一种基于多种去耦方法的圆形微带阵列天线，在基板顶层印刷的两个金属圆形微带贴片天线之间，先加载两个对称放置的类E形电磁带隙单元；然后在两个圆形金属贴片之间的基板底层的印刷金属接地层上刻蚀两组对称的方形缝隙缺陷地结构。这两种去耦合结构分别抑制了介质基板顶层表面波的传输和接地层耦合电流的传输，进而减小了两个圆形微带天线单元间的耦合，实现了比运用单一去耦方法更好的去耦效果，从而更有效地减小了此微带阵列天线工作时两路信号之间的干扰和影响。本发明专利技术整个去耦合圆形微带阵列天线结构简单，占用体积小，易于加工制作，实现较好去耦效果的同时对天线其他辐射性能产生影响可以忽略。辐射性能产生影响可以忽略。辐射性能产生影响可以忽略。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多种去耦方法的圆形微带阵列天线
[0001]本专利技术涉及无线通信和互联网技术中的天线设计领域，具体涉及的是一种基于多种去耦方法的圆形微带阵列天线。
技术介绍
[0002]天线作为无线通信系统的前端部分，通过对于电磁波的发送和接收实现信息的传递。天线的工作特性将直接影响整个无线通信系统的性能，这使得天线技术的发展成为无线通信技术发展的重要内容。
[0003]随着无线通信领域的飞速发展，越来越多的多媒体业务对信息传输速率的需求日益增高。阵列天线通过显著增加天线的个数，以深度挖掘无线空间维度资源，从而充分利用频谱资源，提高通信系统的信道容量。
[0004]微带贴片阵列天线因结构简单、剖面低、重量轻、易于制造等优点,广泛应用于飞行器、卫星、导弹、雷达、手机等设备的通信系统中。移动通信设备的小型化要求阵列天线具有更短的单元间距，但与此同时将导致阵列单元间互耦增强，隔离度降低。为提高通信系统的传输效率，必须采用一些方法减小阵列天线单元间的耦合。
技术实现思路
[0005]本专利技术的主要目的是提出一种微带阵列天线，通过在阵列天线中采用两种去耦方法结合的方式，实现更好的去耦合效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出了一种基于多种去耦方法的圆形微带阵列天线，包括基板，基板的底面贴有金属接地层；定义基板的第一中轴线和第二中轴线相互垂直；
[0007]在基板的顶面贴有两个金属圆形贴片天线；两个金属圆形贴片天线关于第一中轴线对称，两个金属圆形贴片的圆心在第二中轴线上；对于任一个金属圆形贴片天线：有一根同轴馈线进行馈电；同轴馈线的一端与金属圆形贴片天线连接，另一端穿透基板的底面以及金属接地层，作为信号源连接端；
[0008]在基板的底面还贴有两个类E形电磁带隙结构；类E形电磁带隙结构是由金属材质的类E型金属贴片构成；两个类E形电磁带隙结构关于第二中轴线对称，且它们在两个金属圆形贴片天线之间；对于任一个类E形电磁带隙结构：包括左支臂、中支臂和右支臂，左支臂、中支臂分别连接于连接枝节的两端，中支臂的底端都连接于连接枝节的中部；在连接枝节的中间位置开有金属通孔；中支臂的是长方形，长方形的中线与第一中轴线重合；左、右支臂关于第一中轴线对称；金属通孔的一端连接枝节，金属通孔的另一端连接金属接地层；
[0009]在基板的顶面有方形缝隙缺陷地结构；在金属接地层上有两组贯通于金属接地层的方形缝隙；两组方形缝隙关于第一中轴线对称；任一组方形缝隙是由相同的多个方形缝隙组成；方形缝隙的长度方向与第一中轴线平行，同组的方形缝隙关于第二中轴线对称，同组的相邻方形缝隙的间距相同；
[0010]金属圆形贴片天线构成圆形微带天线单元，类E形电磁带隙结构用于抑制表面波
传输，方形缝隙缺陷地结构用于抑制接地层耦合电流的传输。
[0011]具体来说，所述基板是FR4介质基板，金属接地层印刷在基板的底面。
[0012]一组方形缝隙是由3个方形间隙组成。
[0013]两个所述金属圆形贴片天线是周期性放置。
[0014]对于任一E形电磁带隙结构：左支臂是扇环形状，扇环的圆心是靠近左支臂的金属圆形贴片天线的圆心；右支臂都是扇环形状，扇环的圆心是靠近右支臂的金属圆形贴片天线的圆心。
[0015]以FR4介质基板为例，对本圆形微带阵列天线进行说明：
[0016]FR4介质基板的顶层印刷两个金属圆形贴片天线，两个圆形微带贴片天线均采用穿透所述介质基板的两个同一型号的同轴馈线进行馈电；同轴馈线的一端与所述金属圆形贴片天线连接，另一端穿透所述介质基板的底层与信号源连接。FR4介质基板的底层是印刷金属接地层；
[0017]类E形电磁带隙结构是一个三维结构，由FR4介质基板顶层印刷的类E型金属贴片和穿透介质基板的金属通孔构成；金属通孔的一端连接所述FR4介质基板顶层印刷的类E型金属贴片，另一端连接介质基板底层的印刷金属接地层；
[0018]方形缝隙缺陷地结构是指在所述FR4介质基板的底层印刷金属接地层上刻蚀两组方形细缝隙，每一组方形细缝隙均由对各(例如三个)等间距的小方形细缝隙组成。
