[发明专利]一种面向5G应用的高隔离双极化基站天线单元

说明书

本发明涉及一种面向5G应用的高隔离双极化基站天线单元，包括自而下依次布置的介质板、同轴馈线、背板和SMA馈电，所述介质板正反面刻蚀了±45°垂直放置的第一领结型偶极子天线和第二领结型偶极子天线，所述各领结型偶极子天线由两个对称设置的偶极子天线臂构成，且所述偶极子天线臂包括优化碎片式寄生结构。本发明的优点在于：本发明面向5G应用的高隔离双极化基站天线单元，通过优化碎片式寄生结构，形成具有低损耗高隔离特性，低损耗高隔离的基站天线单元，进而可以减小天线自身损耗，并且降低天线间的自干扰。

技术领域

本发明涉及一种双极化基站天线单元，特别涉及一种面向5G应用的高隔离双极化基站天线单元。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的迅速发展，人们对于数据率的渴求日益提升。由于可以实现更大的信道容量和更快的传输速率，双极化天线被广泛应用在基站系统中。然而在通信系统中，基站天线单元的双极化天线间往往存在很强的互耦，这造成的自干扰将会降低基站系统的性能。因此，设计高异极化隔离的基站天线单元是必不可少的。

国内外关于高隔离双极化基站天线单元的研究在不断开展，文献[1](毛建军，于大群，焦永昌.一种用于5G的大规模MIMO天线阵设计.现代雷达，2(2016)，66-69.)采用正交的H形缝隙耦合馈电，设计了隔离度高于23dB的双极化天线单元；文献[2](K-L.Wu,C.Wei,X.Mei and Z.Zhang,Array-Antenna Decoupling Surface,IEEE Trans.AntennasPropag.,12(2017),6728–6738.)采用去耦和表面抵消耦合波，实现了隔离高于30dB的双极化基站天线单元；文献[3](K.Mak,H.Lai and K.Luk,A 5G Wideband Patch Antenna withAntisymmetric L-shaped Probe Feeds,IEEE Trans.Antennas Propag.,2017.)利用正交的L形探针耦合馈电，设计了隔离度高于30dB的双极化基站天线单元。

目前，准确覆盖5G频段(3.4-3.6GHz)的更高性能的双极化基站天线单元仍是空白。本发明采用±45°垂直放置的偶极子天线实现双极化，通过优化碎片式寄生结构实现更高的隔离性能。面向5G应用背景，本发明设计了一款工作在3.4-3.6GHz频段的双极化基站天线单元，该基站天线单元在工作频段内回波损耗高于20dB，双极化天线间的隔离高于40dB。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现更高的隔离性能的面向5G应用的高隔离双极化基站天线单元。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种面向5G应用的高隔离双极化基站天线单元，其创新点在于：包括自而下依次布置的介质板、同轴馈线、背板和SMA馈电，所述介质板正反面刻蚀了±45°垂直放置的第一领结型偶极子天线和第二领结型偶极子天线，所述各领结型偶极子天线由两个对称设置的偶极子天线臂构成，且所述偶极子天线臂包括优化碎片式寄生结构。

进一步地，所述基站天线单元中的第一领结型偶极子天线的两偶极子天线臂分别刻蚀在介质板上表面和下表面，第二领结型偶极子天线的两偶极子天线臂均刻蚀在介质板下表面，且两偶极子天线垂直实现双极化。

进一步地，所述同轴馈线包括分别与两偶极子天线连接且平行设置的第一同轴馈线和第二同轴馈线，所述第一同轴馈线的内导体与第一领型偶极子天线设置在介质板上表面的偶极子贴片的连接，所述第一同轴馈线的外导体与第一领型偶极子天线设置在介质板下表面的偶极子贴片以及背板连接；所述第二同轴馈线的内导体与第二领型偶极子天线设置在介质板上表面的传输线连接，上表面传输线通过通孔与第二领型偶极子天线设置在介质板下表面的一偶极子贴片连接，所述第二同轴馈线的外导体与第二领型偶极子天线设置在介质板下表面的另一偶极子贴片以及背板连接。

进一步地，所述偶极子天线臂为等腰三角形和碎片式寄生结构的组合结构。