CN114447617A - 基于微带线结构去耦设计的微带天线结构及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构及其设计方法，包括微带天线阵列和去耦结构；微带天线阵列包括第四个微带天线单元和四个馈电微带线，去耦结构包括两个设置于微带天线阵列中心的T型微带线和四个设置于馈电微带线附近的耦合微带线。本发明在微带天线单元周围设置T型微带线和耦合微带线，在有效利用微带天线单元间的空间、不破坏地层形状和不需要重新优化设计微带天线单元的阻抗匹配的前提下，能够有效提高微带天线结构端口间的隔离度，从而可以改善对应MIMO系统的性能。

Description

基于微带线结构去耦设计的微带天线结构及其设计方法

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构及其设计方法。

背景技术

现有的天线去耦主要应用于提高MIMO系统中天线的端口隔离度，从而降低信号流之间的串扰，减小后端数据处理的压力并提高容错率，同时还可以改善MIMO系统中天线的远场方向图形状，提高系统的收发信噪比。现有技术中，主要用于天线去耦的结构有：电磁带隙结构和缺陷地结构，通过在天线单元间引入带阻响应，从而可以抑制天线单元间由于表面波效应产生的耦合；中和线结构，通过在天线单元间引入一条新的耦合路径，并且让原先的耦合和新的耦合路径产生的耦合在工作频段上产生反相抵消的效果，从而实现天线单元之间的去耦；去耦表面，在天线阵列上方合适的位置放置去耦表面，可以通过调节反射波的相位和幅度，实现原先耦合和反射产生的耦合反相抵消，从而实现天线单元之间的去耦。

但是上述主要用于天线去耦的结构还存在着如下的问题：利用电磁带隙结构虽然可以起到降低天线单元间耦合的作用，但是存在结构尺寸较大以及去耦带宽较窄的缺点，其原因在于带阻结构有效带宽较小，并且由于带阻结构一般是通过周期性结构产生带阻响应，因而必然需要占据较大的空间来实现；利用缺陷地结构同样存在结构尺寸较大的缺点，除此之外，由于在地层上采用开槽等技术手段，使得地层上的表面电流分布产生变化，容易产生交叉极化恶化和背向辐射变差的问题；利用中和线结构来降低天线单元间的耦合，由于需要考虑相位调节和幅度调节的因素，新的耦合路径在物理结构上可能会出现寄生辐射和交叉极化恶化的结果，另外在天线单元上引入新的耦合路径也增加了结构复杂度，同时可能会影响天线单元的阻抗匹配；利用在天线阵列上方放置去耦表面来降低天线单元间的耦合，毫无疑问会增加天线设计的空间和复杂度，在有高集成度需求的MIMO系统方案中，去耦表面的引入必然伴随着集成度的降低，另外去耦表面产生的反射波也很可能降低天线的辐射效率。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构及其设计方法，在微带天线单元周围设置微带线结构，在有效利用微带天线单元间的空间、不破坏地层形状和不需要重新优化设计微带天线单元的阻抗匹配的前提下，能够有效提高微带天线结构端口间的隔离度，从而可以改善对应MIMO系统的性能。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，包括微带天线阵列和去耦结构；

所述微带天线阵列包括第一微带天线单元、第二微带天线单元、第三微带天线单元、第四微带天线单元、连接第一微带天线单元的第一馈电微带线、连接第二微带天线单元的第二馈电微带线、连接第三微带天线单元的第三馈电微带线和连接第四微带天线单元的第四馈电微带线；

所述去耦结构包括第一T型微带线、第二T型微带线、第一耦合微带线、第二耦合微带线、第三耦合微带线和第四耦合微带线，其中：

所述第一T型微带线和第二T型微带线设置于微带天线阵列的中心且相互耦合，第一微带天线单元和第二微带天线单元分别设置于第一T型微带线两侧且耦合到第一T型微带线，第三微带天线单元和第四微带天线单元分别设置于第二T型微带线两侧且耦合到第二T型微带线；

所述第一耦合微带线耦合到第一馈电微带线，第二耦合微带线耦合到第二馈电微带线，第三耦合微带线耦合到第三馈电微带线和第二耦合微带线，以及耦合到第四馈电微带线和第一耦合微带线的第四耦合微带线。

