阵列天线制造技术

一种阵列天线，包括：反射板；设置在所述反射板上的辐射单元；设置在所述反射板上并位于所述辐射单元一侧的隔离单元，所述隔离单元包括带阻型超表面和透射型超表面；所述带阻型超表面和所述透射型超表面在反射板上由下至上依次设置。通过设置带阻型超表面及透射型超表面，降低了辐射单元之间的互耦，提高了隔离度，确保了优良的天线指标性能。确保了优良的天线指标性能。确保了优良的天线指标性能。

【技术实现步骤摘要】
阵列天线


[0001]本专利技术涉及移动通信
，具体涉及了一种阵列天线。

技术介绍

[0002]随着移动通信系统的快速发展，业内推出了第五代移动通信系统，其显著提高了通信服务的通信品质及速率，并且也通过被业内称为多输入多输出(MIMO)的技术大大缓解了通信服务行业内的射频频谱资源短缺的问题。
[0003]多输入多输出技术是指在设备的发射端和接收端都安装使用多个发射天线和接收天线，这使信号通过发射端和接收端的多个天线被发射和接收，这种传输技术在没有额外增加通信频带和天线发射功率的情况下，实现了高速的数据传输，并显著提升了信道容量。
[0004]在以多输入多输出为主要架构的天线阵列中，一方面，由于天线单元的数量急剧增加，相邻天线单元之间的耦合现象变得日益严重，这一直是多输入多输出技术的关键难题。而另一方面，天线单元的数量增加也使得天线阵列的整机体积及重量增加，随之带来了成本的增加及铁塔上所安装天线的数量的减少。
[0005]业界为了解决上述问题，通常通过减小天线单元之间的间距来实现基站天线的整机小型化的作用，但间距变小导致天线单元之间的互耦问题变得愈加严重，其会导致基站天线的隔离度急剧变差，方向图产生严重畸变，从而导致天线指标恶化，影响基站天线的通信效率。因此，实有必要提供一种改进的阵列天线，以改善基站天线单元之间的互耦现象，这也是行业内一直探索的技术革新方向。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在解决上述问题，提供一种阵列天线。
[0007]为满足本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种阵列天线，包括：反射板；设置在所述反射板上的辐射单元；设置在所述反射板上并位于所述辐射单元一侧的隔离单元，所述隔离单元包括带阻型超表面和透射型超表面；所述带阻型超表面和所述透射型超表面在所述反射板上由下至上依次设置。
[0009]优选地，所述带阻型超表面相对于所述反射板的高度是所述辐射单元的辐射面相对于所述反射板的高度的0.3
‑
0.5倍。位于这个高度范围内的带阻型超表面能将其中一个辐射单元朝着另一个辐射单元辐射的电磁波反射回发射电磁波的辐射单元的腔体内，因此使得此部分电磁波不会传播到相邻的辐射单元上，也进一步降低相邻辐射单元之间的信号耦合。
[0010]进一步优选地，所述隔离单元相对于所述反射板的总高度等于或大于所述辐射单元的辐射面相对于所述反射板的高度。这可以进一步降低相邻辐射单元之间的信号互耦，进而提高了信号传播的隔离度。
[0011]优选地，所述隔离单元设置在两个所述辐射单元之间，以便减弱两个辐射单元之
间的不同频率的信号之间的干扰。优选地，所述透射型超表面对所述辐射单元被激励时产生的直接耦合波和反射耦合波呈相反相位设置，这样可以实现很好的信号移相效果。进一步优选地，所述透射型超表面对所述辐射单元被激励时产生的直接耦合波和反射耦合波所呈相位与所述透射型超表面的等效介电常数相关。
[0012]优选地，所述透射型超表面包括第一介质基板及设于所述第一介质基板上的第一超表面单元，所述透射型超表面的等效介电常数与所述第一介质基板的尺寸、介电常数和所述第一超表面单元的形状、尺寸相关。进一步优选地，所述带阻型超表面包括第二介质基板和设于第二介质基板上的第二超表面单元，所述第二超表面单元对所述辐射单元的工作频段呈带阻特性。
[0013]优选地，上述阵列天线包括至少两个同频或不同频的辐射单元，所述带阻型超表面包括至少两个第二介质基板及分别设于各所述第二介质基板上的第二超表面单元，各所述第二介质基板与各所述辐射单元一一对应设置，且各所述第二超表面单元分别对与之相应的所述辐射单元的工作频段呈带阻特性。
[0014]可选地，所述带阻型超表面和所述透射型超表面可以呈一体化设置；或者，所述带阻型超表面和所述透射型超表面通过铆接互相固定起来形成一个整体。
[0015]相对于现有技术，本专利技术的优势如下：
