[发明专利]基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线

说明书

本发明提供基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线，包括金属地板、介质层和两组镜像对称设置的辐射单元；每组辐射单元中均包括辐射贴片、短路部件组和馈电探针；馈电探针向辐射贴片馈电，辐射贴片通过短路部件组与金属地板连接；介质层位于金属地板与辐射贴片之间；短路部件组用于屏蔽两辐射贴片之间的耦合、维持所述辐射贴片放大2倍后所激励的TM₁₁模和TM_31/13模的谐振频率不变；所述辐射贴片上开设有镂空槽，镂空槽用于聚拢TM₁₁模、TM_31/13模的部分电场。两组镜像对称的辐射单元，分别激发左旋和右旋的圆极化波，形成分集天线。辐射贴片的工作频率为其放大2倍时的工作频率，两辐射单元之间隔离度高，使分集天线能在不影响工作性能的条件下做得更小。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是指一种基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线。

背景技术

近些年来，随着现代无线通信系统的快速发展，现代无线移动通信系统，特别是终端天线，需要具有可靠稳定地辐射电磁波性能且拥有更高的通信容量，以进一步满足大数据量业务以及可靠传输的要求。圆极化分集天线能够提高传统天线功率容量，解决传统天线极化因极化未对准而引起的接收信号微弱的问题以及信号在传输过程中受到的反射波干扰等问题。然而，圆极化分集天线往往需要端口之间具有较好的隔离度，且其天线空间尺寸受现代通信系统限制。因此，紧凑型、小型化圆极化分集天线成为现代移动通信系统的发展方向。

传统的圆极化分集天线通常采用结构的对称性来实现不同旋向的圆极化特性，进而在远区产生不同的极化实现极化分集。目前，实现圆极化分集可采用物理上直观旋转微扰后的贴片实现圆极化、混合耦合的形式实现圆极化以及基于印刷单极子形式实现极化分集等方法。现有技术一实现圆极化分集是通过采用多层结构，固定馈电层机械地将切角圆极化贴片层旋转90°，旋转前后的天线结构可以实现不同旋向的圆极化性能。现有技术二实现圆极化分集是通过控制二极管开关从而控制边角部分上的电流导通与截止，实现不同的圆极化分集以及线极化分集之间的切换。现有技术三实现圆极化分集是通过在印刷单极子的基础上，设计出左右对称的缝隙环，产生不同旋向的圆极化特性。

但是技术一采用的是多层结构，天线的剖面高，机械地旋转来实现的圆极化分集在实际应用中也将受到较大的限制，如旋转精度不足出现偏差、机械旋转降低天线的使用寿命等。技术二和技术三在结构上都含有空气层，天线整体结构需要复杂的稳定固定装置，且剖面都较高，此外，技术二采用的二极管控制形式不仅使得天线结构复杂，用的材料多，加工难度大，增加的天线的制作成本。技术一、技术二和技术三天线不仅剖面高，其横向尺寸也均较大，不利于对天线小尺寸需求的应用。使得在实现圆极化分集特性时存在天线剖面高、横向尺寸大、端口之间耦合干扰强等使用中的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种重量轻、体积小、剖面低、结构简单、易于共形的高隔离度圆极化分集天线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线，包括金属地板、介质层和两组镜像对称设置的辐射单元；每组所述辐射单元中均包括辐射贴片、短路部件组和馈电探针；所述馈电探针向所述辐射贴片馈电，所述辐射贴片通过所述短路部件组与所述金属地板连接；所述介质层位于所述金属地板与所述辐射贴片之间；所述短路部件组用于屏蔽两所述辐射贴片之间的耦合、维持所述辐射贴片放大2倍后所激励的TM₁₁模和TM_31/13模的谐振频率不变；所述辐射贴片上开设有镂空槽，所述镂空槽用于聚拢所述TM₁₁模、所述TM_31/13模的部分电场。

进一步地，所述辐射贴片呈矩形；所述短路部件组包括金属柱，所述金属柱沿着所述辐射贴片的第一边边沿、第二边边沿依次排列成L字型；所述第一边与所述第二边相邻，所述第一边为靠近另一辐射单元的边。