CN113964490A - 一种宽带双极化电磁透明天线 - Google Patents

一种宽带双极化电磁透明天线 Download PDF

Info

Publication number
CN113964490A
CN113964490A CN202111090816.4A CN202111090816A CN113964490A CN 113964490 A CN113964490 A CN 113964490A CN 202111090816 A CN202111090816 A CN 202111090816A CN 113964490 A CN113964490 A CN 113964490A
Authority
CN
China
Prior art keywords
open
antenna
scattering
oscillator
ended
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111090816.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113964490B (zh
Inventor
褚庆昕
常玉林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202111090816.4A priority Critical patent/CN113964490B/zh
Publication of CN113964490A publication Critical patent/CN113964490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113964490B publication Critical patent/CN113964490B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/104—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces using a substantially flat reflector for deflecting the radiated beam, e.g. periscopic antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种宽带双极化电磁透明天线，用于抑制多频带天线间的交叉频带散射干扰；该天线主要是在介质基板上设计四个振子臂，每个振子臂上刻蚀有至少一个嵌套式开口谐振槽，嵌套式开口谐振槽由内、外两个开口谐振槽构成，通过嵌套式开口谐振槽的尺寸决定天线的散射抑制频带，调整内、外两个开口谐振槽的尺寸能够将两个相对窄的散射抑制频段合并为一个宽的散射抑制频带，从而实现宽带散射抑制，且在散射抑制频带内，振子臂上的散射电流主要分布在嵌套式开口谐振槽附近且反向，而反向的散射电流所产生的散射场能够自抵消，从而有效抑制宽带双极化电磁透明天线对工作在其作用频带内天线所产生的散射干扰，进而实现电磁透明的效果。

Description

一种宽带双极化电磁透明天线
技术领域
本发明涉及无线通信的技术领域，尤其是指一种用于抑制交叉频带散射干扰的宽带双极化电磁透明天线。
背景技术
随着第五代(5G)移动通信技术的快速发展，5G通信系统无法避免地将在长时间内与传统2G/3G/4G网络共存。5G天线的工作频率较高，因此其工作波长相对较短，导致其信号衰减较快且易受到建筑物体的遮挡。相对于传统的2G/3G/4G系统，需要建设更多的5G基站来改善5G信号的覆盖能力。采用独立建站的方式将大幅增加5G基站的建设和运营成本，同时会加剧基站站址资源紧张的局面。
业内熟知，通过将工作在不同频带的天线单元或阵列天线放置在一个特定空间内并共用反射板和天线罩，可以得到多频共口径天线。多频共口径天线可以充分利用天线的设计空间，在提供更多制式、更为多样化服务的同时不会增减天线阵面的物理尺寸，从而可以减少天线阵面的数量、降低天线采购、维护、以及空间租赁的成本，有助于缓解当前基站天线站址资源紧张的局面。实现5G天线与现有的2G/3G/4G天线的融合设计，可以充分利用现有的站址资源部署5G天线，从而避免5G基站天线的充分建设，进而大幅降低运营商的5G建设与运营成本。
多频共口径天线不同天线单元或天线阵之间的距离较小，以便于在有限的设计空间内放置更多的天线振子，从而降低天线整体的成本。这导致多频共口径天线内存在强烈的电磁干扰，其中以低频天线对高频天线产生的交叉频带散射干扰最为强烈，它会导致高频天线的辐射方向发生严重畸变。目前，交叉频带散射抑制已经成为多频共口径天线设计的难点，抑制交叉频带散射干扰的关键在于设计对于高频天线具有电磁透明特性的低频天线。低频天线的加入不会对高频天线的性能(包括S参数和辐射特性)，其对于高频天线来说近乎是透明的，因此称之为电磁透明天线。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷与不足，提出了一种用于抑制交叉频带散射干扰的宽带双极化电磁透明天线，采用该双极化电磁透明天线作为多频带天线中的低频天线，可以有效地抑制低频天线对高频天线所产生的散射干扰，从而实现高频辐射方向图保形。
