[发明专利]一种降低耦合的二元微带阵列天线

说明书

技术领域

本发明属于微带天线技术领域，更为具体地讲，涉及一种降低耦合的二元微带阵列天线。

背景技术

天线作为接收和辐射定向电磁波的一种必需的能量转化器件，在现代通信中的应用越来越广泛。然而，单个天线通常无法满足高增益、低副瓣、高功率等技术要求，这就需要在实际应用中，引入阵列天线来实现这些特性。因此，在高数据率和高系统容量的需求的带动下，天线阵列开始广泛应用于各种通信系统中。然而，随着天线分集、超宽带阵列、相控阵、智能天线、MIMO(Multiple Input multiple Output)系统、GPS(Global Position System)等多天线应用的提出，天线单元之间的强烈的耦合，也因而成为多天线系统应用的一个瓶颈。

比如对于相控阵天线，互耦会导致阵元在阵列中的输入阻抗和激励阻抗不同，影响单元效率，使得增益下降，阵列失配，极化特性变坏，严重影响相控阵天线的辐射性能。同时对于多波束控制，DOA(Direction Of Arrival)估计等智能天线方面的应用，互耦的存在也会造成系统的偏差，影响系统的性能。因此，对于互耦的考虑以及去除方法已经在天线阵列的设计中起到至关重要的作用。

由于具有剖面薄、体积小、重量轻、造价低廉、便于集成等优点,微带天线及其阵列已经被广泛应用于各种无线通信及雷达系统中。但是,当微带天线及其阵列工作时,会在基底中激励起表面波,这使得阵列单元间的互耦增大,天线及其阵列增益降低。

针对上述问题，现有的去耦合的方法有加载电磁带隙结构(EBG)、缺地陷结构(DGS)以及在天线之间加载寄生单元等，但是有些方法需要多层介质基底，导致结构过于复杂，有些方法只能在较窄的频带范围内去耦合效果，对于宽频带天线阵列来说不是很适用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低耦合的二元微带阵列天线，通过加载慢波结构来去耦合，不仅结构简单，易共形，而且还可以在较宽的频带范围内实现去耦合的效果。

为实现上述发明目的，本发明一种降低耦合的二元微带阵列天线，其特征在于，包括：

一介质基板，所述介质基板的上表面印制有两个矩形辐射单元，两个辐射单元关于介质基板的长边的中心线对称放置，其下表面为金属地板；

所述金属地板的正中间纵向开一矩形槽，矩形槽的长度和介质基板的宽度相等，矩形槽的宽度与两个辐射单元之间的距离相同；

一慢波结构，加载在矩形槽中的适当位置，慢波结构的两端通过微带线与金属地板连接；

一馈电同轴，包括内导体和外导体；内导体与两个矩形辐射单元连接，外导体和金属地板连接；

馈电同轴外接信号源，通过内导体将信号传输到两个矩形辐射单元，两个矩形辐射单元向周围空间辐射，再通过慢波结构延长两个矩形辐射单元之间的电磁波的传播路径，使辐射增加，从而降低二元微带阵列天线内的耦合。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明一种降低耦合的二元微带阵列天线，包括介质基板、慢波结构和馈电同轴；馈电同轴外接信号源，通过馈电同轴中的内导体将信号传输到介质基板上的两个矩形辐射单元，两个矩形辐射单元向周围空间辐射，再通过慢波结构延长两个矩形辐射单元之间的电磁波的传播路径，使辐射增加，从而降低二元微带阵列天线之间的耦合；与现有技术相比，本发明具有结构更加简单，去耦合效果更好，而且可以实现在较宽的频带范围内实现降低耦合的效果。

附图说明

图1是本发明一种降低耦合的二元微带阵列天线结构示意图，其中，(a)为天线正面图，(b)为天线反面图。

图2是本发明一种降低耦合的二元微带阵列天线尺寸示意图；其中，(a)为天线正面图，(b)为天线反面图。

图3是几种慢波结构的结构示意图；

图4是本发明实施例中的慢波结构的布里渊图；

图5是本发明实施例的仿真的S参数曲线图。

图中标记说明：介质基板1、金属辐射贴片单元21和22、金属地板上开的槽3、金属地板4、慢波结构5、微带线61和62。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

图1是本发明一种降低耦合的二元微带阵列天线结构示意图。