[发明专利]一种宽带解耦的叠层贴片天线

说明书

本发明公开了一种宽带解耦的叠层贴片天线，包括顶层金属结构、第一介质基板、第二介质基板以及大地金属基板，所述顶层金属结构包括若干设置于所述第一介质基板上的寄生金属贴片，每个寄生金属贴片上具有双圆孔单圆盘结构，且相邻的两个寄生金属贴片之间的区域设置有对称的半波长金属条带；所述第一介质基板与所述第二介质基板之间与所述顶层金属结构对应处设置有中间层金属结构，所述大地金属基板设置于所述第二介质基板的底部，且所述顶层金属结构、所述第一介质基板、所述中间层金属结构、所述第二介质基板以及所述大地金属基板之间通过金属探针贯穿连接。本发明具有结构简单、无剖面增加、易集成等特点。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体来说，涉及一种宽带解耦的叠层贴片天线。

背景技术

叠层贴片天线不但具有贴片天线结构简单、易集成、成本低的特点，而且相比于单层贴片天线具有工作频带宽、增益高等优点，因而被广泛应用于微波、毫米波天线系统中。将多个叠层贴片天线单元组成多单元叠层贴片天线阵列，可以获得更高增益的定向波束，或者形成多入多出阵列提高系统信道容量。然而，自然形成的多单元叠层贴片天线阵列中，单元间的互耦水平并不能满足通信要求，易于引起天线阵列的有源匹配恶化、方向图变形、扫描角度减小以及系统的误码率高、信道容量恶化等一系列问题。因此，有必要探求降低多单元叠层贴片天线阵列单元间互耦的方法。

现有的可用于叠层贴片天线去互耦的方法主要有两种。第一种是在两单元中间垂直添加高且宽的金属壁阻隔耦合电流，实现工作频带内互耦水平的整体降低，该方案的去互耦效果与金属壁物理参数密切相关，因此需在整体尺寸与去耦水平间作出取舍。第二种是改变顶层基板介电常数并引入空气层，将带外的一个互耦零点移植到匹配带宽内，形成单点匹配与单点去互耦，因此将无法维持叠层贴片的宽带特性。

总体而言，现有的叠层贴片天线去互耦方法存在剖面高、带宽窄、解耦水平低、结构复杂或集成化程度低等问题。因此，有必要发明一种不增加天线剖面高度及结构复杂度的宽带高解耦叠层贴片天线。

发明内容

本发明的目的是提出一种宽带解耦的叠层贴片天线，以解决现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种宽带解耦的叠层贴片天线，包括顶层金属结构、第一介质基板、第二介质基板以及大地金属基板，所述顶层金属结构包括若干设置于所述第一介质基板上的寄生金属贴片，每个寄生金属贴片上具有双圆孔单圆盘结构，且相邻的两个寄生金属贴片之间的区域设置有对称的半波长金属条带；所述第一介质基板与所述第二介质基板之间与所述顶层金属结构对应处设置有中间层金属结构，所述大地金属基板设置于所述第二介质基板的底部，且所述顶层金属结构、所述第一介质基板、所述中间层金属结构、所述第二介质基板以及所述大地金属基板之间通过金属探针贯穿连接。

其中，所述双圆孔单圆盘结构包括设置于寄生金属贴片顶面的两个圆形孔，其中一圆形孔内设置有金属圆盘。

优选的，所述圆形孔的直径为0.1λ_g-0.13λ_g，位于距所述寄生金属贴片边缘0.005λ_g-0.01λ_g处。

优选的，所述金属圆盘直径为0.05λ_g-0.07λ_g，位于左侧的所述圆形孔的圆心处。

优选的，所述半波长金属条带宽度为0.04λ_g-0.06λ_g，在水平方向上位于两所述寄生金属贴片正中间，垂直方向上距离所述寄生金属贴片的边缘0.02λ_g-0.04λ_g。

其中，所述中间层金属结构包括与所述寄生金属贴片位置相对应的驱动金属贴片。

其中，所述金属探针连接所述金属圆盘、所述第一介质基板、所述驱动金属贴片、所述第二介质基板以及所述大地金属基板。