为了实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种宽带双极化电磁透明天线，包括四个振子臂、介质基板、第一巴伦、第二巴伦和反射板；所述第一巴伦和第二巴伦相互交叉在一起形成为巴伦组，并垂直固定在反射板上，所述介质基板固定在巴伦组的顶部，四个振子臂设计在介质基板上，并呈四边形分布，且对角线上的两个振子臂组成一对振子臂组，四个振子臂共组成有两对振子臂组，该两对振子臂组用于产生不同极化的辐射，所述第一巴伦与其中一对振子臂组的两个振子臂电气连接，所述第二巴伦与另外一对振子臂组的两个振子臂电气连接，每个振子臂上刻蚀有至少一个嵌套式开口谐振槽，覆盖于整个振子臂，所述嵌套式开口谐振槽由内、外两个开口谐振槽构成，通过嵌套式开口谐振槽的尺寸决定天线的散射抑制频带，内、外两个开口谐振槽分别对应并控制两个散射抑制频带，调整内、外两个开口谐振槽的尺寸能够将两个相对窄的散射抑制频段合并为一个宽的散射抑制频带，从而实现宽带散射抑制，且在散射抑制频带内，振子臂上的散射电流主要分布在嵌套式开口谐振槽附近且反向，而反向的散射电流所产生的散射场能够自抵消，从而有效抑制宽带双极化电磁透明天线对工作在其作用频带内天线所产生的散射干扰，进而实现电磁透明的效果。
进一步，所述振子臂为封闭式环状振子臂或者开口式环状振子臂。
进一步，所述内、外两个开口谐振槽的开口方向相同，但形状不一样，里面的那个开口谐振槽经过折弯使其小型化。
进一步，所述内、外两个开口谐振槽的开口方向和形状都不一样，里面的那个开口谐振槽经过折弯使其小型化。
进一步，所述内、外两个开口谐振槽的形状和开口方向都相同。
进一步，所述内、外两个开口谐振槽的形状相同，但开口方向相反。
进一步，所述反射板为金属反射板。
进一步，所述振子臂为金属铸件或者由印制电路板制成
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明采用四个环形的振子臂作为辐射器，可以帮助双极化电磁透明天线获得宽带阻抗匹配特性。
2、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明的振子臂上设计有嵌套式开口谐振槽(即去耦装置)，可以使分布在其上的高频感应电流所形成的散射场自抵消，从而有效抑制低频天线对高频天线产生的交叉频带散射干扰，进而实现高频辐射方向图保形。
3、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明所采用的嵌套式开口谐振槽(即去耦装置)具有良好的频率选择性，在帮助低频天线获得电磁透明特性的同时不会增加低频天线实现宽带阻抗匹配的难度。
4、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明具有更强的适用性，其对多频共口径天线的阵列规模、阵元间距、频率比等条件不敏感。
5、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明所采用的嵌套式开口谐振槽(即去耦装置)被刻蚀在宽带双极化电磁透明天线的振子臂上，从而实现了去耦装置与振子臂的完美结合；与现有技术(如三维电磁透明斗篷)相比，本发明可以更好地保证产品的生产、装配精度，同时有利于保证天线性能的一致性。
6、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明无需借助金属隔离条、引向器等额外的装置来改善高频天线的辐射特性，可以显著降低产品的开发、装配、以及装配的难度，有助于改善产品性能的一致性。
附图说明
图1为实施例1中宽带双极化电磁透明天线的立体图。
图2为实施例1中宽带双极化电磁透明天线的辐射器的俯视图。
图3为实施例1中宽带双极化电磁透明天线其中一个振子臂的示意图。
图4为实施例1中宽带双极化电磁透明天线的辐射器在“未刻蚀嵌套型开口谐振槽”、“未刻蚀嵌套型开口谐振槽但刻蚀窄缝”、“刻蚀嵌套式开口谐振槽和窄缝”三种情况时的单站雷达散射截面。方便起见，上述三种情况下的辐射器分别命名为LR1、LR2、P-LR。
图5为以实施例1中宽带双极化电磁透明天线作为低频天线的多频带共口径天线的立体图。
图6为以实施例1中宽带双极化电磁透明天线作为低频天线的多频带共口径天线的俯视图(未显示反射板501)。
图7为高频段天线的立体图，它由多频带共口径天线去掉其中的低频段天线得到。方便起见，称其为Ant-1。
图8所示天线由Ant-1与LR1共同构成，它由多频带共口径天线去掉低频天线的巴伦(401a、402a)以及低频振子臂(201a-201d)上的折叠形开口谐振槽得到。方便起见，称其为Ant-2。
