[发明专利]基于方向图分集的微带天线以及相应的天线阵列

说明书

本公开提供了一种基于方向图分集的微带天线以及相应的天线阵列。该天线包括：介质板；辐射部件；控制柱，连接至所述辐射部件，并且通过至少一个电容器连接至所述介质板的接地层；以及至少一根接地柱，连接至所述辐射部件，并且通过至少一个PIN二极管连接至所述介质板的接地层。本公开提供的天线具有尺寸小巧，结构简单，工作带宽较大，方向图分集的实际增益较高的优点。

技术领域

本公开的实施例涉及无线通信领域，具体地，涉及一种基于方向图分集的微带天线以及相应的天线阵列。

背景技术

4G标准和5G标准的目标是为移动通信提供更高的速度。由于多入多出(MIMO)技术能提供更大的信道容量，其已经被用于4G-LTE无线通信中。在MIMO系统中，例如被广泛使用的极化分集等天线分集技术是增强无线系统性能的常用技术。此外，天线分集技术还包括方向图分集，其利用了具有不同到达角度的波束的非一致性。然而，现有天线方案通常受限于增益低、带宽窄和/或3D结构大而复杂等问题，这限制了MIMO阵列的性能。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种基于方向图分集的微带天线。该微带天线包括：介质板；辐射部件；控制柱，连接至所述辐射部件，并且通过至少一个电容器连接至所述介质板的接地层；以及至少一根接地柱，连接至所述辐射部件，并且通过至少一个PIN二极管连接至所述介质板的接地层。

在一个实施例中，所述辐射部件包括辐射片，所述天线还包括：馈电单元，所述馈电单元包括：馈电片，设置于所述辐射片的上方；馈电探针，具有连接至所述馈电片的第一端，以及设置在所述介质板的底面上用于接收馈电信号的第二端，所述第一端穿过所述辐射部件上的槽并且与所述辐射部件电绝缘。通过使用电容耦合把馈电信号从馈电单元耦合至辐射部件，从而避免在辐射部件中引入较大的探针电感。

在一个实施例中，所述辐射片的几何中心、所述控制柱与所述辐射片的连接点、以及所述辐射片上的槽的中心共线。通过该设置可以进一步扩展天线的工作频带。

在一个实施例中，所述馈电片被设置在所述辐射片上方，且所述馈电片与所述辐射片之间保持一定的距离。通过使用电容耦合把馈电信号从馈电单元耦合至辐射部件，从而避免在辐射部件中引入较大的探针电感。

在一个实施例中，还包括：射频扼流圈，连接至所述控制柱并且接收直流控制信号。所述射频扼流圈的作用是滤除直流控制信号中的交流信号。

在一个实施例中，所述PIN二极管响应于被输入至所述控制柱的直流控制信号而导通。

在一个实施例中，所述至少一根接地柱包括四根接地柱，所述至少一个PIN二极管包括二个PIN二极管，所述至少一个电容器包括二个电容器。

在一个实施例中，所述介质板的介电常数小于或等于2.2，所述介质板的介电损耗角正切值小于或等于0.0009。

在一个实施例中，所述辐射部件为辐射片，所述辐射片的半径为所述天线的工作频带的中心频率的波长的预定倍数，所述预定倍数处于0.15到0.17的范围。

本公开的第二方面提供了一种天线阵列。该天线阵列包括多个根据权利要求1-9任一项所述的基于方向图分集的微带天线，所述微带天线之间的间距为所述微带天线的工作频带的中心频率的波长的一半。

本公开提供的天线具有尺寸小巧，结构简单，工作带宽较大，方向图分集的实际增益较高的优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了方向图分集天线相对于全方向天线的性能提升示意图；

图2示出了一种现有的通过机械结构实现的天线；