CN201188461Y

CN201188461Y - 一种高隔离度双极化贴片天线的馈电结构

Info

Publication number: CN201188461Y
Application number: CNU2008200667015U
Authority: CN
Inventors: 高强; 周厚明; 侯晓强; 石萌; 徐成耀
Original assignee: Wuhan Hongxin Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Wuhan Hongxin Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2018-04-29

Abstract

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。

Description

一种高隔离度双极化贴片天线的馈电结构

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TM11、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1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(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′以及连接天线第一端口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′以及连接天线第二端口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。

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b₁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a₁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b₁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(1，1′)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，Lb′)送到天线第二端口b的第一信号分配点b₁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(1，1′)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a₁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a₁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。

附图说明

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剖视图。

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(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′以及连接天线第一端口a与第一信号分配点a₁间的第三馈线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a₁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′以及连接天线第二端口b与第一信号分配点b₁的第六馈线(Lbb₁)，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(4，4′)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b₁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，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b₁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(1，1′)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b₁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(1，1′)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a₁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a₁后仍是反相信号，完全抵消，减少了阵间干扰，提高了隔离度。

Claims

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。