图9所示天线由Ant-1与P-LR共同构成，它由多频带共口径天线去掉低频天线的巴伦(401a、402a)得到。方便起见，称其为Ant-3。
图10为当高频子天线901d被激励时，Ant-1与Ant-2的水平面归一化辐射方向图。
图11为当高频子天线901d被激励时，Ant-1、Ant-3、以及双频段共口径天线1的水平面归一化辐射方向图。
图12为双频段共口径天线中低频端口(低频段天线的馈电端口)的S参数曲线。L-与L+用于区分低频天线的两个极化端口，“仿真”与“测试”分别代表仿真结果与测试结果。
图13为双频段共口径天线中所有高频馈电端口的仿真电压驻波比图。高频端口指双频段共口径天线中高频段天线(901a-901d)的馈电端口。
图14为双频段共口径天线中所有高频馈电端口的实测电压驻波比图。
图15为实施例2中宽带双极化电磁透明天线的立体图。
图16为实施例2中宽带双极化电磁透明天线振子臂的结构示意图。
图17为实施例3中宽带双极化电磁透明天线的立体图。
图18为实施例3中宽带双极化电磁透明天线振子臂的结构示意图。
图19为实施例4中宽带双极化电磁透明天线的立体图。
图20为实施例4中宽带双极化电磁透明天线其中一个振子臂的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供了一种用于抑制交叉频带散射干扰的宽带双极化电磁透明天线(“电磁透明”是指双极化天线在某一特定频段内的雷达散射截面很小，从而双极化天线对于工作在该特定频段内的天线来说是电磁不可见的)，该天线101包括介质基板301、反射板501、巴伦401a、401b以及两对正交的振子臂，其中201a与201c为一对振子臂产生+45°极化辐射，201b和201d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂201a-201d被设计在介质基板301上，介质基板301固定在两个正交的巴伦401a、401b顶部，巴伦401a与振子臂201a、201c电气连接，巴伦401b与振子臂201b、201d电气连接，两个巴伦401a、401b垂直固定在反射板501上。
如图3所示，为振子臂201a的结构示意图，振子臂201b、201c、201d与振子臂201a具有相同的结构和尺寸。振子臂201a被一个窄缝801a分割开来，振子臂201a上刻蚀有嵌套式开口谐振槽601a-601f，嵌套式开口谐振槽601a由一个传统的开口谐振槽701a和一个折弯后的小型化开口谐振槽701b构成，开口谐振槽702a和702b的开口方向相同，嵌套式开口谐振槽601b-601f和嵌套式开口谐振槽601a具有相同的结构。当高频子天线工作时，振子臂201a-201d上所感应的高频散射电流集中在嵌套式开口谐振槽601a-601f附近且反向，从而高频散射电流形成的辐射场可以自抵消，进而可以实现交叉频带散射抑制。调整嵌套式开口谐振槽701a、701b的尺寸可以控制宽带双极化电磁透明天线的散射抑制频带，实现双频散射抑制或宽带散射抑制。开口谐振槽属于强谐振结构，其具有良好的频率选择特性，刻蚀开口谐振槽不会恶化双极化电磁透明天线的阻抗匹配特性。总而言之，通过刻蚀开口谐振槽可以使振子臂上分布的特定频率的感应电流反向，从而导致感应电流的散射场自抵消，对于双极化电磁透明天线自身工作频带内的电流没有明显的抑制、阻碍、或抵消的作用。
如图4所示，为在“未刻蚀嵌套型开口谐振槽(LR1)”、“未刻蚀嵌套型开口谐振槽但刻蚀窄缝(LR2)”、“刻蚀嵌套式开口谐振槽和窄缝(P-LR)”三种情况下低频辐射器(由201a-201d和301构成)的单站雷达散射截面。结果显示：相较于LR1与LR2，P-LR可以在特定频段(3.3-3.6GHz)内实现雷达散射截面减缩。
如图5所示，为多频共口径天线的立体图；如图6所示，为多频共口径天线的俯视图。多频共口径天线被用于研究交叉频带散射干扰对高频子天线辐射方向图的影响，以及检验所述宽带双极化电磁透明天线在高频段(3.3-3.6GHz)内的散射抑制效果。如图7、图8、图9所示，分别为Ant-1(仅高频段天线)、Ant-2、Ant-3的立体图。
图10所示为当高频子天线901d被激励时，Ant-1与Ant-2的水平面归一化辐射方向图。对于Ant-1(高频段天线单独工作)，当高频子天线901a的-45°极化端口被激励时，可以获得稳定的高频辐射方向图；对于Ant-2，当高频子天线901a的-45°极化端口被激励时，高频辐射方向图发生严重畸变。如图11所示，为当高频子天线901d被激励时，Ant-1、Ant-3、以及双频段共口径天线的水平面归一化辐射方向图。结果显示，多频共口径天线可以获得与Ant-1相似的高频辐射方向图。这表明所述宽带双极化电磁透明天线对工作在3.3-3.6GHz频段的高频天线具有显著的散射抑制效果。因此，本发明所述的宽带双极化电磁透明天线可以显著地抑制多频共口径天线中的交叉频带散射干扰，并帮助获得稳定的高频辐射方向图。
