[发明专利]基于多路径抵消的多频高隔离毫米波相控阵列天线

说明书

本发明公开了一种基于多路径抵消的多频高隔离毫米波相控阵列天线，包括叠加放置的第一层介质基板、第二层介质基板及第三层介质基板，所述第一层介质基板的上、下表面分别设置呈阵列排布的磁电偶极子天线单元及金属地板，所述第二层介质基板设置馈电层，第三层介质基板设置GCPW转接层，所述第一层介质基板的上表面两侧边缘设置两个金属接地柱墙，两个金属接地柱墙之间设置磁电偶极子天线单元；通过在第一层介质基板中设置多条耦合抵消路径用来抵消固有的耦合路径。和传统的高隔离天线相比，本发明的去耦结构简单，不需要额外的剖面，就能实现多频天线的去耦。而且基于多路径抵消的多频高隔离毫米波相控阵列天线。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于多路径抵消的多频高隔离毫米波相控阵列天线。

背景技术

随着第五代无线通信技术的发展，毫米波阵列天线是一个热门的研究课题。毫米波阵列天线具有高带宽、高速率、低时延、小尺寸等优势，被广泛应用在基站天线、室内通信、定点通信等应用场合。但是，毫米波天线阵列存在的表面波严重、耦合过高等问题，严重恶化了阵列天线的辐射效率和扫描角度。为了改善阵列天线之间的耦合，传统的高隔离方法一般适用于二元阵列，很难拓展到大型阵列设计中。近些年，采用去耦面的阵列天线能够很好地实现高隔离的性能。但是，这种去耦结构需要在天线阵列上空某些特定位置摆上去耦表面，这个高度由去耦表面反射相位和固有的耦合相位共同决定。但是，采用这种去耦表面会带来额外的剖面、设计复杂等诸多问题。这对天线阵列整体的设计带来很大的挑战，也不适合紧凑环境下的天线设计。磁电偶极子天线单元作为宽带低剖面辐射天线，在相控阵天线中有广泛的应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种多路径抵消的多频高隔离毫米波相控阵列天线。

本发明不仅具有高隔离、尺寸小、结构简单的特点，并且能确保改善相控阵列天线的端口隔离和扫描性能。

本发明采用如下技术方案：

一种基于多路径抵消的多频高隔离毫米波相控阵列天线，包括叠加放置的第一层介质基板、第二层介质基板及第三层介质基板，所述第一层介质基板的上、下表面分别设置呈阵列排布的磁电偶极子天线单元及金属地板，所述第二层介质基板设置馈电层，第三层介质基板设置GCPW转接层，所述第一层介质基板的上表面两侧边缘设置两个金属接地柱墙，两个金属接地柱墙之间设置磁电偶极子天线单元；

当磁电偶极子天线单元为两个时，相邻磁电偶极子天线单元之间设置第一去耦路径；

当磁电偶极子天线单元为至少三个时，相邻磁电偶极子天线单元之间设置第一去耦路径，除设置在靠近金属接地柱墙的两个磁电偶极子天线单元外，其它磁电偶极子天线单元的两端设置第二去耦路径。

进一步，每个磁电偶极子天线单元的两侧设置去耦接地柱。

进一步，相邻磁电偶极子天线单元之间设置两个第一去耦路径，且关于第一层介质基板的纵向轴线对称设置。

进一步，所述第一去耦路径包括m根第一接地柱、n条第一金属条带及o条第二金属条带；

当m＝3,n＝1,o＝1时，其中两根第一接地柱沿着第一金属条带中心对称设置，第三根第一接地柱设置在第一金属条带的中心位置，三根第一接地柱通过第二金属条带连接；

当m＞3,n≥2,o≥2时，n条第一金属条带平行放置，每一条第一金属条带设置两个或三个第一接地柱，第一金属条带设置两根第一接地柱时，两根第一接地柱沿着中心对称设置,第二金属条带用于连接两根第一接地柱；当第一金属条带设置三根第一接地柱时，按照m＝3时设置，第二金属条带用于连接三根第一接地柱。

进一步，所述第二去耦路径包括至少两根第二接地柱及至少一条第三金属条带；

当包括两根第二接地柱及一条第三金属条带时，两根第二接地柱沿着第三金属条带的中心对称设置；