[发明专利]四频双极化天线及无线通信设备

说明书

本发明公开了一种四频双极化天线及无线通信设备，该天线包括从上到下依次设置的第一金属层、第一基片集成波导、第二金属层、第二基片集成波导以及金属地板，所述第一金属层上设有矩形环辐射缝隙，所述第二金属层的中间设有十字形耦合缝隙，且在十字形耦合缝隙的四侧分别设有矩形耦合缝隙，所述第二基片集成波导的中间设有馈电通孔，所述金属地板在馈电通孔的对应位置上设有圆形缝隙；所述无线通信设备包括上述的天线。本发明天线采用同轴馈电的激励方式，使能量通过不同的耦合缝隙从不同的路径耦合到上方，经由矩形环辐射缝隙辐射，且天线结构紧凑，剖面较低，辐射方向图稳定，能实现简单可调的四频双极化性能。

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其是一种四频双极化天线及无线通信设备，属于无线通信天线技术领域。

背景技术

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，简称SIW)作为现代无线通信技术的一个重要组成部分，具有低剖面、低损耗的优良特性，且易于与平面器件集成，加工简单廉价，可大规模生产。基于基片集成波导的天线因其功率容量高，往往增益也较高，尤其是到了高频段的时候，SIW低电磁泄漏的特性使其相比传统微带电路拥有更好的优势。

现代无线通信系统随着技术的发展被广泛应用到生活中的各个领域，而实际应用中经常需要多个频段同时工作。如果采用多个天线组合工作产生多频效果，则会增加加工成本与空间损耗，对于通信系统的推广与小型化不利。在这种需求下，能有效解决这一问题的多频天线技术受到更多关注。

Guan Dong Fang等人在IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATIONIEEETRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION，VOL.63，NO.12，DECEMBER 2015发表的《Compact SIW Annular Ring Slot Antenna With Multiband MultimodeCharacteristics》中公开了一种基于SIW的三频天线，该天线使用基模及高次模等三个模式实现了三频段可调的效果，但不足之处是使用的模式辐射方向图不一致，且增益不均匀，相差较大。

Mao Chun Xu等人在IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS，VOL.16，2017发表的《A Novel Multiband Directional Antenna for WirelessCommunications》中公开了一种四频天线，通过多个谐振枝节的级联达到产生四个频点的效果，频点可调，方向图稳定，不过其总体尺寸相比基于SIW的天线要大，不利于天线的小型化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种四频双极化天线，该天线采用同轴馈电的激励方式，使能量通过不同的耦合缝隙从不同的路径耦合到上方，经由矩形环辐射缝隙辐射，且天线结构紧凑，剖面较低，辐射方向图稳定，能实现简单可调的四频双极化性能。

本发明的另一目的在于提供一种无线通信设备。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种四频双极化天线，包括从上到下依次设置的第一金属层、第一基片集成波导、第二金属层、第二基片集成波导以及金属地板，所述第一金属层上设有矩形环辐射缝隙，所述第二金属层的中间设有十字形耦合缝隙，且在十字形耦合缝隙的四侧分别设有矩形耦合缝隙，所述第二基片集成波导的中间设有馈电通孔，所述金属地板在馈电通孔的对应位置上设有圆形缝隙。

进一步的，所述第一基片集成波导包括第一介质基片，所述第二基片集成波导包括第二介质基片，所述第一介质基片和第二介质基片的四周均设有四排金属化通孔；

所述第一金属层、第二金属层和金属地板的四周均设有与第一介质基片、第二介质基片上的四排金属化通孔对应的四排通孔。