如图12所示，为双频段共口径天线中低频端口的反射系数与隔离度，结果表明所设计宽带双极化电磁透明天线的-14dB反射系数带宽达51.7％(1.68-2.85GHz)，两个低频端口之间的实测端口隔离度大于27dB。如图13、图14所示，分别为双频段共口径天线中高频端口的仿真与实测电压驻波比，结果表明在高频段天线的工作频带内(3.3-3.6GHz)，所有高频端口的电压驻波比均小于1.5。需要说明的是：方便起见这里给出了低频天线与高频天线的具体工作频段，事实上低频天线与高频天线的工作频段是可以任意变化的。
实施例2
如图15所示，本实施例提供了一种用于抑制交叉频带散射干扰的宽带双极化电磁透明天线，该天线102包括介质基板302、反射板502、巴伦402a、402b以及两对正交的振子臂，其中202a与202c为一对振子臂产生+45°极化辐射，202b和202d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂202a-202d被设计在介质基板302上，介质基板302固定在两个正交的巴伦402a、402b顶部，巴伦402a与振子臂202a、202c电气连接，巴伦402b与振子臂202b、202d电气连接，两个巴伦402a、402b垂直固定在反射板502上。
如图16所示，为振子臂202a的结构示意图，振子臂202b、202c、202d与振子臂202a具有相同的结构和尺寸。振子臂202a上刻蚀有嵌套式开口谐振槽602a-602f，嵌套式开口谐振槽602a由一个传统的开口谐振槽702a和一个折弯后的小型化开口谐振槽702b构成，开口谐振槽702a和702b的开口方向相同，嵌套式开口谐振槽602b-602f和嵌套式开口谐振槽602a具有相同的结构。当高频子天线工作时，振子臂202a-202d上所感应的高频散射电流集中在嵌套式开口谐振槽602a-602f附近且反向，从而高频散射电流形成的辐射场可以自抵消，进而可以实现交叉频带散射抑制。调整嵌套式开口谐振槽702a与702b的尺寸可以控制宽带双极化电磁透明天线的散射抑制频带，实现双频散射抑制或宽带散射抑制。开口谐振槽属于强谐振结构，其具有良好的频率选择特性，刻蚀开口谐振槽不会恶化双极化电磁透明天线的阻抗匹配特性。总而言之，通过刻蚀开口谐振槽可以使振子臂上分布的特定频率的感应电流反向，从而导致感应电流的散射场自抵消，对于双极化电磁透明天线自身工作频带内的电流没有明显的抑制、阻碍、或抵消的作用。
实施例3
如图17所示，本实施例提供了一种用于抑制交叉频带散射干扰的宽带双极化电磁透明天线，该天线103包括介质基板303、反射板503、巴伦403a、403b以及两对正交的振子臂，其中203a与203c为一对振子臂产生+45°极化辐射，203b和203d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂203a-203d被设计在介质基板303上，介质基板303固定在两个正交的巴伦403a、403b顶部，巴伦403a与振子臂203a、203c电气连接，巴伦403b与振子臂203b、203d电气连接，两个巴伦403a、403b垂直固定在反射板503上。
如图18所示，为振子臂203a的结构示意图，振子臂203b、203c、203d与振子臂203a具有相同的结构和尺寸。振子臂203a被一个窄缝803a分割开来，在一定程度上可以增大振子臂的尺寸，为设计开口谐振槽提供足够的空间。振子臂203a上刻蚀有嵌套式开口谐振槽603a-603f，嵌套式开口谐振槽603a由一个传统的开口谐振槽703a和一个折弯后的小型化开口谐振槽703b构成，开口谐振槽703a和703b的开口方向相反，嵌套式开口谐振槽603b-603f和嵌套式开口谐振槽603a具有相似的结构。当高频子天线工作时，振子臂203a-203d上所感应的高频散射电流集中在嵌套式开口谐振槽603a-603f附近且反向，从而高频散射电流形成的辐射场可以自抵消，进而可以实现交叉频带散射抑制。调整嵌套式开口谐振槽703a、703b的尺寸可以控制宽带双极化电磁透明天线的散射抑制频带，实现双频散射抑制或宽带散射抑制。开口谐振槽属于强谐振结构，其具有良好的频率选择特性，刻蚀开口谐振槽不会恶化双极化电磁透明天线的阻抗匹配特性。总而言之，通过刻蚀开口谐振槽可以使振子臂上分布的特定频率的感应电流反向，从而导致感应电流的散射场自抵消，对于双极化电磁透明天线自身工作频带内的电流没有明显的抑制、阻碍、或抵消的作用。
实施例4
如图19所示，本实施例提供了一种用于抑制交叉频带散射干扰的宽带双极化电磁透明天线，该天线104包括介质基板304、反射板504、巴伦404a、404b以及两对正交的振子臂，其中204a与204c为一对振子臂产生+45°极化辐射，204b和204d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂204a-204d被设计在介质基板304上，介质基板304固定在两个正交的巴伦404a、404b顶部，巴伦404a与振子臂204a、204c电气连接，巴伦404b与振子臂204b、204d电气连接，两个巴伦404a、404b垂直固定在反射板504上。
