專利名稱：半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種無線通信技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對于雷達、定位、及高速通信的小型化與通信速度提出了更高的要求。電子和通信系統(tǒng)的高速要求及定位要求發(fā)射端和接收端分別采用多個天線獨立工作，能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜的利用率，同時可以利用不同天線對同一信號的接收來實現(xiàn)空間電子戰(zhàn)的特殊應(yīng)用，是下一代電子戰(zhàn)系統(tǒng)的一個研究熱點。然而無論是電子系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的多天經(jīng)系統(tǒng)要求單元間有較高的隔離度，單元間距一般大于一個工作波長以降低天線間的相關(guān)性，這勢必導致天線系統(tǒng)的體積過于龐大，這與新的系統(tǒng)的小型化要求是矛盾的，小間距的陣列天線是解決辦法之一。 現(xiàn)有的小間距天線陣列一般由單極子天線或平面倒F天線實現(xiàn)，天線陣列下端接一去耦合網(wǎng)絡(luò)，通過特征模分析等方法可計算出令網(wǎng)絡(luò)輸出信號去耦合化的相關(guān)參數(shù)值，然后網(wǎng)絡(luò)可由集總參數(shù)元件或分布元件實現(xiàn)。但在有限空間內(nèi)放置多個天線，天線間的互耦比較嚴重，尤其是天線形式為平面微帶天線情況下，這是由于微帶天線間有較強的表面波傳播的緣故，解決的方法是在天線的接地板間開槽，人為地增加天線間的輻射場來抵消原天線間的近場耦合。這個結(jié)構(gòu)往往設(shè)計過于復雜，且會產(chǎn)生輻射泄漏。因此，低耦合的小間距微帶陣列天線的研究具有十分重要的意義。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請?zhí)朇N2008100647^.X，專利公開號CN101316008A，發(fā)明專利名稱為具有高隔離度低相關(guān)特性的MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)移動終端多天線，該天線主體為雙層介質(zhì)結(jié)構(gòu)，貼片天線位于上層介質(zhì)的上表面，在其下表面為下地板，通過在下地板中設(shè)置啞鈴型的開口，能夠顯著提高貼片間的隔離度，然而在地板上開口將引起后向輻射，天線的屏蔽性會受到影響。 專利申請?zhí)朇N200480008890. 5，專利公開號CN1768448A，發(fā)明專利名稱為相控陣天線和單元間互耦控制方法，該天線在天線單元間互耦信號的通路內(nèi)設(shè)置了介質(zhì)分隔器，能夠有效地降低天線間耦合系數(shù)，然而這種方法是以增大天線體積作為代價的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，該裝置利用半波傳輸微帶去耦合單元，易共形，結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠更好地改善耦合，隔 1 度尚。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括介質(zhì)板、兩個輻射陣列單元、半波傳輸微帶去耦合單元、接地板和兩個饋電原件，其中兩個輻射陣列單元和半波傳輸微帶去耦合單元均貼附于介質(zhì)板的一側(cè)，接地板設(shè)置于介質(zhì)板的另一側(cè)，第一輻射陣列單元和第二輻射陣列單元分別與第一饋電原件和第二饋電原件連接，半波傳輸微帶去耦合單元分別與兩個輻射陣列單元連接，兩個饋電原件均與接地板連接，兩個輻射陣列單元構(gòu)成雙天線陣列結(jié)構(gòu)。所述的第一輻射陣列單元和第二輻射陣列單元對稱放置，該輻射陣列單元為帶四邊形貼片的微帶天線單元，兩個輻射陣列單元的間距S大于所述天線波長的1/30。所述波長是指當本發(fā)明工作時輻射于自由空間中的電磁波的波長。所述的雙天線陣列結(jié)構(gòu)的長度W和寬度H均小于所述天線波長的0. 3倍。所述的半波傳輸微帶去耦合單元設(shè)置于兩個輻射陣列單元的中間。所述的半波傳輸微帶去耦合單元為幾字形結(jié)構(gòu)的微帶線，該微帶線的長度1小于等于雙天線陣列結(jié)構(gòu)長度W的一半。耦合單元上的電流與兩個輻射陣列單元的電流相互抵消，實現(xiàn)兩個輻射陣列單元耦合最小化。所述的饋電原件包括內(nèi)導體和外導體，其中內(nèi)導體與外導體連接，內(nèi)導體與輻射陣列單元連接，外導體與接地板連接。所述的內(nèi)導體和外導體均為圓柱體。所述的接地板的長度X和寬度Y均小于所述天線波長的0. 4倍，X和Y均大于雙天線陣列結(jié)構(gòu)的長度W和寬度H。所述的介質(zhì)板為四邊形。本發(fā)明的工作原理為兩個饋電原件能夠分別外接信號源，外加的激勵信號分別傳輸?shù)絻蓚€輻射陣列單元，兩個輻射陣列單元分別獨立工作，向周圍空間輻射出去，實現(xiàn)無線通信功能。本發(fā)明利用半波傳輸微帶去耦合單元，易共形，結(jié)構(gòu)簡單，并且能更好地改善耦合，隔離度高。


