[发明专利]一种超宽带双极化平面天线

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信中的天线技术领域，特别涉及超宽带双极化平面天线。 

背景技术

伴随着个人无线移动通信的迅猛发展，对系统的带宽、数据传输率、抗干扰能力提出了更高的要求。超宽带通信技术由于其很宽的工作频带（绝对带宽达到7.5GHz），很低的传输功率（低于-41.3dBm），很高的数据传输速率（在10米范围内可达到110MHz/s）和很强的抗干扰能力而受到了广泛的关注。然而，由于很低的传输功率造成了超宽带系统在复杂环境中的多径衰落现象从而影响系统的性能。多天线MIMO技术（多输入多输出技术）的出现可以有效的解决上诉问题。MIMO技术可以在不增加额外带宽或者增大发射功率的情况下提供更大的数据吞吐量和更广的连接范围。天线作为实现超宽带通信的关键部件之一成为人们的研究热点。 

国际电子电气工程师协会《天线与传播》杂志（IEEE Transactions on Antenna and Propagation,2009,57(10),3347-3351）介绍了一种宽带双极化的等腰三角形槽天线，该天线两端口之间的隔离度达到-30dB，但该天线的阻抗带宽仅能覆盖5-6GHz频率范围，因此不能满足超宽带的应用。 

国际电子电气工程师协会《天线与传播》杂志（IEEE Transactionson Antenna and Propagation,2012,60(3),1596-1600）介绍了一种双端口环形缝隙超宽带天线，该天线能完全覆盖超宽带通信需要的3.1-10.6GHz的频率范围，两端口之间的隔离度达到-15dB，满足无线通信系统对隔离度的要求，但该天线外观尺寸较大，因此不满足便携式无线通信设备的应用需求。 

鉴于上述要求，有必要提出一种紧凑的超宽带双极化平面天线。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的平面天线在宽带范围和外观尺寸上不能兼顾的不足，提出了一种超宽带双极化平面天线。 

本发明的技术方案是：一种超宽带双极化平面天线，包括介质基板及位于介质基板上的金属层，所述金属层包含了金属区和镂空区，其特征在于，所述金属区包括位于介质基板四周边缘的接地板，所述接地板的中心为属于镂空区的多边形槽；所述接地板的两相邻边上分别具有相互垂直的第一开口和第二开口；所述第一共面波导传输线贯穿第一开口后一端与位于多边形槽的第一金属辐射体连接，另一端作为天线的输入或输出端口（图1中端口1）；所述第二共面波导传输线贯穿第二开口后一端与位于多边形槽的第二金属辐射体 连接，另一端作为天线的输入或输出端口（图1中端口2）；所述接地板、多边形槽自身关于水平方向和垂直方向之间的45度角对称，所述第一开口、第一共面波导传输线和第一金属辐射体分别与第二开口、第二共面波导传输线和第二金属辐射体关于水平方向和垂直方向之间的45度角对称。 

本发明的优点和有益效果：本技术方案采用单面敷铜介质基板制作而成，采用共面波导馈电方式，辐射单元与接地板均位于介质基板上表面，这种平面结构使得该天线易于与其他射频电路相集成，从而减小整个系统的体积；同时，多边形槽中的矩形枝节和刻在天线右上角的呈等腰直角三角形的三角形切角提高了天线的隔离度，改善了天线性能。该天线是双极化MIMO天线，可以有效提高接收或者发射的电磁信号的健壮性和多路径性，从而克服复杂恶劣环境下的多径衰落提高整个通信系统的性能。而且该天线结构简单，易于加工，成本低。 

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。 

图2为本发明的S11和S22图。 

图3为本发明的S12和S21图。 

附图标记说明：金属区1、接地板11、第一共面波导传输线12、第一金属辐射体13、第二共面波导传输线14、第二金属辐射体15、矩形枝节16、镂空区2、多边形槽21、第一开口22、第二开口23、三角形切角24 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：