如图20所示，为振子臂204a的结构示意图，振子臂204b、204c、204d与振子臂204a具有相同的结构和尺寸。振子臂204a被一个窄缝804a分割开来，在一定程度上可以增大振子臂的尺寸，为设计开口谐振槽提供足够的空间。振子臂204a上刻蚀有嵌套式开口谐振槽604a-604f，嵌套式开口谐振槽604a由两个传统的开口谐振槽704a、704b构成，开口谐振槽704a、704b的开口方向相同(当然，也可以是相反的)，嵌套式开口谐振槽604b-604f和嵌套式开口谐振槽604a具有相同的结构。当高频子天线工作时，振子臂204a-204d上所感应的高频散射电流集中在嵌套式开口谐振槽604a-604f附近且反向，从而高频散射电流形成的辐射场可以自抵消，进而可以实现交叉频带散射抑制。调整嵌套式开口谐振槽704a、704b的尺寸可以控制宽带双极化电磁透明天线的散射抑制频带，实现双频散射抑制或宽带散射抑制。开口谐振槽属于强谐振结构，其具有良好的频率选择特性，刻蚀开口谐振槽不会恶化双极化电磁透明天线的阻抗匹配特性。总而言之，通过刻蚀开口谐振槽可以使振子臂上分布的特定频率的感应电流反向，从而导致感应电流的散射场自抵消，对于双极化电磁透明天线自身工作频带内的电流没有明显的抑制、阻碍、或抵消的作用。
当然，除了以上四个实施例的情况外，本发明所述的宽带双极化电磁透明天线还存在有多种形式，比如增加每个嵌套式开口谐振槽的数量、改变开口谐振槽的形状、开口朝向等，在此不再一一列举说明。此外，不同振子臂上的嵌套式开口谐振槽的数量可以相同或者不同，不同开口谐振槽的物理尺寸可以相同或者不同。另外，在上述四个实施例中，所述振子臂都是印制在介质基板上的，其实，振子臂也可以以金属铸件的形式存在。
本发明旨在通过采用嵌套式开口谐振槽实现双频散射抑制或宽带散射抑制；同时采用环状的振子臂以帮助实现宽带阻抗匹配；环状的振子臂上可以刻蚀有一条直线窄缝用来增大振子臂的尺寸，从而为刻蚀开口谐振槽提供足够的设计空间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：包括四个振子臂、介质基板、第一巴伦、第二巴伦和反射板；所述第一巴伦和第二巴伦相互交叉在一起形成为巴伦组，并垂直固定在反射板上，所述介质基板固定在巴伦组的顶部，四个振子臂设计在介质基板上，并呈四边形分布，且对角线上的两个振子臂组成一对振子臂组，四个振子臂共组成有两对振子臂组，该两对振子臂组用于产生不同极化的辐射，所述第一巴伦与其中一对振子臂组的两个振子臂电气连接，所述第二巴伦与另外一对振子臂组的两个振子臂电气连接，每个振子臂上刻蚀有至少一个嵌套式开口谐振槽，覆盖于整个振子臂，所述嵌套式开口谐振槽由内、外两个开口谐振槽构成，通过嵌套式开口谐振槽的尺寸决定天线的散射抑制频带，内、外两个开口谐振槽分别对应并控制两个散射抑制频带，调整内、外两个开口谐振槽的尺寸能够将两个相对窄的散射抑制频段合并为一个宽的散射抑制频带，从而实现宽带散射抑制，且在散射抑制频带内，振子臂上的散射电流主要分布在嵌套式开口谐振槽附近且反向，而反向的散射电流所产生的散射场能够自抵消，从而有效抑制宽带双极化电磁透明天线对工作在其作用频带内天线所产生的散射干扰，进而实现电磁透明的效果。
2.根据权利要求1所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述振子臂为封闭式环状振子臂或者开口式环状振子臂。
3.根据权利要求2所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述内、外两个开口谐振槽的开口方向相同，但形状不一样，里面的那个开口谐振槽经过折弯使其小型化。
4.根据权利要求2所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述内、外两个开口谐振槽的开口方向和形状都不一样，里面的那个开口谐振槽经过折弯使其小型化。
5.根据权利要求2所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述内、外两个开口谐振槽的形状和开口方向都相同。
6.根据权利要求2所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述内、外两个开口谐振槽的形状相同，但开口方向相反。
7.根据权利要求1所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述反射板为金属反射板。
8.根据权利要求1所述的一种宽带双极化电磁透明天线，其特征在于：所述振子臂为金属铸件或者由印制电路板制成。