优选地，第一T型微带线和第二T型微带线、第一微带天线单元和第二微带天线单元、第一微带天线单元和第四微带天线单元、第二微带天线单元和第三微带天线单元、第三微带天线单元和第四微带天线单元、第一馈电微带线和第二馈电微带线、第一馈电微带线和第四馈电微带线、第二馈电微带线和第三馈电微带线、第三馈电微带线和第四馈电微带线、第一耦合微带线和第二耦合微带线、第一耦合微带线和第四耦合微带线、第二耦合微带线和第三耦合微带线以及第三耦合微带线和第四耦合微带线分别对称设置。

优选地，每个馈电微带线包括若干组“凸”字形结构。

优选地，每个微带天线单元在其与馈电微带线连接的位置开槽。

优选地，还包括介质基板，所述介质基板包括顶部金属层和底部金属层，所述微带天线阵列和去耦结构均设置于顶部金属层上。

一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构的设计方法，包括如下步骤：

S1：在介质基板的顶部金属层上刻蚀出微带天线阵列，包括第一微带天线单元、第二微带天线单元、第三微带天线单元、第四微带天线单元、连接第一微带天线单元的第一馈电微带线、连接第二微带天线单元的第二馈电微带线、连接第三微带天线单元的第三馈电微带线和连接第四微带天线单元的第四馈电微带线；

S2：在介质基板的顶部金属层上、微带天线阵列的中心刻蚀出T形微带线，包括相互耦合的第一T型微带线和第二T型微带线，第一微带天线单元和第二微带天线单元分别设置于第一T型微带线两侧且耦合到第一T型微带线，第三微带天线单元和第四微带天线单元分别设置于第二T型微带线两侧且耦合到第二T型微带线；

S3：在介质基板的顶部金属层上刻蚀出耦合微带线，包括第一耦合微带线、第二耦合微带线、第三耦合微带线和第四耦合微带线，所述第一耦合微带线耦合到第一馈电微带线，第二耦合微带线耦合到第二馈电微带线，第三耦合微带线耦合到第三馈电微带线和第二耦合微带线，以及耦合到第四馈电微带线和第一耦合微带线的第四耦合微带线。

优选地，所述步骤S1之前还包括：在介质基板上刻蚀一圈金属化过孔，所述一圈金属化过孔环绕的、介质基板的顶部金属层的区域为微带天线阵列、T形微带线和耦合微带线的刻蚀区域。

有益效果：与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

本发明在微带天线单元周围设置微带线结构，能够有效提高微带天线结构端口间的隔离度，从而可以改善对应MIMO系统的性能；

同时，本发明有效利用微带天线单元间的空间，在物理实现上需要的空间更小；不破坏地层形状，避免引入的寄生辐射和相应的交叉极化水平的恶化；去耦结构没有和微带天线单元直接连接，不需要重新优化设计微带天线单元的阻抗匹配；直接在介质基板的顶部金属层上实现去耦，避免了法向空间的使用，减少了对整个系统设计集成度的降低。

附图说明

图1为本发明实施例所述的微带天线结构的顶部金属层的示意图；

图2为本发明实施例所述的微带天线结构的底部金属层的示意图；

图3为未加载去耦结构、加载T形微带线结构和同时加载T形微带线结构和耦合微带线结构的第一端口的端口耦合度曲线对比示意图；

图4为未加载去耦结构、加载T形微带线结构和同时加载T形微带线结构和耦合微带线结构的第一端口与第二端口之间的端口耦合度曲线对比示意图；

图5为未加载去耦结构、加载T形微带线结构和同时加载T形微带线结构和耦合微带线结构的第一端口和第三端口之间的端口耦合度曲线对比示意图；

图6为未加载去耦结构、加载T形微带线结构和同时加载T形微带线结构和耦合微带线结构的第一端口和第四端口之间的端口耦合度曲线对比示意图；

其中，第一端口11，第二端口12，第三端口13，第四端口14；第一微带天线单元21，第二微带天线单元22，第三微带天线单元23，第四微带天线单元24；第一馈电微带线31，第二馈电微带线32，第三馈电微带线33，第四馈电微带线34；第一T型微带线41，第二T型微带线42；第一耦合微带线51，第二耦合微带线52，第三耦合微带线53，第四耦合微带线54；金属化过孔6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明公开了一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，包括2×2规模的微带天线阵列和去耦结构。

