CN112736460A - 一种提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙及方法，属于收发天线技术领域。该提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙主要包括：隔离墙，隔离墙为H型介质隔离墙。本发明结构简单、占用空间较小、对天线的匹配影响较小、对天线方向图影响较小。

Description

一种提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙及方法

技术领域

本发明涉及收发天线技术领域，特别涉及一种提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙及方法。

背景技术

在尺寸受限的设备中，天线间的间距会比较小，天线间距的减小会导致天线之间产生强烈的互耦，天线之间的互耦会导致天线与馈线的阻抗失配，并引起方向图畸变，因此天线互耦的存在会减小天线之间的隔离度，而且会降低天线的效率。常用的天线去耦方法有：在天线之间增加金属隔离墙、条来提高天线隔离度；采用地缝结构，即在底板上开缝，这种方法不需要额外增加电路，即能增加隔离度；增加解耦网络，通过在天线端口增加解耦网络来降低馈电耦合，解耦网络进行解耦的原理是在被激励单元出耦合出一部分电流与未加解耦网络前的电流相抵消从而达到提高隔离度的目的；增加周期性谐振结构或者电磁超材料来提高天线之间的隔离度。

以上几种天线去耦的增加隔离度的方法存在一定弊端，其中金属隔离条会影响天线与馈线的匹配和天线的方向图，在毫米波段尤其明显；地缝结构方法的原理是把表面波通过缝隙辐射出去，因此会对方向图造成很大的影响，并且会影响信号完整性；在天线端口增加解耦网络的方法的缺点是解耦网络需要占用较大的面积；增加周期性谐振结构或者电磁超材料的方法中采用周期性谐振结构就是把周期性谐振结构放在天线之间实现隔离度的提高，同时会对天线方向图造成较大影响，并且需要较大的空间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明主要提供一种提高毫米波收发天线隔离度的方法及装置。

为了实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种提高毫米波收发天线隔离度的方法，其包括：根据互耦的毫米波收发天线的收发频段在互耦天线之间设置预定介电常数的H型介质隔离墙；利用H型介质隔离墙对互耦的毫米波收发天线进行隔离。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种提高毫米波收发天线隔离度的装置，其包括：隔离墙，隔离墙为H型介质隔离墙。

本发明的技术方案可以达到的有益效果是：本发明设计了一种提高毫米波收发天线隔离度的方法及装置。该方法结构简单、占用空间较小、对天线的匹配影响较小、对天线方向图影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的装置的另一个具体实施方式的示意图；

图2是本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的方法的一个具体实施方式的示意图；

图3是本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的方法的仿真天线示意图；

图4是本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的方法的仿真天线隔离度仿真结果示意图；

图5是本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的方法的加H型介质隔离墙仿真天线的示意图；

图6是本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的方法的加H型介质隔离墙仿真天线隔离度仿真结果的示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

以下，对本发明中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解：

介质：波动能量的传递，需要某种物质基本粒子的准弹性碰撞来实现。这种物质的成分、形状、密度、运动状态，决定了波动能量的传递方向和速度，这种对波的传播起决定作用的物质，称为这种波的介质。

介电常数：介电常数可表征电介质束缚电荷的能力，也可表征材料的绝缘性能，介电常数越大，束缚电荷的能力越强，材料的绝缘性能越好，介电常数是一个与外界所加电磁场的大小、方向、频率都有关的物理量。

图1示出了本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的装置的具体实施方式。

在该具体实施方式中，提高毫米波收发天线隔离度的装置包括：隔离墙为H型介质隔离墙。

在本发明的一个具体实施例中，在两毫米波收发天线之间增加H型介质隔离墙，H型介质隔离墙能够完全包围毫米波天线，将毫米波天线之间的干扰信号利用介质进行反射，从而减少毫米波天线之间的信号干扰。

在本发明的一个具体实施例中，H型介质隔离墙还包括，H型介质隔离墙平行的两个部分与互耦的毫米波收发天线相平行。

在本发明的一个具体实施例中，H型介质隔离墙还包括，H型介质隔离墙的平行的两个部分中每个部分的两端延伸至互耦的毫米波收发天线的收发端。

在本发明的一个具体实施例中，H型介质隔离墙以如图5所示的方式加在两毫米波天线之间，在不影响天线结构和性能的条件下，可以将H型介质隔离墙的平行的两个部分中每个部分的两端延伸至互耦的所述毫米波收发天线的收发端，以达到提供更好隔离度的目的。

