[发明专利]一种极低剖面微带叠层双极化基站天线及阵列

说明书

本发明公开了一种极低剖面微带叠层双极化基站天线及阵列，属于天线领域，具体包括刻蚀了方环缝隙的地板、十字形开槽的辐射贴片、多枝节馈电结构、十字形开槽的堆叠贴片以及三层介质板。一方面，本发明所述的微带叠层双极化天线引入了新型多枝节馈电结构和十字形开槽的堆叠贴片，实现了天线平衡馈电，拓展了天线带宽。另一方面，十字形开槽的辐射贴片和刻蚀出方环缝隙的天线地板共同抑制了端口之间的耦合电流，提高了天线端口的隔离度。本发明天线阵列具有端口隔离度高、剖面低、结构简约和易于加工组装等优点，能够很好地应用于5G新型基站。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种极低剖面微带叠层双极化基站天线及阵列。

背景技术

对于第五代无线移动通信系统而言，基站正朝着小型化和集成化的方向发展,这就对天线的物理尺寸提出了更高的要求。对于多天线系统来说，在天线间距离受限的情况下，如果无用的信号耦合到了天线端口处，就会使得天线方向图产生畸变、端口隔离度恶化，极大地影响天线匹配性能，进而降低天线系统的性能。

在偶极子基站天线阵列中，天线单元之间的耦合主要是以空间波的方式进行，这种空间波耦合难以抑制，需要添加额外的复杂结构抑制耦合。在微带贴片天线阵列中，电磁波耦合方式是由空间波和表面波复合组成，而表面波耦合更易于抑制。因此，与偶极子天线阵列相比，微带贴片天线阵列更容易削减天线间的耦合能量，提高天线端口隔离度。但是，双极化微带贴片天线存在着带宽窄、馈电不平衡以及馈电结构复杂等问题，难以满足第五代通信系统的需求，图1和图2为现有技术通常采用的双极化微带贴片天线。

参照图1，图1所示的双极化微带贴片天线包括辐射贴片01、点馈源02以及天线地板。其中辐射贴片01刻蚀有V字形缝隙03，提高了天线双端口隔离度。但是由于采取点源直馈这样不平衡的馈电方式，辐射贴片上的电流分布不对称，造成天线方向图发生畸变，难于满足通信系统的要求。

参照图2，图2所示的双极化微带贴片天线包括辐射贴片001、点馈源002、馈电条带003以及天线地板。该双极化微带贴片天线采用差分馈电的方式进行馈电，能够使得辐射贴片001上的电流分布均匀，得到理想的辐射方向图。但是天线端口间的耦合电流难以抑制，天线端口隔离度只能依赖于额外的馈电电路。不易加工安装的复杂馈电电路，不仅增加了天线的成本，同时给天线阻抗匹配带来了困难。

发明内容

本发明的实施例提供一种极低剖面微带叠层双极化基站天线及阵列，能够克服上述问题，满足第五代移动通信系统的要求。

为达到上述目的，第一方面，本发明的实施例提供了一种极低剖面微带叠层双极化基站天线，包括第一层介质板、第二层介质板和第三层介质板；所述第一层介质板底面印刷刻蚀了方环缝隙的地板，顶面印刷十字形开槽的辐射贴片；所述第二层介质板印刷两个“三叉戟”形状的多枝节馈电条带；所述第二层介质板与第一层介质板进行压合；所述第三层介质板顶面印刷十字形开槽的堆叠贴片；所述第三层介质板底面与第二层介质板顶面距离3毫米；所述十字形开槽的辐射贴片、两个“三叉戟”形状的多枝节馈电条带、十字形开槽的堆叠贴片以及地板方环缝隙的几何中心点的水平位置都相同。

在第一种可能实现的方式中，结合第一方面，所述“三叉戟”形状的多枝节馈电条带可适用于微带叠层双极化天线；所述两个“三叉戟”形状的多枝节馈电条带在中间部位设置过桥连接结构以避免两个馈电条带交叉连通；所述多枝节馈电条带不仅可以设计成“三叉戟”形状结构，也可以设计成“骨头”形状结构、工字形状结构、Y形状结构、U形状结构或V形状结构。

在第二种可能实现的方式中，结合第一方面，所述十字形开槽的辐射贴片在中心位置处刻蚀出旋转了45°的正方形区域，避免了与多枝节馈电条带交叉连通；所述十字形开槽的辐射贴片在每个馈电点处均刻蚀一个圆形区域，避免与同轴线缆的内导体接触。

在第三种可能实现的方式中，结合第一方面，所述十字形开槽的堆叠贴片在中心位置处刻蚀出旋转了45°的正方形区域。