2×2规模的微带天线阵列包括四个微带天线单元和四个馈电微带线，其中：

四个微带天线单元分别为第一微带天线单元21、第二微带天线单元22、第三微带天线单元23和第四微带天线单元24，以2×2的阵列规模设置，第一微带天线单元21和第二微带天线单元22、第一微带天线单元21和第四微带天线单元24、第二微带天线单元22和第三微带天线单元23、第三微带天线单元23和第四微带天线单元24分别对称设置，且第一微带天线单元21和第二微带天线单元22的对称轴与第三微带天线单元23和第四微带天线单元24的对称轴相同，设为第一对称轴，第一微带天线单元21和第四微带天线单元24的对称轴与第二微带天线单元22和第三微带天线单元23的对称轴相同，设为第二对称轴，则有第一对称轴垂直于第二对称轴。

四个馈电微带线分别为第一馈电微带线31、第二馈电微带线32、第三馈电微带线33和第四馈电微带线34，第一馈电微带线31一端直接连接第一微带天线单元21，另一端连接微带天线结构的第一端口11；第二馈电微带线32一端直接连接第二微带天线单元22，另一端连接微带天线结构的第二端口12；第三馈电微带线33一端直接连接第三微带天线单元23，另一端连接微带天线结构的第三端口13；第四馈电微带线34一端直接连接第四微带天线单元24，另一端连接微带天线结构的第四端口14。第一馈电微带线31和第二馈电微带线32、第三馈电微带线33和第四馈电微带线34分别关于第一对称轴对称设置，第一馈电微带线31和第四馈电微带线34、第二馈电微带线32和第三馈电微带线33分别关于第二对称轴对称设置。

去耦结构包括T形微带线结构和耦合微带线结构，其中：

T形微带线结构包括两个T型微带线，两个T型微带线分别为相互耦合的第一T型微带线41和第二T型微带线42，第一T型微带线41和第二T型微带线42关于第二对称轴对称设置于2×2规模的微带天线阵列的中心，第一微带天线单元21和第二微带天线单元22分别设置于第一T型微带线41两侧且均耦合到第一T型微带线41，第三微带天线单元23和第四微带天线单元24分别设置于第二T型微带线42两侧且均耦合到第二T型微带线42。通过对T形微带线的引入，在微带天线单元间增加了一个耦合电流路径，从而一般地，激励第一微带天线单元21时，可以将第一微带天线单元21和第二微带天线单元22之间的大部分耦合能量通过该耦合电流路径转移到第三微带天线单元23和第四微带天线单元24上，从而有效提高第一微带天线单元21和第二微带天线单元22对应的端口即第一端口11和第二端口12之间的端口隔离度。并且通过对T形微带线的结构参数进行调整，可以实现第一微带天线单元21和第三微带天线单元23之间、第一微带天线单元21和第四微带天线单元24之间的耦合电磁场的部分抵消，从而一定程度地提高第一微带天线单元21和第三微带天线单元23对应的端口即第一端口11和第三端口13之间以及第一微带天线单元21和第四微带天线单元24对应的端口即第一端口11和第四端口14之间的端口隔离度。

耦合微带线结构包括四个耦合微带线，四个耦合微带线分别为第一耦合微带线51、第二耦合微带线52、第三耦合微带线53和第四耦合微带线54，第一耦合微带线51耦合到第一馈电微带线31，第二耦合微带线52耦合到第二馈电微带线32，第三耦合微带线53耦合到第三馈电微带线33和第二耦合微带线52，第四耦合微带线54耦合到第四馈电微带线34和第一耦合微带线51。第一耦合微带线51和第二耦合微带线52、第三耦合微带线53和第四耦合微带线54分别关于第一对称轴对称设置，第一耦合微带线51和第四耦合微带线54、第二耦合微带线52和第三耦合微带线53分别关于第二对称轴对称设置。对于微带天线结构的不同端口来说，会在耦合微带线的谐振频点左右产生一个传输极大值点，同时通过调节每个耦合微带线的结构参数、每个耦合微带线和馈电微带线间的耦合、耦合微带线之间的耦合以及耦合微带线的相对位置，如图3至图6所示，可以在工作频段内相应地产生一个传输零点，这个传输零点在第一微带天线单元21和第四微带天线单元24之间、第二微带天线单元22和第三微带天线23之间的端口耦合度曲线上表现的最明显。

通过T形微带线结构和耦合微带线结构的设置，可以有效提高2×2规模的微带天线阵列的端口隔离度。

每个馈电微带线包括若干组“凸”字形结构，即每个馈电微带线沿长度方向可划分为若干段，每段的宽度不同；且每个微带天线单元在其与馈电微带线连接的位置开槽，用来改善阻抗匹配。

本发明所述的微带天线结构还包括介质基板，介质基板包括顶部金属层和底部金属层，微带天线单元、馈电微带线、T型微带线和耦合微带线均设置在顶部金属层上，介质基板的底部金属层作为微带天线结构的完整的地层，因此本发明所述微带天线结构避免了对地层的破坏，避免了引入寄生辐射和相应的交叉极化水平的恶化。同时微带天线单元、馈电微带线、T型微带线和耦合微带线均设置在顶部金属层上，还避免了法向空间的使用，减小了对集成度的降低。

本发明所述微带天线结构中，T形微带线和耦合微带线均没有和微带天线单元直接连接，减小了对微带天线单元的阻抗匹配的影响，不用对阻抗匹配进行重新优化。

本发明还公开了一种基于微带线结构的微带天线结构的设计方法，包括如下步骤：

S1：在介质基板的顶部金属层上刻蚀出微带天线阵列，包括第一微带天线单元21、第二微带天线单元22、第三微带天线单元23、第四微带天线单元24、连接第一微带天线单元21的第一馈电微带线31、连接第二微带天线单元22的第二馈电微带线32、连接第三微带天线单元23的第三馈电微带线33和连接第四微带天线单元24的第四馈电微带线34；

S2：在介质基板的顶部金属层上、微带天线阵列的中心刻蚀出T形微带线，包括相互耦合的第一T型微带线41和第二T型微带线42，第一微带天线单元21和第二微带天线单元22分别设置于第一T型微带线41两侧且耦合到第一T型微带线41，第三微带天线单元23和第四微带天线单元24分别设置于第二T型微带线42两侧且耦合到第二T型微带线42；

S3：在介质基板的顶部金属层上刻蚀出耦合微带线，包括第一耦合微带线51、第二耦合微带线52、第三耦合微带线53和第四耦合微带线54，所述第一耦合微带线51耦合到第一馈电微带线31，第二耦合微带线52耦合到第二馈电微带线32，第三耦合微带线53耦合到第三馈电微带线33和第二耦合微带线52，以及耦合到第四馈电微带线34和第一耦合微带线51的第四耦合微带线54。

在步骤S1之前还包括：在介质基板上刻蚀一圈金属化过孔6，所述一圈金属化过孔6环绕的、介质基板的顶部金属层的区域为微带天线阵列、T形微带线和耦合微带线的刻蚀区域。

实施例

本实施例公开了一种基于微带线结构的微带天线结构，考虑到天线工作在毫米波频段，选用的介质基板是0.254 mm厚度的TSM-DS3。介质基板的水平截面为方形，以介质基板的中心为原点O，以与介质基板的水平截面的长、宽分别平行的直线为x轴和y轴，以与XOY平面垂直的过原点O的直线为z轴，建立空间直接坐标系。

如图1所示，在介质基板上刻蚀一圈金属化过孔6，在金属化过孔6环绕的、介质基板的顶部金属层的区域中刻蚀出微带天线阵列和加载的去耦结构的图案。如图2所示，介质基板的底部金属层是该微带天线结构的地层，上面未刻蚀金属图案。设置金属化过孔6能够限制电磁场在介质基板中的传播过程，一定程度上减小了介质基板上电磁能量的丢失程度，并在一定程度上减小了介质板边缘电磁辐射。

微带天线阵列包含沿x轴和y轴均完全对称放置的四个物理尺寸完全相同的微带天线单元，分别标记为第一微带天线单元21、第二微带天线单元22、第三微带天线单元23和第四微带天线单元24，每个微带天线单元的物理尺寸均为1.28×1.65 mm²，每个微带天线单元与x轴和y轴之间的间距均为2.42 mm（62 GHz的半波长），每个微带天线单元的谐振频点均为62GHz。结合附图6，在所述去耦结构的设计中，耦合微带线路径的谐振频点设计成在通带的低频带外的58GHz，其目的是将|S41|曲线新增的零点放置在通带低频带外附近，从而和已存在的零点共同实现整个通带内|S41|的有效抑制，62 GHz即为通带的中心附近。

另外微带天线阵列还包括同样沿x轴和y轴均完全对称放置的四个物理尺寸完全相同的馈电微带线，分别标记为第一馈电微带线31、第二馈电微带线32、第三馈电微带线33和第四馈电微带线34。第一馈电微带线31的一端和第一微带天线单元21直接相连接，第一馈电微带线31的另一端和第一端口11连接；第二馈电微带线32的一端和第二微带天线单元22直接相连接，第二馈电微带线32的另一端和第二端口12连接；第三馈电微带线33的一端和第三微带天线单元23直接相连接，第三馈电微带线33的另一端和第三端口13连接；第四馈电微带线34的一端和第四微带天线单元24直接相连接，第四馈电微带线34的另一端和第四端口14连接。每个馈电微带线做了三级宽度变化，三个宽度分别为0.45 mm、0.36 mm以及0.15 mm。每个微带天线单元在其和馈电微带线相连接的位置开了对称的一对槽，槽的宽度为0.1 mm，均用来改善阻抗匹配。

加载的耦合结构包括一对位于微带天线阵列中心的、关于YOZ平面对称放置的T形微带线结构，T形微带线结构包括物理尺寸完全相同的第一T形微带线41和第二T形微带线42，第一微带天线单元21和第二微带天线单元22对称地放置于第一T形微带线41的左右，第三微带天线单元23和第四微带天线单元24同样对称地放置于第二T形微带线42的左右。第一T形微带线41和第二T形微带线42均包括与y轴平行的第一枝节以及与x轴平行的第二枝节，第一枝节位于第二枝节内侧。第一T形微带线41和第二T形微带线42的设计过程如下：

1、确定第一T形微带线41的第一枝节和第二T形微带线42的第一枝节的宽度分别为0.15mm；

确定第一T形微带线41的第二枝节和第二T形微带线42的第二枝节的宽度分别为0.25mm；

2、将第一T形微带线41和第二T形微带线42之间沿x轴方向的间距，即将第一T形微带线41的第一枝节和第二T形微带线42的第一枝节之间的间距调整到合适的大小，为0.2mm；

将第一T形微带线41位于第一微带天线单元21和第二微带天线单元22中间的第二枝节和第二T形微带线42位于第三微带天线单元23和第四微带天线单元24中间的第二枝节的长度调整到合适的大小，为1.3mm，使得第一T形微带线41和第一微带天线单元21之间、第二微带天线单元22之间存在合适的电磁耦合强度，以及第二T形微带线42和第三微带天线单元23之间、第四微带天线单元24之间存在合适的电磁耦合强度；

3、调节第一T形微带线41的第一枝节和第二T形微带线42的第一枝节的长度，为1mm，使得第一T形微带线41和第二T形微带线42之间存在合适的电磁耦合强度。

如图3至图6所示，加载了T型微带线结构的微带天线阵列可以有效提高第一端口11和第二端口12之间的隔离度（第三端口13和第四端口14之间的隔离度同理可以有效提高），同时一定程度上提高第一端口11和第三端口13之间以及第一端口11和第二端口14之间的隔离度（第二端口12和第四端口14之间以及第二端口12和第三端口13之间的隔离度同理可以一定程度上提高）。

另外，加载的耦合结构还包括两对关于XOZ平面对称的、位于微带天线阵列外围的耦合微带线结构，同时每对耦合微带线结构关于YOZ平面对称放置，耦合微带线结构包括物理尺寸完全相同的第一耦合微带线51、第二耦合微带线52、第三耦合微带线53和第四耦合微带线54，每个耦合微带线产生自谐振的谐振频点均为58GHz。第一耦合微带线51、第二耦合微带线52、第三耦合微带线53和第四耦合微带线54为弯曲的“工”字形，均包括与y轴平行的第一枝节、与x轴平行的第二枝节以及连接第一枝节与第二枝节的第三枝节。第一耦合微带线51、第二耦合微带线52、第三耦合微带线53和第四耦合微带线54的设计过程如下：

1、确定耦合微带线的第一枝节和第二枝节的宽度，分别为0.15mm；

确定耦合微带线的第三枝节的宽度，分别为0.2mm；

2、将第一耦合微带线51和第四耦合微带线54之间沿x轴方向的间距以及第二耦合微带线52和第三耦合微带线53之间沿x轴方向的间距，即将第一耦合微带线51的第一枝节和第四耦合微带线54的第一枝节之间的间距以及第二耦合微带线52的第一枝节和第三耦合微带线51的第一枝节之间的间距调整到合适的大小，均为0.2mm，使得第一耦合微带线51和第四耦合微带线54之间、第二耦合微带线52和第三耦合微带线53之间存在合适的电磁耦合强度；

将第一耦合微带线51和第一馈电微带线31之间沿y轴方向的间距、第二耦合微带线52和第二馈电微带线32之间沿y轴方向的间距、第三耦合微带线53和第三馈电微带线33之间沿y轴方向的间距以及第四耦合微带线54和第四馈电微带线34之间沿y轴方向的间距，即将第一耦合微带线51的第二枝节和第一馈电微带线31之间的间距、第二耦合微带线52的第二枝节和第二馈电微带线32之间的间距、第三耦合微带线53的第二枝节和第三馈电微带线33之间的间距以及第四耦合微带线54的第二枝节和第四馈电微带线34之间的间距调整到合适的大小，均为0.15mm，使得第一耦合微带线51和第一馈电微带线31之间、第二耦合微带线52和第二馈电微带线32之间、第三耦合微带线53和第三馈电微带线33之间、第四耦合微带线54和第四馈电微带线34之间存在合适的电磁耦合强度；

3、调节耦合微带线和馈电微带线耦合的相对位置，即调节第一耦合微带线51的第二枝节的中心和第一微带天线单元31的中心之间沿x轴方向的相对距离、第二耦合微带线52的第二枝节的中心和第二微带天线单元32的中心之间沿x轴方向的相对距离、第三耦合微带线53的第二枝节的中心和第三微带天线单元33的中心之间沿x轴方向的相对距离、第四耦合微带线54的第二枝节的中心和第四微带天线单元34的中心之间沿x轴方向的相对距离，均为2mm，这样可以实现第一端口11和第四端口14之间、第二端口12和第三端口13之间在通带低频带外一频点位置的耦合能量的抵消，从而在通带低频带外此频点位置引入一个端口耦合度曲线的零点；

调节耦合微带线的第一枝节和第二枝节的长度，分别为1.1mm和0.8mm，使得上述端口耦合度曲线的零点更加明显；

4、调节耦合微带线的第三枝节的长度，为4.1mm，使得耦合微带线在58 GHz左右出现自谐振，表现在第一端口11和第四端口14的端口耦合度曲线上为：在58 GHz左右出现一个极大值点，同时将第一端口11和第四端口14的新的端口耦合度曲线零点移到通带（60.8GHz-63.4 GHz）的低频带外的合适的频点位置，合适的频点位置为59.7 GHz，使得新增的耦合度曲线零点和原有的耦合度曲线零点共同有效抑制了整个通带的第一端口11和第四端口14的端口耦合度曲线（对第二端口12和第三端口13间的端口耦合度抑制由一致对称性同理可知）。

如图3至图6所示，通过加载两种不同类型的微带线结构，即T形微带线结构和耦合微带线结构，可以实现在60.8-63.4GHz的-10dB|S₁₁|阻抗带宽内，将第一端口11和第二端口12的隔离度由最差的15.6dB提高到26dB左右，将第一端口11和第三端口13的隔离度由最差的20.8dB提高到23.5dB，将第一端口11和第四端口14的隔离度由最差的17dB提高到25dB左右，从而验证了本发明所述微带天线结构的去耦的有效性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，其特征在于，包括微带天线阵列和去耦结构；

所述微带天线阵列包括第一微带天线单元（21）、第二微带天线单元（22）、第三微带天线单元（23）、第四微带天线单元（24）、连接第一微带天线单元（21）的第一馈电微带线（31）、连接第二微带天线单元（22）的第二馈电微带线（32）、连接第三微带天线单元（23）的第三馈电微带线（33）和连接第四微带天线单元（24）的第四馈电微带线（34）；

所述去耦结构包括第一T型微带线（41）、第二T型微带线（42）、第一耦合微带线（51）、第二耦合微带线（52）、第三耦合微带线（53）和第四耦合微带线（54），其中：

所述第一T型微带线（41）和第二T型微带线（42）设置于微带天线阵列的中心且相互耦合，第一微带天线单元（21）和第二微带天线单元（22）分别设置于第一T型微带线（41）两侧且耦合到第一T型微带线（41），第三微带天线单元（23）和第四微带天线单元（24）分别设置于第二T型微带线（42）两侧且耦合到第二T型微带线（42）；

所述第一耦合微带线（51）耦合到第一馈电微带线（31），第二耦合微带线（52）耦合到第二馈电微带线（32），第三耦合微带线（53）耦合到第三馈电微带线（33）和第二耦合微带线（52），以及耦合到第四馈电微带线（34）和第一耦合微带线（51）的第四耦合微带线（54）。

2.根据权利要求1所述的一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，其特征在于，第一T型微带线（41）和第二T型微带线（42）、第一微带天线单元（21）和第二微带天线单元（22）、第一微带天线单元（21）和第四微带天线单元（24）、第二微带天线单元（22）和第三微带天线单元（23）、第三微带天线单元（23）和第四微带天线单元（24）、第一馈电微带线（31）和第二馈电微带线（32）、第一馈电微带线（31）和第四馈电微带线（34）、第二馈电微带线（32）和第三馈电微带线（33）、第三馈电微带线（33）和第四馈电微带线（34）、第一耦合微带线（51）和第二耦合微带线（52）、第一耦合微带线（51）和第四耦合微带线（54）、第二耦合微带线（52）和第三耦合微带线（53）以及第三耦合微带线（53）和第四耦合微带线（54）分别对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，其特征在于，每个馈电微带线包括若干组“凸”字形结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，其特征在于，每个微带天线单元在其与馈电微带线连接的位置开槽。

5.根据权利要求1所述的一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构，其特征在于，还包括介质基板，所述介质基板包括顶部金属层和底部金属层，所述微带天线阵列和去耦结构均设置于顶部金属层上。

6.一种基于微带线结构去耦设计的微带天线结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在介质基板的顶部金属层上刻蚀出微带天线阵列，包括第一微带天线单元（21）、第二微带天线单元（22）、第三微带天线单元（23）、第四微带天线单元（24）、连接第一微带天线单元（21）的第一馈电微带线（31）、连接第二微带天线单元（22）的第二馈电微带线（32）、连接第三微带天线单元（23）的第三馈电微带线（33）和连接第四微带天线单元（24）的第四馈电微带线（34）；

S2：在介质基板的顶部金属层上、微带天线阵列的中心刻蚀出T形微带线，包括相互耦合的第一T型微带线（41）和第二T型微带线（42），第一微带天线单元（21）和第二微带天线单元（22）分别设置于第一T型微带线（41）两侧且耦合到第一T型微带线（41），第三微带天线单元（23）和第四微带天线单元（24）分别设置于第二T型微带线（42）两侧且耦合到第二T型微带线（42）；

S3：在介质基板的顶部金属层上刻蚀出耦合微带线，包括第一耦合微带线（51）、第二耦合微带线（52）、第三耦合微带线（53）和第四耦合微带线（54），所述第一耦合微带线（51）耦合到第一馈电微带线（31），第二耦合微带线（52）耦合到第二馈电微带线（32），第三耦合微带线（53）耦合到第三馈电微带线（33）和第二耦合微带线（52），以及耦合到第四馈电微带线（34）和第一耦合微带线（51）的第四耦合微带线（54）。

7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：在介质基板上刻蚀一圈金属化过孔（6），所述一圈金属化过孔（6）环绕的、介质基板的顶部金属层的区域为微带天线阵列、T形微带线和耦合微带线的刻蚀区域。

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