该具体实施例，通过在毫米波天线之间增加介质隔离墙，在不影响毫米波天线匹配性能和天线方向图性能的条件下，提高毫米波天线之间的隔离度。

在本发明的一个具体实施例中，H型介质隔离墙还包括，H型介质隔离墙为一体成型介质材料。

在本发明的一个具体实例中，在进行生产加工时，将H型介质隔离墙直接加工为一个包围天线除收发端之外空间的整体结构。

该具体实施例，通过增加介质隔离墙，提高了互耦的毫米波天线之间的隔离度。

在本发明的一个具体实施例中，H型介质隔离墙还包括，H型介质隔离墙包括多个部分的介质材料。

在本发明的一个具体实例中，在进行生产加工时，介质隔离墙直接加工为多个结构部分，最后将该多个结构部分组合成一个包围天线除收发端之外空间的结构。

例如，在进行生产加工过程中，将H型介质隔离墙加工为多个结构零件，将多个零件结构拼在一起构成H型隔离墙。

该具体实施例，提高了介质隔离墙的通用性，减少了生产应用时的难度。

图2示出了本发明一种提高毫米波收发天线隔离度的方法的一个具体实施方式。

在该具体实施方式中，提高毫米波收发天线隔离度的方法主要包括步骤S101，根据互耦的毫米波收发天线的收发频段在互耦天线之间设置预定介电常数的H型介质隔离墙。

在本发明的一个具体实施例中，不同的介质对电磁波的反射程度不同，介电常数不同介质主要反射的电磁波的频段也会存在一定差异，根据天线的收发频段确定天线所需要反射的电磁波的主要频段，确定介质隔离墙所需要反射的主要频段，进一步确定介质隔离墙的介电常数。

在本发明的一个具体实施例中，介电常数越大，介质中的波阻抗与真空波阻抗相差会越大，会造成较大的反射，因此介电常数应该选择合适的值。优选的，介电常数选择在2～6区间内的值。

该具体实施例，通过确定互耦的毫米波天线需要反射的电磁波的频段选择介质，能够更好地、更精准的消除目标频段的电磁波。

在图2所示的具体实施方式中，提高毫米波收发天线隔离度的方法，还包括步骤S102，利用H型介质隔离墙对互耦的毫米波收发天线进行隔离。

在本发明的一个具体实施例中，根据需要消除的目标频段的电磁波，将相应介电常数的介质隔离墙添加到互耦的毫米波天线之间。

在本发明的一个具体实施例中，图4是两天线之间未增加介质隔离墙时候的天线隔离度仿真结果，图6是在图4的两天线之间增加H型介质隔离墙之后的天线隔离度仿真结果。通过对比可以得到在加入了介质隔离墙之后，两天线之间的收发端口隔离度大于30.5dB，收发端的隔离度相比较为加入介质隔离墙时提高10.5dB，其中该仿真的介质隔离墙的介电常数选择为4。

该具体实施例，结构简单，占用空间较小，适合天线间距较小时使用，对天线的匹配影响较小，对天线方向图影响较小。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S102还包括，将H型介质隔离墙平行的两个部分设置为与互耦的毫米波收发天线天线平行。

在本发明的一个具体实例中，如图5，H型介质隔离墙完全隔离互耦的毫米波天线，通过将H型介质隔离墙平行的两个部分设置为与互耦的毫米波收发天线天线平行，且H型介质隔离墙中间的部分夹在两毫米波天线之间，以更好地隔离两毫米波天线。

在本发明的一个具体实例中，H型介质隔离墙将天线的除收发端空间之外包围，且该介质隔离墙的形态可以采用多种样式，如U型、H型等。

优选的，在如图4的两个毫米波天线之间增加如图5的H型介质隔离墙，H型介质隔离墙通过阻挡空间耦合波，以达到提高天线间的隔离度的目的。

该具体实施例，不会对天线的匹配和方向图产生较大的影响，结构简单，占用空间较小。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S102还包括，将H型介质隔离墙平行的两个部分中每个部分的两端延伸至互耦的毫米波收发天线的收发端。

