[发明专利]一种基于寄生贴片的宽带双线极化基站天线

说明书

本发明公开了一种基于寄生贴片的宽带双线极化基站天线，属于天线技术领域。该天线的寄生贴片结构增加了天线孔径，因此可以展宽天线带宽。通过将45°极化的辐射贴片与‑45°极化的地板相邻，实现两个线极化之间的高隔离度，并通过刚性电缆对贴片进行馈电。本发明的金属地板和寄生贴片分别位于天线的底部和顶部，实现定向辐射的同时提高了天线增益。

技术领域

本发明涉及到天线技术领域，特别涉及一种基于寄生贴片的宽带双线极化基站天线。

背景技术

MIMO天线技术是未来5G无线系统的关键要素。MIMO技术显着提高了频谱效率和容量。5G系统同时利用低频带和高频带来有效利用频谱，但是，低频带6GHz以下主要用于MIMO基站。根据5G标准，可用的6GHz以下频段为3.3-3.8GHz和4.4-5GHz。以下是设计MIMO基站天线时面临的困难。

1带宽方面：在某些情况下，MIMO天线需要同时覆盖3.3-5GHz的两个低频带，考虑到加工误差，设计具有51％阻抗带宽的天线非常具有挑战性。

2隔离度：天线阵列间阵元的间距会显着影响互耦。通过将天线单元的间距拉大在5GHz时λ/2，可以减少互耦，但相对地，因为更早地出现了栅瓣，减小了相控阵整体扫描范围。另一方面，通过在5GHz处允许采用λ/2的布阵间距，能够大大降低低频段的互耦，但无法获得较宽的扫描范围。因此，需要在隔离范围和扫描范围之间进行折中。

3增益：在大带宽上获得稳定的增益非常具有挑战性，应该对天线进行精确建模和优化。总的相控阵增益通常小于理论值，该理论值可以通过增加单个天线元件增益来补偿。

通过上述分析可知，基站天线在4.4GHz-5GHz频带内要实现VSWR小于1.5的难度很大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于寄生贴片的宽带双线极化基站天线。该天线具有超宽带和双斜极化的优点。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于寄生贴片的宽带双线极化基站天线，包括从上至下依次层叠的寄生贴片层和辐射层；

所述寄生贴片层均包括第一介质基板5，所述第一介质基板的上表面设有对置的第一寄生贴片7和第二寄生贴片6；

所述辐射层包括第二介质基板8；所述第二介质基板的上表面设有第一辐射贴片10和第二辐射贴片9，下表面设有第三辐射贴片14和第四辐射贴片15；所述第一辐射贴片的形状为第一寄生贴片在第二介质基板上表面的投影；第三辐射贴片的形状为第二寄生贴片在第二介质基板下表面的投影；

所述第一寄生贴片、第一辐射贴片和第四辐射贴片均为第一贴片组，所述第一贴片组包括梯形贴片4和第一半圆形贴片3，第一半圆形贴片直径边与梯形贴片的下底紧贴；所述第二寄生贴片、第二辐射贴片和第三辐射贴片均为第二贴片组，所述第二贴片组包括三角形贴片2和第二半圆形贴片1，第二半圆形贴片直径边与三角形贴片其中一边紧贴；

第一寄生贴片的第一半圆形贴片和第二寄生贴片的第二半圆形贴片中心对称，且两者的直径边平行；第二辐射贴片的第二半圆形贴片直径边与第一辐射贴片的第一半圆形贴片直径边垂直；第三辐射贴片的第二半圆形贴片直径边与第四辐射贴片的第一半圆形贴片直径边垂直；

所述辐射层下方四分之一波长的位置处设有金属地板18；所述第二辐射贴片的三角形贴片连接第一同轴馈线的内导体12，第四辐射贴片的的梯形贴片连接第一同轴馈线的外导体17；所述第一辐射贴片的梯形贴片连接第二同轴馈线的内导体13，第三辐射贴片的三角形贴片连接第二同轴馈线的外导体11。

进一步的，所述第一贴片组和第二贴片组均为轴对称图形；第二半圆形贴片直径小于与其紧贴的三角形边长，第一半圆形贴片直径小于与其紧贴的梯形下底。