[0019]所述类E形电磁带隙结构抑制表面波传输，所述方形缝隙缺陷地结构抑制接地层耦合电流的传输。
[0020]两个金属圆形贴片天线周期性放置。两个所述类E形电磁带隙单元加载在两个所述圆形贴片之间，且两个所述类E形电磁带隙单元沿两个所述圆形贴片的圆心连线对称放置。两组所述方形缝隙缺陷地结构刻蚀在两个所述圆形贴片之间的金属接地层上，且两组所述的方形缝隙缺陷地结构沿两个所述FR4介质板的中轴线对称放置。
[0021]本专利技术技术方案通过在(FR4介质)基板顶层印刷的两个金属圆形微带贴片天线之间：先加载两个对称放置的类E形电磁带隙单元；然后在两个圆形金属贴片之间的(FR4介质)基板底层的印刷金属接地层上刻蚀两组对称的方形缝隙缺陷地结构。
[0022]这两种去耦合结构分别抑制了介质基板顶层表面波的传输和接地层耦合电流的传输，进而减小了两个圆形微带天线单元间的耦合，实现了比运用单一去耦方法更好的去耦效果，从而更有效地减小了此微带阵列天线工作时两路信号之间的干扰和影响。在一些通信领域，应用本专利技术有望提高系统的通信容量。
[0023]本专利技术主要特点是整个去耦合圆形微带阵列天线结构简单，占用体积小，易于加工制作，实现较好去耦效果的同时对天线其他辐射性能产生影响可以忽略。
附图说明
[0024]本专利技术的示意性实施例及其说明都用于解释本专利技术，但并不限定本专利技术。为了增进对于本专利技术的理解，下面将对构成本申请的一部分附图进行简单介绍。
[0025]图1(a)是本专利技术的圆形微带阵列天线的侧面视角示意图(以及局部放大)；
[0026]图1(b)是图1(a)的俯视角示意图；
[0027]图1(c)是图1(a)的仰视角示意图；
[0028]图2(a)是本专利技术的圆形微带阵列天线的尺寸示意图(图1(a)的俯视角)；
[0029]图2(b)是本专利技术的类E形电磁带隙结构的尺寸示意图(图1(a)的俯视角)；
[0030]图3是本专利技术的圆形微带阵列天线的尺寸示意图(图1(a)的仰视角)；为本专利技术去耦合圆形微带阵列天线的另外一部分结构的尺寸示意图；
[0031]图4为本专利技术的去耦合圆形微带阵列天线与无去耦结构的阵列天线的S参数结果图。
[0032]附图标记说明：
[0033]金属接地层1、基板2、金属圆形贴片天线3、同轴馈线4、类E形电磁带隙结构5、左支臂51、中支臂52、右支臂53、金属通孔54、连接枝节55、方形缝隙缺陷地结构6。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的特征与优点更加明显易懂，以下将结合本申请的附图对本专利技术的技术方案进行更加具体详细的说明：
[0035]以下许多具体细节的描述可以使本公开更加清晰和完整，有助于进一步理解本专利技术。但是运用其他很多不同的方式同样可以实施本专利技术，相关领域本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多种去耦方法的圆形微带阵列天线，其特征是包括基板，基板的底面贴有金属接地层；定义基板的第一中轴线和第二中轴线相互垂直；在基板的顶面贴有两个金属圆形贴片天线；两个金属圆形贴片天线关于第一中轴线对称，两个金属圆形贴片的圆心在第二中轴线上；对于任一个金属圆形贴片天线：有一根同轴馈线进行馈电；同轴馈线的一端与金属圆形贴片天线连接，另一端穿透基板的底面以及金属接地层，作为信号源连接端；在基板的顶面还贴有两个类E形电磁带隙结构；类E形电磁带隙结构是由金属材质的类E型金属贴片构成；两个类E形电磁带隙结构关于第二中轴线对称，且它们在两个金属圆形贴片天线之间；对于任一个类E形电磁带隙结构：包括左支臂、中支臂和右支臂，左支臂、中支臂分别连接于连接枝节的两端，中支臂的底端都连接于连接枝节的中部；在连接枝节的中间位置开有金属通孔；中支臂的是长方形，长方形的中线与第一中轴线重合；左、右支臂关于第一中轴线对称；金属通孔的一端连接枝节，金属通孔的另一端连接金属接地层；在基板的底面有方形缝隙缺陷地结构；在金属接地层上有两组贯通于金属接地层的方形缝隙；两组方形缝隙关于第一中轴线对称；任一组方形缝隙是由相同的多个方形缝隙组成；方形缝隙的长度方向与第一中轴线平行，同组的方形缝隙关于第二中轴线对称，同组的相邻方形缝隙的间距相同；金属圆形贴片天线构成圆形微带天线单元，类E形电磁带隙结构用于抑制表面波传输，方形缝隙缺陷地结构用于抑制接地层耦合电流的传输。2.根据权利要求1所述的基于多种去耦方法的圆形微带阵列天线，其特征是所述基板是FR4介质基板，金属接地层印刷在基板的底面。3.根据权利要求1所述的基于多种去...
【专利技术属性】
技术研发人员：司晴晴，曾庆生，石源，张言东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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