该具体实施例，将互耦的毫米波天线完全利用H型介质隔离墙隔离开来，为提高毫米波天线之间的隔离度奠定基础。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S102还包括，根据互耦的毫米波收发天线与H型介质隔离墙之间预设的距离阈值设置H型介质隔离墙。

在本发明的一个具体实例中，H型介质隔离墙包围各天线除收发端之外的其余空间，且H型介质隔离墙不能直接接触天线。

在本发明的一个具体实例中，介质隔离墙中的介质如若接触到天线会对天线的和馈线的匹配以及天线方向图产生影响，且介质隔离墙距离天线不同的距离对天线的隔离度性能提升不同。

该具体实施例，通过合理设计介质隔离墙距离天线的距离，使介质隔离墙能够更好的提升天线的隔离度。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S102还包括，根据距离阈值设置H型介质隔离墙的位置以及H型介质隔离墙的宽度、及厚度。

在本发明的一个具体实例中，介质隔离墙反射的电磁波的多少与介质隔离墙的长、宽、高和厚度有关系。

在本发明的一个具体实施例中，介电常数的取值大小由所需要反射的电磁波的目标频段决定。

在本发明的一个具体实施中，现有技术中所采用的金属隔离墙对于电磁波是全发射，因此金属隔离墙对天线和馈线的匹配和天线的方向图会产生较大的影响；相较于金属隔离墙，不同的介质对电磁波的反射程度不同，介电常数越小，介质中的波阻抗与真空中的波阻抗就相差越小，反射也就越弱。根据需要反射的电磁波的目标频段，合理的选择介质隔离墙的介电常数，介质隔离墙不会对天线和馈线的匹配和天线的方向图产生较大的影响。

该具体实施例，通过确定介质隔离墙反射电磁波的影响因子，为优化介质隔离墙反射的电磁波的多少提供了明确的方向。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙，其特征在于，

所述隔离墙为H型介质隔离墙。

2.如权利要求1所述的提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙，其特征在于，

所述H型介质隔离墙平行的两个部分与互耦的所述毫米波收发天线相平行。

3.如权利要求1所述的提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙，其特征在于，

所述H型介质隔离墙的平行的两个部分中每个部分的两端延伸至所述互耦的所述毫米波收发天线的收发端。

4.如权利要求1所述的提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙，其特征在于，所述H型介质隔离墙为一体成型介质材料。

5.如权利要求1所述的提高毫米波收发天线隔离度的隔离墙，其特征在于，所述H型介质隔离墙包括多个部分的所述介质材料。

6.一种提高毫米波收发天线隔离度的方法，其特征在于，包括：

根据互耦的毫米波收发天线的收发频段在所述互耦天线之间设置预定介电常数的H型介质隔离墙；

利用所述H型介质隔离墙对所述互耦的所述毫米波收发天线进行隔离。

7.如权利要求6所述的提高毫米波收发天线隔离度的方法，其特征在于，所述根据互耦天线的收发频段在所述互耦天线之间增加预定介电常数的H型介质隔离墙的过程包括，

将所述H型介质隔离墙平行的两个部分设置为与所述互耦的所述毫米波收发天线平行。

8.如权利要求6所述的提高毫米波收发天线隔离度的方法，其特征在于，所述将所述H型介质隔离墙平行的两个部分设置为与所述互耦天线平行的过程包括，

将所述H型介质隔离墙平行的两个部分中每个部分的两端延伸至所述互耦的所述毫米波收发天线的收发端。

9.如权利要求6所述的提高毫米波收发天线隔离度的方法，其特征在于，所述根据互耦天线的收发频段在所述互耦天线之间增加预定介电常数的H型介质隔离墙的过程包括，

根据所述互耦的所述毫米波收发天线天线与所述H型介质隔离墙之间预设的距离阈值设置所述H型介质隔离墙。

10.如权利要求7所述的提高毫米波收发天线隔离度的方法，其特征在于，所述根据所述互耦天线与所述H型介质隔离墙之间预设的距离阈值设置所述H型介质隔离墙的过程包括，

根据所述距离阈值设置所述H型介质隔离墙的位置以及所述H型介质隔离墙的宽度、及厚度。

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