[发明专利]一种低剖面、小型化、高隔离度的双极化贴片天线单元

说明书

本发明涉及一种低剖面、小型化、高隔离度的双极化贴片天线单元，包括基板，基板的一个面上设有至少两层支撑介质，基板在远离支撑介质的面设置功分馈电网络；每层支撑介质远离基板的面上都设有辐射贴片；还包括导电馈电柱，用于分别穿透基板和支撑介质，连接辐射贴片和馈电网络。本发明通过合理设置各层支撑介质的介电常数及高度，可以大大减小单元的尺寸和高度，实现小型化，低剖面，有效减小了阵列中单元间的互耦，提高隔离度，改变辐射方向图的波宽，增益，交叉极化等特性。并采用等幅反相馈电方式，再通过设置输出端和馈电柱位置，消除贴片内的高次模，使单元内的互扰得到有效抑制，提高端口隔离度以及方向图的交叉极化和对称性。

技术领域

本发明涉及通信天线技术领域，尤其涉及一种低剖面、小型化、高隔离度的双极化贴片天线单元。

背景技术

5G移动通信天线广泛采用Massive MIMO（大规模多输入多输出）的阵列技术，这要求天线设计符合以下原则：1、小型化，低剖面，易集成；减小天线阵列的口径大小，降低剖面，与有源波束赋形网络融为一体，关系到整个系统的体积大小和分布空间，以及各系统模块相互兼容的问题。2、高隔离度，低互耦影响；在MIMO系统里面，天线单元之间的互耦不仅仅会降低信道的隔离度，还会降低整个系统的通信效率。然而目前的基站天线单元广泛采用对称振子的技术方案，其高度和面积与波长成正比，剖面高，体积大，单元间互耦强烈，导致隔离度很难提高，方向图产生畸变，严重影响了天线阵列的总体性能；另外，对称振子的安装复杂，一致性不好，与有源系统模块难以集成，难以满足Massive MIMO系统的要求。

因此，业内急需一种小型化、低剖面、高隔离度、高集成度、一致性好和易于调谐的双极化天线单元。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低剖面、小型化、高隔离度的双极化贴片天线单元，包括基板，基板的一个面上设有至少一层支撑介质，还包括了上述任意一项所述的功分馈电网络，基板在远离支撑介质的面设置功分馈电网络；

每层支撑介质远离基板的面上都设有辐射贴片；

还包括导电馈电柱，用于分别穿透基板和支撑介质，连接辐射贴片和馈电网络。

进一步的，所述支撑介质的高度为0.002-0.1个工作波长。

进一步的，所述支撑介质的介电常数为1.0-16.0。

进一步的，所述功分馈电网络包括保持一定间距的两组功分器以及两组连接功分器的输入端，功分器的两末端分别连接输出端；

所述功分馈电网络中同组的功分器末端的输出端连线后，不同组输出端的两条连线的夹角为90度。

进一步的，所述功分馈电网络中同组的输入端到两个输出端的幅度差小于0.5dB，相位差160~200度。

进一步的，所述功分馈电网络包括微带线、共面波导或其他形式的传输线。

进一步的，所述基板在靠近支撑介质的面设有焊锡层和第一焊盘，所述焊锡层与第一焊盘之间为隔离的绝缘设置；

所述支撑介质靠近基板的面设有第一金属地和第二焊盘，第一金属地和第二焊盘分别与焊锡层和第一焊盘重叠焊接在一起。

进一步的，所述辐射贴片的垂直投影在基板上，投影面积覆盖了功分器和输出端。

进一步的，所述辐射贴片的形状包括多边形或者圆形。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过合理设置各层支撑介质的介电常数及高度，可以大大减小单元的尺寸和高度，实现小型化，低剖面，有效减小了阵列中单元间的互耦，提高隔离度，改变辐射方向图的波宽，增益，交叉极化等特性。