CN104124527B - 高隔离缝隙天线阵列 - Google Patents

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Abstract

高隔离缝隙天线阵列涉及一种多输入多输出天线。该天线由放置在一起的辐射极化方向两两正交的三个缝隙天线组成，每个缝隙天线由在介质基板上微带馈线和金属接地面构成；在金属接地面上有一条辐射槽缝和多条隔离缝隙；隔离缝隙在辐射槽缝的周围，隔离缝隙都相互平行；辐射槽缝长边方向与隔离缝隙的长边方向相互垂直；隔离缝隙的长度要使得其谐振频率低于天线的工作频率；微带馈线的一端是天线的输入输出端口，微带馈线另一端的微带馈线导带的末端有一个金属短路针，金属短路针在辐射槽缝的边缘把导带与金属接地面连接。该天线可以有效降低金属接地面对天线正常辐射的遮挡及隔离的不利影响。

Description

高隔离缝隙天线阵列
技术领域
本发明涉及一种微波天线，尤其是一种高隔离的缝隙天线阵列。
背景技术
多输入多输出(MIMO)技术是一种提高信息传输容量有效技术，多极化MIMO是其中常用的一种技术，多极化MIMO系统的天线阵列有两个或者两个以上的单元天线构成天线阵列，这些单元天线具有相互正交的辐射极化方向，为了保证较好的信道隔离，要求这些不同极化方向的单元天线之间有较好的隔离。通常的缝隙天线都可以用来构成用于多极化MIMO的天线阵列，但是这些天线阵列的隔离度不是很高。
由于缝隙天线的金属接地面上可以感应多个方向的电流，这些电流的辐射造成天线之间的隔离度的下降，当不同极化方向的天线共址放置在一处时，由于天线之间的距离变得更近，彼此相互感应的电流加强，使得天线隔离度的问题更为严重；另外不同辐射极化方向的天线共址放置时，一个天线金属接地面对另一个天线辐射场的遮挡会使得另一个天线方向性受影响，尤其是被遮挡方向的辐射特性会恶化。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提出一种共址的高隔离缝隙天线阵列，可以有效减低金属面上感应电流的影响，改善不同辐射极化方向单元天线之间的隔离；其次可以减少不同单元天线之间相互遮挡的影响。
技术方案：本发明的高隔离缝隙天线阵列由放置在一起且辐射极化方向相互两两正交的三个缝隙天线组成；其中，每个缝隙天线由在介质基板上的微带馈线和金属接地面构成，在金属接地面上有一条辐射槽缝和多条隔离缝隙；辐射槽缝形状是矩形；隔离缝隙位于辐射槽缝的周围，其形状是窄矩形；隔离缝隙都相互平行，辐射槽缝长边方向与隔离缝隙的长边方向相互垂直；隔离缝隙都相互平行，隔离缝隙的一端或者是短路，或者是伸展到金属接地面的边缘、使得隔离缝隙在这一端开路；隔离缝隙的另一端或者是短路或者是开路。
辐射槽缝的长度大约为天线工作波长的一半。
隔离缝隙的长度要使得其谐振频率低于天线的工作频率。
微带馈线的接地面就是金属接地面，微带馈线的导带在介质基板的另一面；微带馈线的外端是天线的输入输出端口，在微带馈线的内端，微带馈线的导带跨越辐射槽缝，导带的末端有一个金属短路针；金属短路针在辐射槽缝的长边边缘上的接入点把导带与金属接地面连接；接入点在辐射槽缝长边边缘的位置要使得天线的驻波尽量小。
为了进一步减小天线的输入驻波，还可以调节接入点离开辐射槽缝边缘的距离。
有益效果：本发明的有益效果是，所提出的高隔离缝隙天线阵列，不仅可以有效减低金属接地面上感应电流对天线辐射及隔离的不利影响，使得天线阵列中不同缝隙天线之间的隔离度高、天线阵列中不同缝隙天线之间彼此的遮挡影响小，而且三个缝隙天线共址放置，使得整个天线阵列的体积小以及缝隙天线金属面的面积也得以减小。
附图说明
图1是本发明的高隔离缝隙天线阵列结构示意图，图2是缝隙天线的结构示意图。
图中有：缝隙天线1、介质基板2、微带馈线3、金属接地面4、辐射槽缝5、隔离缝隙6、导带7、输入输出端口8、金属短路针9、接入点10。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明所采用的技术方案是：高隔离缝隙天线阵列由放置在一起且辐射极化方向相互两两正交的三个缝隙天线1组成；其中，每个缝隙天线1由在介质基板2上的微带馈线3和金属接地面4构成，在金属接地面4上有一条辐射槽缝5和多条隔离缝隙6；辐射槽缝5形状是矩形；隔离缝隙6位于辐射槽缝5的周围，其形状是窄矩形；隔离缝隙6都相互平行，辐射槽缝5长边方向与隔离缝隙6的长边方向相互垂直；隔离缝隙6都相互平行，隔离缝隙6的一端或者是短路，或者是伸展到金属接地面4的边缘、使得隔离缝隙6在这一端开路；隔离缝隙的另一端或者是短路或者是开路。
辐射槽缝5的长度大约为天线工作波长的一半。
隔离缝隙的长度要使得其谐振频率低于天线的工作频率。
微带馈线3的接地面就是金属接地面4，微带馈线3的导带7在介质基板2的另一面；微带馈线3的外端是天线的输入输出端口8，在微带馈线3的内端，微带馈线3的导带7跨越辐射槽缝5，导带7的末端有一个金属短路针9；金属短路针在辐射槽缝5的长边边缘上的接入点10把导带7与金属接地面4连接；接入点10在辐射槽缝5长边边缘的位置要使得天线的驻波尽量小。
为了进一步减小天线的输入驻波，还可以调节接入点10离开辐射槽缝5边缘的距离。
在结构上，该高隔离缝隙天线阵列由三个辐射极化方向两两正交的单元缝隙天线1组成；辐射槽缝5的宽度远小于辐射槽缝5的长度；不同缝隙天线1上的辐射槽缝5的宽度或者相同、或者不同；不同缝隙天线1上的辐射槽缝5的长度或者相同、或者不同；缝隙天线1的辐射槽缝5的形状除了是一个矩形以外，也可以是两个宽度不等的矩形连在一起构成，也就是辐射槽缝5是阶跃阻抗的槽缝，这样可以减小辐射槽缝5的总长度，增加天线的工作带宽；不同隔离缝隙6的宽度或者相同、或者不同，不同隔离缝隙6的长度或者相同、或者不同，相邻隔离缝隙6之间的间距或者相同、或者不同；隔离缝隙6分布在辐射槽缝5的周围，隔离缝隙6也影响天线的工作频率，隔离缝隙6离辐射槽缝5越近，对天线工作频率的影响越大。
在制造上，高隔离缝隙天线阵列的三个单元缝隙天线1分别制作在三个介质基片2上，三个介质基板2的厚度或者相同、或者不同，三个介质基板的法向相互垂直，三个介质基板相交于一个直角；可以采用介质材料对天线进行结构固定；天线的输入输出端口在离开三个介质基板相交直角的方向，以方便馈电。
根据以上所述，便可实现本发明。

