[发明专利]一种基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵

说明书

技术领域

本发明属于天线设计技术领域，涉及一种基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵。

背景技术

平面微带贴片天线在很多通信和雷达应用中是非常受欢迎的。多端口天线系统由于其高速率、大容量的优点而被广泛用于现代无线通信系统中。但是，在尺寸有限的终端设备上安装多个天线并非易事。这是因为随着天线阵元间距的减小，阵元间的电磁耦合变得很强，从而对天线以及整个通信系统的性能造成很大的影响。因此，多天线阵的设计需要考虑并降低阵元间的互耦。降低紧凑型天线阵列互耦的技术有多种。通过优化天线阵元的放置方向和馈电结构、在天线间加载电磁带隙结构(EBG)或缺陷地结构(DGS)、设计去耦匹配网络或者插入寄生阵元都可以降低天线间的互耦。但是，已有的天线阵去耦设计多是针对单频工作的天线阵，鲜有适用于双频天线的去耦设计。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵，通过在天线阵元的辐射面之间嵌入一个H形微带谐振器来降低微带天线阵的耦合系数。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵，该低耦合双频天线阵包括介质基板、微带天线单元和H形微带谐振器；所述H形微带谐振器位于微带天线单元的辐射面之间，所述H形微带谐振器用于在两个频率上分别产生谐振。

进一步，所述H形微带谐振器所产生的谐振频率可以通过改变其上部和下部的枝节长度来调节。

进一步，所述微带天线单元为矩形微带天线，微带天线单元对称设置在介质基板的两侧，微带天线单元中含有馈电点。

进一步，所述微带天线单元有两个工作频率。

进一步，所述矩形微带天线的左右两边均设置有两个矩形凹槽。

进一步，所述低耦合双频天线阵的尺寸为75mm×60mm，微带天线单元间距D为7mm。

进一步，所述H形微带谐振器的枝节线宽W₄＝1mm，H形微带谐振器的上部枝节长L₅＝7.9mm，H形微带谐振器的下部枝节长L₆＝12.6mm，H形微带谐振器的宽L₇＝3.5mm，H形微带谐振器到微带天线单元的距离L₉＝0.8mm，H形微带谐振器到低耦合双频天线阵的宽边距离L₁₀＝19.6mm。

进一步，所述矩形微带天线的宽W₂＝18mm，矩形微带天线的长L₂＝22mm，馈电点到微带天线单元长边的距离W₃＝9mm，馈电点到微带天线单元宽边的距离L₃＝14.55mm，矩形凹槽到微带天线单元宽边的距离L₄＝2mm，矩形凹槽的宽H＝1mm，矩形凹槽的长L₈＝7mm。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵，在天线阵元的辐射面之间嵌入一个H形微带谐振器，H形微带谐振器可以产生两个半波长的谐振频率，所形成的间接的耦合路径，抵消了两个阵元之间的直接耦合，能够有效地降低微带天线阵的耦合系数，且不增加任何额外成本、易于加工。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明所述的基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵结构示意图；

图2为微带天线阵在加载H形微带谐振器前后的S参数对比图；

图3为微带天线阵的耦合系数S₁₂随参数L₅的变化关系；

图4为微带天线阵的耦合系数S₁₂随参数L₆的变化关系；

图5为微带天线阵的辐射方向图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明提供的一种基于H形微带谐振器的低耦合双频天线阵，如图1所示，该低耦合双频天线阵包括介质基板、微带天线单元和H形微带谐振器；所述H形微带谐振器位于微带天线单元的辐射面之间，所述H形微带谐振器可以在两个频率上分别产生谐振。

所述微带天线单元对称设置在介质基板的两侧，微带天线单元中含有馈电点，微带天线单元为矩形微带天线。所述微带天线单元有两个工作频率。所述矩形微带天线的左右两边均设置有两个矩形凹槽。