CN202111090816.4A 2021-09-17 2021-09-17 一种宽带双极化电磁透明天线 Active CN113964490B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111090816.4A CN113964490B (zh) 2021-09-17 2021-09-17 一种宽带双极化电磁透明天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111090816.4A CN113964490B (zh) 2021-09-17 2021-09-17 一种宽带双极化电磁透明天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113964490A true CN113964490A (zh) 2022-01-21
CN113964490B CN113964490B (zh) 2022-10-25

Family

ID=79461575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111090816.4A Active CN113964490B (zh) 2021-09-17 2021-09-17 一种宽带双极化电磁透明天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113964490B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116031649A (zh) * 2023-03-28 2023-04-28 普罗斯通信技术（苏州）有限公司 一种辐射单元及天线

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201114625D0 (en) * 2011-08-24 2011-10-05 Antenova Ltd Antenna isolation using metamaterial
CN202142639U (zh) * 2011-04-26 2012-02-08 肖丙刚 一种基于互补裂环谐振器的超宽带双带阻天线
CN111786112A (zh) * 2020-06-22 2020-10-16 华南理工大学 一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线
CN111864367A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 摩比天线技术（深圳）有限公司 低频辐射单元及基站天线
CN111987463A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 康普技术有限责任公司 用于基站天线的紧凑多频带和双极化辐射元件
CN112164869A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 京信通信技术(广州)有限公司 天线、低频辐射单元及辐射臂
CN112490651A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 杭州电子科技大学 一种多频带基站散射抑制天线
CN113314833A (zh) * 2021-04-16 2021-08-27 华南理工大学 低散射辐射单元及多频共口径天线阵列

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202142639U (zh) * 2011-04-26 2012-02-08 肖丙刚 一种基于互补裂环谐振器的超宽带双带阻天线
GB201114625D0 (en) * 2011-08-24 2011-10-05 Antenova Ltd Antenna isolation using metamaterial
CN111987463A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 康普技术有限责任公司 用于基站天线的紧凑多频带和双极化辐射元件
CN111786112A (zh) * 2020-06-22 2020-10-16 华南理工大学 一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线
CN111864367A (zh) * 2020-07-27 2020-10-30 摩比天线技术（深圳）有限公司 低频辐射单元及基站天线
CN112164869A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 京信通信技术(广州)有限公司 天线、低频辐射单元及辐射臂
