[发明专利]一种双极化双工天线及其构成的双频基站天线阵列

说明书

本发明公开了一种双极化双工天线及其构成的双频基站天线阵列，包括顶层介质基板，顶层介质基板下方设置金属反射地板，顶层介质基板及金属反射地板之间设置竖直放置的实现双工工作的双工巴伦，所述双工巴伦包括竖直介质板，所述竖直介质板的正面印刷巴伦馈电线，所述竖直介质板的反面印刷开有槽线的地板；所述巴伦馈电线包括一个低通滤波器、一个高通滤波器以及作为连接的微带馈电结构，其中，所述的低通滤波器和所述的高通滤波器分别位于所述槽线的两侧，通过所述微带馈电结构连接，所述顶层介质基板上表面水平设置四个阵子臂，本发明无需额外的体积，天线自身集成双工滤波特性，可以实现很好的双频隔离度和通带内有效的辐射性能。

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，具体涉及一种双极化双工天线及其构成的双频基站天线阵列。

背景技术

收发双工是移动通信中一种常用方式。在通信系统中，收发双工的实现，最重要的是解决收发信道之间的相互干扰问题。在频分双工，收发信道分别占用不同的频率，往往是用天线直接级联双工器的方式来增加收发信道之间的隔离度，减少干扰。但这种方式需要50Ω连接线和相应的匹配网络，无疑会增加系统的体积，同时损耗和成本也会增加。

为使天线与双工器高度融合，达到减小系统尺寸和降低级联损耗的目标，双工天线的概念被提了出来。为了小型化系统的体积，有文献记载通过去掉天线与双工器之间的50Ω连接线和相应的匹配网络，而实现双工(双频)工作，但由于双工器电路仍然存在天线的输入输出端口，由双工器引入的插入损耗无法解决。Y.-J.Lee,J.-H.Tarng,S.-J.Chung,“A filtering diplexing antenna for dual-band operation with similar radiationpatterns and low cross-polarization levels”,IEEE Antennas and WirelessPropag.Lett.vol.16,pp.58–61,2017提出了一个没有任何滤波器或谐振器结构的双工天线，在这个设计中，系统的尺寸得到了减小，也实现了收发信道之间的高隔离。但是，天线的增益较低。并且，这些双工天线都是单极化的，所设计的结构也难以拓展为双极化辐射方式。

目前同时实现双极化和收发双工的方式主要有两种。一种是用两个不同频率的双极化天线分别连接相应的滤波器及匹配网络来实现；另一种则是使用一个宽带双极化天线连接两个双工器来实现。这两种方式都会增加系统的尺寸和损耗。将双工器的功能融合在双极化天线中来设计，将会很好解决系统的尺寸和损耗问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种双极化双工天线及其构成的双频基站天线阵列。

本天线在没有增加任何体积的情况下，同时实现了双极化和双工通信的功能，增益较高，插损较小，具有良好的极化隔离度和频带隔离，满足通信系统的基本要求。

本发明采用如下技术方案：

一种双极化双工天线，包括顶层介质基板，所述顶层介质基板下方设置金属反射地板，顶层介质基板及金属反射地板之间设置竖直放置的实现双工工作的双工巴伦，所述双工巴伦包括竖直介质板，所述竖直介质板的正面印刷巴伦馈电线，所述竖直介质板的反面印刷开有槽线的地板；

所述巴伦馈电线包括一个低通滤波器、一个高通滤波器以及作为连接的微带馈电结构，

其中，所述的低通滤波器和所述的高通滤波器分别位于所述槽线的两侧，通过所述微带馈电结构连接；

所述顶层介质基板上表面水平设置四个阵子臂，其中两个阵子臂+45°放置，另外两个阵子臂‐45°放置，关于顶层介质基板中心对称。