Claims (3)

1.一种高隔离缝隙天线阵列，其特征是该天线阵列由放置在一起且辐射极化方向相互两两正交的三个缝隙天线(1)组成；其中，每个缝隙天线(1)由在介质基板(2)上的微带馈线(3)和金属接地面(4)构成，在金属接地面(4)上有一条辐射槽缝(5)和多条隔离缝隙(6)；辐射槽缝(5)形状是矩形；隔离缝隙(6)位于辐射槽缝(5)的周围，其形状是窄矩形；隔离缝隙(6)都相互平行，辐射槽缝(5)长边方向与隔离缝隙(6)的长边方向相互垂直；隔离缝隙(6)的一端或者是短路，或者是伸展到金属接地面(4)的边缘、使得隔离缝隙(6)在这一端开路；隔离缝隙的另一端或者是短路或者是开路；
其中，
微带馈线(3)的接地面就是金属接地面(4)，微带馈线(3)的导带(7)在介质基板(2)的另一面；微带馈线(3)的外端是天线的输入输出端口(8)，在微带馈线的内端，微带馈线(3)的导带(7)跨越辐射槽缝(5)，导带(7)的末端有一个金属短路针(9)；金属短路针在辐射槽缝(5)的长边边缘上的接入点(10)把导带(7)与金属接地面(4)连接；接入点(10)在辐射槽缝(5)长边边缘的位置要使得天线的驻波尽量小。
2.根据权利要求1所述的一种高隔离缝隙天线阵列，其特征是辐射槽缝(5)的长度为天线工作波长的一半。
3.根据权利要求1所述的一种高隔离缝隙天线阵列，其特征是隔离缝隙的长度要使得其谐振频率低于天线的工作频率。
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