴片天线高了7db，有效地减少了两个端口之间的耦合作用，提高了天线的端口隔离度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种单层高隔离双极化天线，介质基板，所述介质基板的一侧设置有金属地，所述介质基板的另一侧设置有辐射贴片，在所述辐射贴片的中心位置设置目标形状的缝隙，在所述辐射贴片边缘的馈电端口两侧开设通孔，所述通孔延伸至所述金属地，形成缺陷地结构，在所述通孔中放置金属柱，在金属柱上方设置有馈线，所述馈线通过所述金属柱与所述金属地下方的辐射贴片连接。

4、可选地，所述介质基板采用fr4_epoxy板材。

5、可选地，所述介质基板的相对介电常数为4.4。

6、可选地，所述介质基板的损耗角正切为0.02。

7、可选地，所述介质基板的厚度为1mm。

8、可选地，所述辐射贴片的宽度的获取方法为：

9、

10、其中，c是光速，fr是天线的谐振频率,εr为相对介电常数；

11、所述辐射贴片的长度的获取方法为：

12、

13、其中，λe为有效波长，εe为有效介电常数。

14、可选地，所述辐射贴片的有效介电常数获取方法为：

15、

16、其中，εe为有效介电常数，εr为相对介电常数，w为贴片宽度，h为介质基板的厚度。

17、可选地，所述目标形状的缝隙为十字形的缝隙。

18、为实现上述目的，本发明提供了一种单层高隔离双极化天线，包括：介质基板，所述介质基板的一侧设置有金属地，所述金属地的中心开设有目标形状槽，在所述目标形状槽的两端采用多条微带线连接，所述微带线的两侧设置共面波导馈线，将所述共面波导馈线延伸至金属地底端，在所述共面波导馈线两侧设置有缝隙，并在所述共面波导馈线的顶端设置有方形贴片。

19、本发明的有益效果为：

20、本发明在微带贴片天线设计的理论基础上，设计了一种单层高隔离双极化天线，该天线的端口隔离度为-18db，引入了由通孔、缺陷地以及金属柱组成的连续电流带结构，引入连续电流带的双极化天线的两个极化端口的谐振频率均覆盖3.43～3.57ghz，带宽为140mhz，比传统单层双极化天线的带宽增加了50mhz，谐振频率内天线的端口隔离度提升到了-25db；

21、本发明引入连续电流带之后，该天线的端口隔离度比传统的双极化贴片天线高了7db，有效地减少了两个端口之间的耦合作用，提高了天线的端口隔离度。

技术特征：

1.一种单层高隔离双极化天线，其特征在于，包括：介质基板，所述介质基板的一侧设置有金属地，所述介质基板的另一侧设置有辐射贴片，在所述辐射贴片的中心位置设置目标形状的缝隙，在所述辐射贴片边缘的馈电端口两侧开设通孔，所述通孔延伸至所述金属地，形成缺陷地结构，在所述通孔中放置金属柱，在金属柱上方设置有馈线，所述馈线通过所述金属柱与所述金属地下方的辐射贴片连接。

2.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述介质基板采用fr4_epoxy板材。

3.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述介质基板的相对介电常数为4.4。

4.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述介质基板的损耗角正切为0.02。

5.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述介质基板的厚度为1mm。

6.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述辐射贴片的宽度的获取方法为：

7.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述辐射贴片的有效介电常数获取方法为：

8.根据权利要求1所述的单层高隔离双极化天线，其特征在于，所述目标形状的缝隙为十字形的缝隙。

9.一种单层高隔离双极化天线，其特征在于，包括：介质基板，所述介质基板的一侧设置有金属地，所述金属地的中心开设有目标形状槽，在所述目标形状槽的两端采用多条微带线连接，所述微带线的两侧设置共面波导馈线，将所述共面波导馈线延伸至金属地底端，在所述共面波导馈线两侧设置有缝隙，并在所述共面波导馈线的顶端设置有方形贴片。

技术总结
本发明涉及一种单层高隔离双极化天线，包括：介质基板，所述介质基板的一侧设置有金属地，所述介质基板的另一侧设置有辐射贴片，在所述辐射贴片的中心位置设置目标形状的缝隙，在所述辐射贴片边缘的馈电端口两侧开设通孔，所述通孔延伸至所述金属地，形成缺陷地结构，在所述通孔中放置金属柱，在金属柱上方设置有馈线，所述馈线通过金属柱与所述金属地下方的辐射贴片连接。本发明引入连续电流带之后，该天线的端口隔离度比传统的双极化贴片天线高了7dB，有效地减少了两个端口之间的耦合作用，提高了天线的端口隔离度。

技术研发人员：张丹,郭涵涵,刘佳仔,丁振东
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16