[发明专利]一种基于新型混合环馈电的高隔离双工双极化天线

说明书

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。

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。