[0016]根据上述阵列天线，在反射板的辐射单元一侧引入了带阻型超表面和透射型超表面所构成的隔离单元。由于设置了带阻型超表面，因此电磁波将会被带阻型超表面上的介质基板反射回发射电磁波的辐射单元的腔体内，使得此部分电磁波不会传播到相邻的辐射单元上，也进一步降低了相邻辐射单元之间的信号耦合。同时，由于所述带阻型超表面上设置透射型超表面，因此在电磁波照射到透射型超表面时发生了折射使得电磁波照射到相邻天线的能量得以减小。并且，因为透射型超表面可产生移相作用，通过对透射型超表面的表面结构进行调整，使得其传输的相位发生改变，进一步使得第一种耦合路径的电磁波与第二种耦合路径的电磁波的相位正好相反，这样，第一种耦合路径和第二种耦合路径的电磁波将会反向抵消一些，也起到了降低耦合的作用。最终，通过在辐射单元一侧自下到上依次设置带阻型超表面及透射型超表面而明显降低了辐射单元之间的电磁波互耦现象，从而提高了两者之间的隔离度，确保了稳定无严重畸变的方向图，最终确保了优良的天线指标性能。
[0017]更具体来说，通过设置所述透射型超表面，并且通过调整其自身的等效介电常数而改变辐射单元辐射的电磁波的相位，使得沿着第一耦合路径传播的电磁波与沿着第二耦合路径传播的电磁波的相位相反，当两个辐射单元的其中一个激励时，其向上辐射的一部分电磁波遇到天线罩后产生反射，并且反射到另一个辐射单元，这是第一耦合路径；当所述两个辐射单元的其中一个激励时，所产生的电磁波也会该激励的辐射单元的侧面辐射，当遇到无遮挡的区域时会耦合到所述两个辐射单元的另一个辐射单元的反射板的腔体区域内，这是第二耦合路径。相应地，通过进一步设置所述带阻型超表面，通过调整带阻型超表面的结构使得其可以在目标频段产生带阻特性并且其带阻能力也会发生变化。
[0018]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0019]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1为本专利技术的阵列天线的立体结构图。
[0021]图2为图1所示的阵列天线的平面结构图。
[0022]图3为图1所示的阵列天线的带阻型超表面的平面结构图。
[0023]图4a为图1所示的阵列天线的透射型超表面的平面结构图。
[0024]图4b
‑
4d分别展示了图4a所示的透射型超表面的多个实施例。
[0025]图5展示了图1
‑
4d所示的阵列天线的工作原理图。
[0026]图6展示了包含了图1
‑
4d所示的阵列天线的基站天线的立体结构图。
[0027]图7为图1
‑
4d所示的阵列天线的带阻型超表面的参数仿真图。
[0028]图8为图1
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4d所示的阵列天线的透射型超表面的等效介质常数图。
[0029]图9为图1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线，包括：反射板；设置在所述反射板上的辐射单元；其特征在于进一步包括：设置在所述反射板上并位于所述辐射单元一侧的隔离单元，所述隔离单元包括带阻型超表面和透射型超表面；所述带阻型超表面和所述透射型超表面在所述反射板上由下至上依次设置。2.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：所述带阻型超表面相对于所述反射板的高度是所述辐射单元的辐射面相对于所述反射板的高度的0.3
‑
0.5倍。3.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：所述隔离单元相对于所述反射板的总高度等于或大于所述辐射单元的辐射面相对于所述反射板的高度。4.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于：所述隔离单元设置在两个所述辐射单元之间。5.根据权利要求4所述的阵列天线，其特征在于：所述透射型超表面对所述辐射单元被激励时产生的直接耦合波和反射耦合波呈相反相位设置。6.根据权利要求5所述的阵列天线，其特征在于：所述透射型超表面对所述辐射单元被激励时产生的直接耦合波和反射耦合波所呈相位与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯泽文，苏国生，李明超，田欢，郑理想，李轶帆，陈礼涛，
申请(专利权)人：京信射频技术广州有限公司，
类型：发明
国别省市：