CN112490651A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 杭州电子科技大学 一种多频带基站散射抑制天线
CN113314833A (zh) * 2021-04-16 2021-08-27 华南理工大学 低散射辐射单元及多频共口径天线阵列

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QIAN LI等: "Cascaded Split-Ring Resonator for Decoupling of Broadband Dual-Polarized Base Station Antenna Array", 《2021 13TH GLOBAL SYMPOSIUM ON MILLIMETER-WAVES & TERAHERTZ (GSMM)》 *
褚庆昕等: "5G基站天线面临的电磁兼容问题及对策", 《安全与电磁兼容》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116031649A (zh) * 2023-03-28 2023-04-28 普罗斯通信技术（苏州）有限公司 一种辐射单元及天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN113964490B (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210305722A1 (en) Broadband Dual-Polarization Filtering Base Station Antenna Unit, Base Station Antenna Array and Communication Device
US20200127389A1 (en) Antennas including multi-resonance cross-dipole radiating elements and related radiating elements
CN107834183B (zh) 一种具有高隔离度的小型化双频双极化滤波天线
CN107230840B (zh) 高增益宽带微带贴片天线
CN109301462B (zh) 一种应用于5g通信的双宽面磁电偶极子基站天线
CN114976665B (zh) 一种加载频率选择表面辐射稳定的宽带双极化偶极子天线
CN114069257B (zh) 一种基于强耦合偶极子的超宽带双极化相控阵天线
CN113497356B (zh) 一种双带双极化滤波天线
Abdullah et al. Compact four-port MIMO antenna system at 3.5 GHz
CN112993557A (zh) 一种共口径低剖面双频双圆极化天线结构
AL-Amoudi Study, design, and simulation for microstrip patch antenna
US4740793A (en) Antenna elements and arrays
CN110233340B (zh) 一种加载方形开缝贴片的双频双极化5g天线
CN113964490B (zh) 一种宽带双极化电磁透明天线
CN110518343B (zh) 基于单极子结构的宽带基站天线
CN113937465B (zh) 一种双极化电磁透明天线及其实现双频散射抑制的方法
CN110911828A (zh) 一种采用集成六端口功率分配器的宽带差分馈电双极化天线
CN110380199A (zh) 基于微带栅格和贴片的共口径双频带阵列天线
US11837793B2 (en) Wideband wide-beamwidth polarization diverse antenna
CN114865312A (zh) 一种自去耦贴片天线
CN113036404A (zh) 低剖面超宽带双极化天线振子、天线阵列及基站设备
Mandloi et al. Design of dual-band MIMO antenna with inverted L-shaped arms for 5G applications
Ma et al. Broadband dual-polarization microstrip antenna with high cross-polarization isolation for SAR application
CN114846695A (zh) 双极化连接天线阵列
Satyanarayana et al. Compact 8-port coupled-fed mimo antenna array for sub-6 ghz 5g smartphone terminals

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant