CN115020986A - 一种基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线 - Google Patents

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CN115020986A CN202210741680.7A CN202210741680A CN115020986A CN 115020986 A CN115020986 A CN 115020986A CN 202210741680 A CN202210741680 A CN 202210741680A CN 115020986 A CN115020986 A CN 115020986A
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Abstract

本发明公开了一种基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,包括顶层介质基板,中间层介质基板和底层介质基板,顶层介质基板上表面印刷辐射体结构,下表面印刷耦合微带枝节,中间层介质基板上表面印刷一对正交放置的阻抗匹配器,底层介质基板上表面印刷地板,下表面印刷新型混合环馈电网络,中间层介质基板与底层介质基板贴合,与顶层介质基板存在空气间隙;耦合微带枝节包括四个置于介质基板两对角线位置的微带线,阻抗匹配器包括发射端和接收端阻抗匹配器,新型混合环包括八个馈电端口和两段微带线。该天线包括两个发射端口和两个接收端口,实现双极双工性能。新型混合环是一个对称的结构,实现两次信号相消,提供四个端口具有高隔离的性能。

Description

一种基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线
技术领域
本申请涉及射频通信技术领域,具体涉及一种基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线。
背景技术
无线通信技术的快速发展,使通信网络的覆盖行业范围也与日俱增,人们的生活方式也在无线通信技术的驱动下越来越丰富多彩。人们也不再仅仅满足于打电话和发短信等简单的语言和文字之间的沟通和互动,更是对图片,音频和视频的同步交流有更大的渴望和追求,这强烈要求提高数据传输的高效性。因此推动网络从2G到3G和4G再到5G的快速发展,在数据传输效率,信道容量,频谱利用率和网络支持速度都得到明显提高。
天线作为现代无线通信系统中接收和发射电磁波的关键部件,在军事,航天和导航等领域都有举足轻重的作用。在初期的通信网络中,无线信号的发射和接收是需要依赖接收机来工作的,但是接收机无论是在体积还是质量方面都比较大。为了尽量避免因信号被建筑物和山脉阻挡而发生反射,降低信号传输的距离,所以需要将接收机和天线架高在信号塔上。但是接收机重量大,为了减轻信号塔的负重,只好将天线和接收机分开来装置,接收机和天线通过馈线相连。在这样的系统中,它的体积和重量都会变得很大,由于天线和接收机之间的匹配问题会引起较大的损耗,所以使信号的传输质量和效率大大降低。天线在工作时,为了实现信号在不同极化方向的接收和发射,因此必须在同一信号塔上装置多个天线来达到目的。多个天线在同时工作时,本身会产生电磁场,同样也会受到周边电磁场辐射的影响。在多个信道中传输的信号会彼此受到影响而降低传输效率。因此双极化双工天线就具有很高的研究价值。
双极化双工天线具有以下特征:首先它具有相互隔离的用于发射和接收的四个端口,其次发射和接收共用一个辐射口径或是辐射体。四个端口隔离的提高是现有双极化双工天线研究设计遇到的主要难题。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有双极化双工天线的缺点和不足,提出了一种基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线。该天线具有四个端口,两个发射端口,两个接收端口,发射接收共用一块辐射贴片,辐射贴片采用新型混合环馈电网络经探针连接到微带枝节耦合辐射贴片馈电,设计的新型混合环馈电网络能够实现电流二次相消,天线辐射体,馈电网络采用完全对称的结构,从而设计出具有宽频段、高隔离、高增益、低交叉极化以及双极化性能的一种双工天线。
为了实现上述目的,提出一种基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线,包括依次设置的顶层介质基板、中间层介质基板及底层介质基板,所述顶层介质基板的上表面印刷有微带辐射贴片,所述微带辐射贴片构成辐射体结构,下表面印刷有四个微带枝节,所述中间层介质基板印刷有一对正交放置的阻抗匹配器,所述底层介质基板的上表面印刷有地板,下表面印刷有八个馈电端口的新型混合环馈电网络,所述中间层介质基板与底层介质基板贴合,且与顶层介质基板存在空气间隙。
所述四个微带枝节设置于微带辐射贴片两对角线方向上;
所述新型混合环馈电网络置于底层介质基板下表面正中心位置,结构设置为对称结构,用于实现两次电流相消与实现高隔离度性能;
所述天线具有四个端口,分别位于x方向上及y方向上的两个发射端口,分别位于x方向上及y方向上的两个接收端口,发射端口及接收端口共用一块辐射贴片。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述顶层介质基板上表面微带辐射贴片通过顶层介质基板下表面的四个微带枝节耦合馈电,所述四个微带枝节形状大小相同,位于微带辐射贴片的两对角线方向对称位置,所述四个微带枝节分别与四个金属探针的一端相连,四个金属探针的另一端与底层介质基板下表面的新型混合环馈电网络的对角线方向上的四个馈电端口相连。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述中间介质基板上表面印刷的一对正交放置的阻抗匹配器,分别置于x轴和y轴方向上,设置在x方向上的为第一阻抗匹配器与第三阻抗匹配器,设置在y轴方向上的为第二阻抗匹配器7和第四阻抗匹配器,x轴方向上的第一阻抗匹配器与第三阻抗匹配器由工作在发射频段和接收频段的阻抗匹配器组成,x轴方向上的第一阻抗匹配器与第三阻抗匹配器中间还印刷有一段作为跳线的矩形微带线,y轴方向上的第二阻抗匹配器和第四阻抗匹配器由工作在发射频段和接收频段的阻抗匹配器组成。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述工作在发射频段的阻抗匹配器由工作在发射频段的四分之一波长和滤波器组成,所述工作在接收频段的阻抗匹配器由工作在接收频段的四分之一波长和滤波器组成,式破碎机工作在发射频段的滤波器由三段四分之一波长开路的微带线通过与地板短路的探针耦合,所述工作在接收频段的滤波器由一段二分之一波长两端开路的微带线和两段四分之一波长开路的微带线组成,所述两段四分之一波长开路的微带线通过与地板短路的金属探针耦合,所述二分之一波长两端开路的微带线与两段四分之一波长开路的微带线通过缝隙耦合。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述新型混合环馈电网络的环中心放置的两段沿x、y方向的微带线,设置长度宽度相同,在x方向上的微带线与y方向上微带线交叉位置处使用跳线技术,通过两个短路金属探针穿过中间层介质基板连接到中间层介质基板上表面的矩形微带线处,y轴方向上的微带线正常印刷。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述新型混合环馈电网络包括八个端口,位于正负45度方向上的四个端口通过四个金属探针穿过底层介质基板以及中间层介质基板与顶层介质基板的四个微带枝节相连,位于x方向上的两个端口通过两个金属探针穿过底层介质基板以及中间层介质基板与中间层介质基板的x方向上的发射接收阻抗匹配器相连,位于y方向上的两个端口通过两个金属探针与中间层介质基板的y方向上的发射接收阻抗匹配器相连。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述新型混合环馈电网络,位于x方向上的两个端口间的微带线为二分之一波长,位于y方向上的两个端口间的微带线为二分之一波长。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述天线,激励x方向上的发射接收端口,天线会产生x方向上的线极化波,激励y方向上的发射接收端口,天线会产生y方向上的线极化波。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述底层介质基板下表面的新型混合环馈电网络能实现电流的二次相消,产生高隔离度,当信号从x方向端口进入,经发射端口阻抗匹配器,流经混合环x方向上两端口间的二分之一波长微带线实现信号的反相,在混合环y方向上两端口处实现电流的一次相消,再经过混合环y方向上两端口间的二分之一波长微带线实现电流的二次相消。
作为本发明的较佳实施例,本发明所述顶层介质基板、中间层介质基板和底层介质基板均包括四组非金属化过孔,用于使用尼龙柱固定安装。
本发明的有益效果是:
1、本发明设计的天线具有四个端口,两个发射端口,两个接收端口,发射接收共用一个辐射体,两组发射接收端口分别产生x和y方向上的线极化波,能实现双极化双工性能。
2、本发明涉及的新型混合环馈电网络包括8个端口,四个正负45度方向的端口经探针连接到微带线给辐射贴片耦合馈电能展宽天线工作带宽,2个x方向上端口间连接有二分之一波长的微带线实现电流一次相消功能,2个y方向上端口间连接的二分之一波长微带线实现电流二次相消,从而使得该天线具有很高的四端口隔离,四端口间的隔离度达到29dB。
3、本发明设计的天线辐射体,馈电网络采用完全对称的结构,天线能实现低的交叉极化水平;现有的双极化双工天线的研究寥寥无几,且不能实现高的端口隔离。本发明设计的天线同时实现宽频带、高隔离、高增益、低交叉极化、双极化、以及双工性能,发射工作频段覆盖1.89-2.06GHz,接收工作频段覆盖2.47-2.67GHz频段,发射工作频段增益达7±0.5dB,接收工作频段增益达8dB,交叉极化达23dB,四端口间的隔离度达到29dB。可成为5G通信系统的备选天线。
附图说明
图1是本发明天线结构的结构示意图;
图2是顶层介质基板的俯视图;
图3是顶层介质基板的仰视图;
图4是中间层介质基板的俯视图;
图5是底层介质基板的俯视图;
图6是底层介质基板的仰视图;
图7是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线S11、S21、S41及S22参数仿真结果图;
图8是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线S32、S42、S43、S44及S33参数仿真结果图;
图9是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线的Port1增益随频率变化的仿真结果图;
图10是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线的Port2增益随频率变化的仿真结果图;
图11是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port1激励时2GHz频率的XOZ平面方向图的仿真结果图;
图12是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port1激励时2GHz频率的YOZ平面方向图的仿真结果图;
图13是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port2激励时2.6GHz频率的XOZ平面方向图的仿真结果图;
图14是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port2激励时2.6GHz频率的YOZ平面方向图的仿真结果图;
图15是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port3激励时2GHz频率的XOZ平面方向图的仿真结果图;
图16是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port3激励时2GHz频率的YOZ平面方向图的仿真结果图;
图17是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port4激励时2.6GHz频率的XOZ平面方向图的仿真结果图;
图18是本实施例基于新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线在Port4激励时2.6GHz频率的YOZ平面方向图的仿真结果图。
图中:1、顶层介质基板;2、中间层介质基板;3、底层介质基板;4、微带辐射贴片;5、微带枝节;6、第一阻抗匹配器;61、第一波长;61c、第十三微带线;62、第一滤波器;62a、第一探针;62b、第一微带线;62c、第二微带线;62d、第三微带线;7、第二阻抗匹配器;71、第二波长;71c、第十四微带线;72、第二滤波器;72a、第四微带线;72b、第五微带线;72c、第六微带线;72d、第二探针;8、第三阻抗匹配器;81、第三波长;81c、第十五微带线;81d、;82、第三滤波器;82a、第三探针;82b、第七微带线;82c、第八微带线;82d、第九微带线;9、第四阻抗匹配器;91、第四波长;91c、第十六微带线;91d、;92、第四滤波器;92a、第四探针;92b、第十微带;92c、第十一微带;92d、第十二微带;10、地板;11、新型混合环馈电网络;11c、第十七微带线;11d、第十八微带线;11e、第五探针;12、矩形微带线;13、探针孔;14、金属探针;15、第六探针;16、第七探针;60、接收第一滤波器;70、接收第二滤波器;80、接收第三滤波器;90、接收第四滤波器;Port1、第一发射端口;Port2、第一接收端口;Port3、第二发射端口;Port4、第二接收端口。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明,并且在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线,如图1-18所示,包括依次设置的顶层介质基板1、中间层介质基板2及底层介质基板3,所述顶层介质基板1的上表面印刷有微带辐射贴片4,所述微带辐射贴片4构成辐射体结构,下表面印刷有四个微带枝节5,所述中间层介质基板2印刷有一对正交放置的阻抗匹配器,所述底层介质基板3的上表面印刷有地板10,下表面印刷有八个馈电端口的新型混合环馈电网络11,所述中间层介质基板2与底层介质基板3贴合,且与顶层介质基板1存在空气间隙;
所述四个微带枝节5设置于微带辐射贴片4两对角线方向上;
所述新型混合环馈电网络11置于底层介质基板3下表面正中心位置,结构设置为对称结构,用于实现两次电流相消与实现高隔离度性能;
所述天线具有四个端口,分别位于x方向上及y方向上的两个发射端口,分别位于x方向上及y方向上的两个接收端口,发射端口及接收端口共用一块辐射贴片4。
一种可选的实施方式,如图1所示,本发明中所述顶层介质基板1上表面微带辐射贴片4通过顶层介质基板1下表面的四个微带枝节5耦合馈电,所述四个微带枝节5形状大小相同,位于微带辐射贴片4的两对角线方向对称位置,所述四个微带枝节5分别与四个金属探针14的一端相连,四个金属探针14的另一端与底层介质基板3下表面的新型混合环馈电网络11的对角线方向上的四个馈电端口相连。
一种可选的实施方式,如图1所示,本发明中所述中间介质基板2上表面印刷的一对正交放置的阻抗匹配器,分别置于x轴和y轴方向上,设置在x方向上的为第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8,设置在y轴方向上的为第二阻抗匹配器7和第四阻抗匹配器9,x轴方向上的第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8由工作在发射频段和接收频段的阻抗匹配器组成,x轴方向上的第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8中间还印刷有一段作为跳线的矩形微带线12,y轴方向上的第二阻抗匹配器7和第四阻抗匹配器9由工作在发射频段和接收频段的阻抗匹配器组成。
一种可选的实施方式,如图1-6所示,本发明中所述工作在发射频段的阻抗匹配器由工作在发射频段的四分之一波长和滤波器组成,所述工作在接收频段的阻抗匹配器由工作在接收频段的四分之一波长和滤波器组成,式破碎机工作在发射频段的滤波器由三段四分之一波长开路的微带线通过与地板短路的探针耦合,所述工作在接收频段的滤波器由一段二分之一波长两端开路的微带线和两段四分之一波长开路的微带线组成,所述两段四分之一波长开路的微带线通过与地板10短路的金属探针14耦合,所述二分之一波长两端开路的微带线与两段四分之一波长开路的微带线通过缝隙耦合。
一种可选的实施方式,本发明中所述新型混合环馈电网络11的环中心放置的两段沿x、y方向的微带线,设置长度宽度相同,在x方向上的微带线与y方向上微带线交叉位置处使用跳线技术,通过两个短路金属探针14穿过中间层介质基板2连接到中间层介质基板2上表面的矩形微带线12处,y轴方向上的微带线正常印刷。
一种可选的实施方式,如图1所示,本发明中所述新型混合环馈电网络11包括八个端口,位于正负45度方向上的四个端口通过四个金属探针穿过底层介质基板3以及中间层介质基板2与顶层介质基板1的四个微带枝节5相连,位于x方向上的两个端口通过两个金属探针14穿过底层介质基板3以及中间层介质基板2与中间层介质基板2的x方向上的发射接收阻抗匹配器相连,位于y方向上的两个端口通过两个金属探针14与中间层介质基板2的y方向上的发射接收阻抗匹配器相连。
一种可选的实施方式,本发明中所述新型混合环馈电网络11,位于x方向上的两个端口间的微带线为二分之一波长,位于y方向上的两个端口间的微带线为二分之一波长,高隔离度的产生是由于底层介质基板3下表面的新型混合环馈电网络11能实现电流的二次相消,当信号从x方向端口进入,经发射端口阻抗匹配器,流经混合环x方向上两端口间的二分之一波长微带线实现信号的反相,在混合环y方向上两端口处实现电流的一次相消,再经过混合环y方向上两端口间的二分之一波长微带线实现电流的二次相消。
其中,本发明中所述新型混合环馈电网络包括8个端口,四个正负45度方向的端口经探针连接到微带线给微带辐射贴片4耦合馈电能展宽天线工作带宽,2个x方向上端口间连接有二分之一波长的微带线实现电流一次相消功能,2个y方向上端口间连接的二分之一波长微带线实现电流二次相消,从而使得该天线具有很高的四端口隔离,四端口隔离度达到29dB。
一种可选的实施方式,本发明中所述天线,激励x方向上的发射接收端口,天线会产生x方向上的线极化波,激励y方向上的发射接收端口,天线会产生y方向上的线极化波。
其中,天线具有四个端口,两个发射端口分别为第一发射端口Port1、第二发射端口Port3,两个接收端口分别为第一接收端口Port2、第二接收端口Port4,发射接收共用一个辐射体,第一接收端口Port2与第二接收端口Port4产生x方向上的线极化波,第一发射端口Port1与第二发射端口Port3产生y方向上的线极化波,能实现双极化双工性能。
一种可选的实施方式,本发明中所述顶层介质基板1、中间层介质基板2和底层介质基板3均包括四组非金属化过孔,用于使用尼龙柱固定安装。
其中,本发明中,通过尼龙柱安装到四组非金属化过孔上,用于固定顶层介质基板1、中间层介质基板2和底层介质基板3。
一种可选的实施方式,本发明中所述微带辐射贴片4形状呈方形状,所述顶层介质基板1的形状包括但不限于方形。
以下结合附图进行说明:
如图1所示一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,包括顶层介质基板1,中间层介质基板2和底层介质基板3,所述顶层介质基板的上下表面分别印刷有辐射微带线4,四个微带枝节5,所述中间层介质基板2上印刷有一对正交放置的阻抗匹配器,在x方向上阻抗匹配器为第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8,在y轴方向上阻抗匹配器为第二阻抗匹配器7与第四阻抗匹配器9,所述的底层介质基板的上表面印刷有地板10,下表面印刷有八个馈电端口的新型混合环11。
如图2-3所示,顶层基板上表面方形贴片4通过顶层基板下表面的四个微带枝节5耦合馈电,四个微带枝节5分别与四个金属探针的一端相连,四个金属探针的另一端与底层介质基板下表面的新型混合环馈电网络11的对角线方向上的四个馈电端口相连。
如图4所示,中间介质基板2上表面印刷一对正交放置的第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8和第二阻抗匹配器7与第四阻抗匹配器9,分别置于x轴和y轴方向上,x轴方向上的第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8中间印刷有一段作为跳线的矩形微带线12;第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8和第二阻抗匹配器7与第四阻抗匹配器9由工作在发射频段的四分之一第一波长61,第二波长71,第三波长81,第四波长91和第一滤波器62,第二滤波器72,第三滤波器82,第四滤波器92组成,工作在接收频段的第一阻抗匹配器6由工作在接收频段的四分之一第一波长61和第一滤波器62组成;接收频段的第一滤波器60由一段二分之一波长两端开路的第二微带线62c和两段四分之一波长开路的微带线组成第一微带线62b,第三微带线62d,两段四分之一波长开路的微带线第一微带线62b,第三微带线62d通过与地板短路的第一探针62a耦合;接收频段的第四滤波器90由一段二分之一波长两端开路的第十一微带线92c和两段四分之一波长开路的微带线组成第十微带线92b,第十二微带线92d,两段四分之一波长开路的第十微带线92b,第十二微带线92d通过与地板短路的第四探针92a耦合。工作在发射频段的第二滤波器70由3段四分之一波长开路的第四微带线72a,第五微带线72b,第六微带线72c和通过与地板短路的探针第二探针72d耦合,工作在发射频段的第四滤波器80由3段四分之一波长开路的第七微带线82b,第八微带线82c,第九微带线82d和通过与地板短路的第三探针82a耦合;四个四分之一波长的第一波长61,第二波长71,第三波长81,第四波长91与第一滤波器62,第二滤波器72,第三滤波器82,第四滤波器92之间通过第十三微带线61c,第十四微带线71c,第十五微带线81c,第十六微带线91c耦合;
所述中间介质基板2上设置有探针孔13,用于金属探针14贯穿探针孔13穿过底层介质基板3以及中间层介质基板2与顶层介质基板1。
如图1、5、6所示,所述底层介质基板3下表面的新型混合环馈电网络11,环中心放置的两段沿x、y方向的第十七微带线11c和第十八微带线11d,长度宽度相同,在x方向上的微带线与y方向上微带线交叉位置处使用跳线技术,通过两个短路金属第五探针11e穿过中间层介质基板2连接到中间层介质基板2上表面的矩形微带线12处,y轴方向上的微带线正常印刷。
如图6所示,所述新型混合环馈电网络11包括八个端口,位于正负45度方向上的四个端口11d通过四个金属探针14穿过底层介质基板3以及中间层介质基板2与顶层介质基板1的四个微带枝节5相连,位于x方向上的两个端口通过两个金属探针14穿过底层介质基板3以及中间层介质基板2与中间层介质基板2的x方向上的发射接收第一阻抗匹配器6与第三阻抗匹配器8相连,位于y方向上11g的两个端口通过两个金属第七探针15与中间层介质基板2的y方向上的发射接收阻抗匹配器7与阻抗匹配器9相连,位于x方向上的11f的两个端口通过金属第七探针16与中间层介质基板2的y方向上的发射接收阻抗匹配器6与阻抗匹配器8相连,新型混合环馈电网络11,位于x方向上的两个端口11f间的微带线为二分之一波长,位于y方向上的两个端口11g间的微带线为二分之一波长。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和偏移处理。该类修改、改进和偏移处理在本说明书中被建议,所以该类修改、改进、偏移处理仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
此外,本领域技术人员可以理解,本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述,包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合,或对它们的任何新的和有用的改进。相应地,本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外,本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品,该产品包括计算机可读程序编码。
需要说明的是,如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方,以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后,应当理解的是,本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其它的变形也可能属于本说明书的范围。因此,作为示例而非限制,本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地,本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线,其特征在于:包括依次设置的顶层介质基板(1)、中间层介质基板(2)及底层介质基板(3),所述顶层介质基板(1)的上表面印刷有微带辐射贴片(4),所述微带辐射贴片(4)构成辐射体结构,下表面印刷有四个微带枝节(5),所述中间层介质基板(2)印刷有一对正交放置的阻抗匹配器,所述底层介质基板(3)的上表面印刷有地板(10),下表面印刷有八个馈电端口的新型混合环馈电网络(11),所述中间层介质基板(2)与底层介质基板(3)贴合,且与顶层介质基板(1)存在空气间隙;
所述四个微带枝节(5)设置于微带辐射贴片(4)两对角线方向上;
所述新型混合环馈电网络(11)置于底层介质基板(3)下表面正中心位置,结构设置为对称结构,用于实现两次电流相消与实现高隔离度性能;
所述天线具有四个端口,分别位于x方向上及y方向上的两个发射端口,分别位于x方向上及y方向上的两个接收端口,发射端口及接收端口共用一块辐射贴片(4)。
2.根据权利要求1所述的基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线,其特征在于:所述顶层介质基板(1)上表面微带辐射贴片(4)通过顶层介质基板(1)下表面的四个微带枝节(5)耦合馈电,所述四个微带枝节(5)形状大小相同,位于微带辐射贴片(4)的两对角线方向对称位置,所述四个微带枝节(5)分别与四个金属探针(14)的一端相连,四个金属探针(14)的另一端与底层介质基板(3)下表面的新型混合环馈电网络(11)的对角线方向上的四个馈电端口相连。
3.根据权利要求1所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述中间介质基板(2)上表面印刷的一对正交放置的阻抗匹配器,分别置于x轴和y轴方向上,设置在x方向上的为第一阻抗匹配器(6)与第三阻抗匹配器(8),设置在y轴方向上的为第二阻抗匹配器(7)和第四阻抗匹配器(9),x轴方向上的第一阻抗匹配器(6)与第三阻抗匹配器(8)由工作在发射频段和接收频段的阻抗匹配器组成,x轴方向上的第一阻抗匹配器(6)与第三阻抗匹配器(8)中间还印刷有一段作为跳线的矩形微带线(12),y轴方向上的第二阻抗匹配器(7)和第四阻抗匹配器(9)由工作在发射频段和接收频段的阻抗匹配器组成。
4.根据权利要求3所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述工作在发射频段的阻抗匹配器由工作在发射频段的四分之一波长和滤波器组成,所述工作在接收频段的阻抗匹配器由工作在接收频段的四分之一波长和滤波器组成,式破碎机工作在发射频段的滤波器由三段四分之一波长开路的微带线通过与地板短路的探针耦合,所述工作在接收频段的滤波器由一段二分之一波长两端开路的微带线和两段四分之一波长开路的微带线组成,所述两段四分之一波长开路的微带线通过与地板(10)短路的金属探针(14)耦合,所述二分之一波长两端开路的微带线与两段四分之一波长开路的微带线通过缝隙耦合。
5.根据权利要求1所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述新型混合环馈电网络(11)的环中心放置的两段沿x、y方向的微带线,设置长度宽度相同,在x方向上的微带线与y方向上微带线交叉位置处使用跳线技术,通过两个短路金属探针(14)穿过中间层介质基板(2)连接到中间层介质基板(2)上表面的矩形微带线(12)处,y轴方向上的微带线正常印刷。
6.根据权利要求1所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述新型混合环馈电网络(11)包括八个端口,位于正负45度方向上的四个端口通过四个金属探针穿过底层介质基板(3)以及中间层介质基板(2)与顶层介质基板(1)的四个微带枝节(5)相连,位于x方向上的两个端口通过两个金属探针(14)穿过底层介质基板(3)以及中间层介质基板(2)与中间层介质基板(2)的x方向上的发射接收阻抗匹配器相连,位于y方向上的两个端口通过两个金属探针(14)与中间层介质基板(2)的y方向上的发射接收阻抗匹配器相连。
7.根据权利要求1或6所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述新型混合环馈电网络(11),位于x方向上的两个端口间的微带线为二分之一波长,位于y方向上的两个端口间的微带线为二分之一波长。
8.根据权利要求7所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述天线,激励x方向上的发射接收端口,天线会产生x方向上的线极化波,激励y方向上的发射接收端口,天线会产生y方向上的线极化波。
9.根据权利要求1所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述底层介质基板(3)下表面的新型混合环馈电网络(11)能实现电流的二次相消,产生高隔离度,当信号从x方向端口进入,经发射端口阻抗匹配器,流经混合环x方向上两端口间的二分之一波长微带线实现信号的反相,在混合环y方向上两端口处实现电流的一次相消,再经过混合环y方向上两端口间的二分之一波长微带线实现电流的二次相消。
10.根据权利要求1所述一种新型混合环馈电的高隔离双极化双工天线,其特征在于:所述顶层介质基板(1)、中间层介质基板(2)和底层介质基板(3)均包括四组非金属化过孔,用于使用尼龙柱固定安装。
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