圖1是實施例1的正面示意圖。圖2是實施例1的背面示意圖。圖3是實施例1的仿真隔離度曲線圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例1如圖1和圖2所示，本實施例包括介質(zhì)板1、第一輻射陣列單元2、第二輻射陣列單元3、半波傳輸微帶去耦合單元4、接地板5、第一饋電原件6和第二饋電原件7，其中兩個輻射陣列單元2、3和半波傳輸微帶去耦合單元4均貼附于介質(zhì)板1的一側(cè)，接地板5設(shè)置于介質(zhì)板1的另一側(cè)，第一輻射陣列單元2和第二輻射陣列單元3分別與第一饋電原件 6和第二饋電原件7連接，半波傳輸微帶去耦合單元4分別與兩個輻射陣列單元2、3連接， 兩個饋電原件6、7均與接地板5連接，兩個輻射陣列單元2、3構(gòu)成雙天線陣列結(jié)構(gòu)10。所述的第一輻射陣列單元2和第二輻射陣列單元3對稱放置，該輻射陣列單元2、3為帶矩形貼片的微帶天線單元，兩個輻射陣列單元2、3的間距S為所述天線波長的1/24， 兩個輻射陣列單元2、3的中心點間距L為所述天線波長的1/8。所述天線波長是指當本發(fā)明工作時輻射于自由空間中的電磁波的波長。所述的雙天線陣列結(jié)構(gòu)10的長度W和寬度H均小于所述天線波長的0. 3倍。所述的半波傳輸微帶去耦合單元4設(shè)置于兩個輻射陣列單元2、3的中間。所述的半波傳輸微帶去耦合單元4為幾字形結(jié)構(gòu)的微帶線，該微帶線的長度1小于等于雙天線陣列結(jié)構(gòu)10長度W的一半。耦合單元4上的電流與兩個輻射陣列單元2、3 的電流相互抵消，實現(xiàn)兩個輻射陣列單元2、3耦合最小化。所述的饋電原件6、7包括內(nèi)導體8和外導體9，其中內(nèi)導體8與外導體9連接， 內(nèi)導體8與輻射陣列單元2、3連接，外導體9與接地板5連接。所述的內(nèi)導體8和外導體9均為圓柱體。所述的接地板5的長度X和寬度Y均小于所述天線波長的0. 4倍，X和Y均大于雙天線陣列結(jié)構(gòu)10的長度W和寬度H。所述的介質(zhì)板1為四邊形。所述的輻射陣列單元2、3、半波傳輸微帶去耦合單元4和接地板5均為導體。所述的介質(zhì)板1為低介電常數(shù)微波材料板。如圖3所示，所述結(jié)構(gòu)的仿真S參數(shù)，圖中的Sll和S22為兩個天線的反射損耗， 低于-IOdB的帶寬為2. 165GHz到2. 185GHz，圖中S21為兩天線之間的耦合，在上述帶寬內(nèi)小于-25dB。當本裝置兩個輻射陣列單元2、3的間距為所述天線波長的1/ 時，天線隔離度大于25dB，遠優(yōu)于目前工程中雙天線單元間的隔離度。本裝置實現(xiàn)了微帶陣列天線小型化，滿足各種不同的要求，同時該天線具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征在于，包括介質(zhì)板、兩個輻射陣列單元、半波傳輸微帶去耦合單元、接地板和兩個饋電原件，其中兩個輻射陣列單元和半波傳輸微帶去耦合單元均貼附于介質(zhì)板的一側(cè)，接地板設(shè)置于介質(zhì)板的另一側(cè)，第一輻射陣列單元和第二輻射陣列單元分別與第一饋電原件和第二饋電原件連接，半波傳輸微帶去耦合單元分別與兩個輻射陣列單元連接，兩個饋電原件均與接地板連接，兩個輻射陣列單元構(gòu)成雙天線陣列結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的第一輻射陣列單元和第二輻射陣列單元對稱放置，該輻射陣列單元為帶四邊形貼片的微帶天線單元，兩個輻射陣列單元的間距S大于所述天線波長的1/30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的雙天線陣列結(jié)構(gòu)的長度W和寬度H均小于所述天線波長的0. 3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的半波傳輸微帶去耦合單元設(shè)置于兩個輻射陣列單元的中間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的半波傳輸微帶去耦合單元為為幾字形結(jié)構(gòu)的微帶線，該微帶線的長度1小于等于雙天線陣列結(jié)構(gòu)長度W的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的饋電原件包括內(nèi)導體和外導體，其中內(nèi)導體與外導體連接，內(nèi)導體與輻射陣列單元連接，外導體與接地板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的內(nèi)導體和外導體均為圓柱體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的接地板的長度X和寬度Y均小于所述天線波長的0. 4倍，X和Y均大于雙天線陣列結(jié)構(gòu)的長度W 和寬度H。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，其特征是，所述的介質(zhì)板為四邊形。
全文摘要
一種無線通信技術(shù)領(lǐng)域的半波傳輸去耦小間距微帶陣列天線，包括介質(zhì)板、兩個輻射陣列單元、半波傳輸微帶去耦合單元、接地板和兩個饋電原件，其中兩個輻射陣列單元和半波傳輸微帶去耦合單元均貼附于介質(zhì)板的一側(cè)，接地板設(shè)置于介質(zhì)板的另一側(cè)，第一輻射陣列單元和第二輻射陣列單元分別與第一饋電原件和第二饋電原件連接，半波傳輸微帶去耦合單元分別與兩個輻射陣列單元連接，兩個饋電原件均與接地板連接，兩個輻射陣列單元構(gòu)成雙天線陣列結(jié)構(gòu)。本發(fā)明使用傳統(tǒng)的微帶線作為去耦合單元，易共形，結(jié)構(gòu)簡單，并且能更好地改善耦合，隔離度高。
文檔編號H01Q21/28GK102280696SQ201110107930
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者葉聲, 梁仙靈, 耿軍平, 金榮洪, 陳念 申請人:上海交通大學