【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于双频双极化天线，具体涉及一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构。
技术介绍
1、随着通信系统复杂度的提高，将多个工作在不同频带的天线系统集中在有限的空间内，不同频带天线之间会产生严重的异频耦合。这将带来严重的异频干扰问题：其一，异频天线之间的端口耦合会导致阻抗失配和隔离度降低，天线效率大幅降低；其二，物理尺寸相对较大的低频单元会遮挡下方的高频单元，使得高频天线的原始方向图失真或畸变，进而导致高频天线阵列波束扫描出现扫描盲点等问题，甚至导致其无法有效工作。因此，需要在有限的空间尽可能集成更多的天线单元，降低天线单元间的互耦，从而实现小体积高性能的多频基站天线阵列。
2、公开号为：cn107437659b的专利申请，公布了一种用于降低天线阵列中互耦的设备和方法，该装置具有在一平面内由扁平金属或其他导体构成的电隔离的矩形、十字形、l形和类似形状的贴片的图案，此方法在天线阵列、尤其是mimo天线阵列中有较为显著的去耦效果。但是，此方法所加的去耦结构，需要在天线阵列上方0.25波长左右，这无疑会大大增加天线阵列的剖面高度。
3、在现有技术中，涉及到多个同频单元间的去耦结构设计相对较少。比较有代表性的方法是利用频率选择表面fss隔离异频天线单元之间的耦合，包括但不限于单层、双层甚至多层fss结构。但该技术只能应用于微带天线及单极化天线或天线阵列，对于双极化天线乃至多极化天线的适用情况尚不可知。
4、此外，自从2017年吴克利教授团队提出ads去耦后便得到了广泛的
5、综上，以上两种基于去耦结构的方法虽然效果显著，但去耦带宽受限，且难以应用于多个频段，并存在天线阵列的结构复杂、剖面高度明显增加等问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，结合人工磁导体(artificialmagnetic conductor,amc)和谐振隔离网(resonance isolation net,rin)，以双频amc结构代替传统金属地板，并在天线单元间加载体积、厚度、高度较小的谐振隔离网，降低剖面的同时达到良好的同频去耦效果；其中，双频amc结构不仅可以降低天线剖面，还能抑制e面耦合，加载谐振隔离网，可以同时抑制e面和h面耦合。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，包括双频amc结构4，所述双频amc结构4上方中心处设置有谐振隔离网7，位于谐振隔离网7的两侧、且双频amc结构4上方对角线分布有与水平方向呈斜45°的两个天线单元。
4、所述双频amc结构4包括由下至上依次相连的金属反射板1、第一fr4介质基板2以及圆环形amc金属贴片3，圆环形amc金属贴片3由四个周期排布的单元结构组成，每个单元结构均由外侧的大圆环和内部嵌套的圆形结构组成，外侧的大圆环与内部的圆形结构之间具有环形缝隙。
5、所述谐振隔离网7由与第一fr4介质基板2相连接的第二fr4介质基板5以及印制在第二fr4介质基板5上的饕餮纹金属贴片6构成。
6、所述天线单元包括主辐射体11和位于主辐射体11底部的馈电巴伦20；
7、所述主辐射体11包括第三fr4介质基板10，第三fr4介质基板10上方印制有双频金属贴片9，双频金属贴片9包括两对相互正交且与水平方向呈45°放置的偶极子，其外部为方环形金属贴片，方环形金属贴片边缘进行切圆角处理，内部嵌套两个大小不同的角形金属贴片，位于方环形金属贴片边缘处均连接有方形金属柱8，第三fr4介质基板10的底部中心处插有馈电巴伦20，馈电巴伦20的底部插入双频amc结构4的内部并延伸至其底部的金属反射板1；
8、所述馈电巴伦20包括垂直嵌套的馈电巴伦a18和馈电巴伦b19，馈电巴伦a18和馈电巴伦b19通过馈电巴伦a18中间的上槽缝21和馈电巴伦b19中间的下槽缝22从竖直方向垂直插入嵌套组合而成。
9、所述馈电巴伦a18包括第四fr4介质基板17，第四fr4介质基板17的两侧分别印制有馈线a15和巴伦地板a16；馈电巴伦b19包括第五fr4介质基板14，第五fr4介质基板14的两侧分别印制有馈线b12和巴伦地板b13。
10、所述谐振隔离网7的纵向高度不高于天线单元的高度。
11、所述饕餮纹金属贴片6包括印刷在第二fr4介质基板5上的“π”字形结构金属贴片61，“π”字形结构金属贴片61两侧的弯钩处62内部对称设置有开口向外侧的“u”字形结构金属贴片63，位于“π”字形结构金属贴片的中间位置设置有开口向下的“c”字形结构金属贴片64。
12、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
13、1.现有技术多采用天线阵列去耦表面ads或频率选择表面fss，二者需与反射地相距0.25倍波长甚至更远，导致天线阵列的剖面高度大幅增加。本专利技术采用的低剖面阵列去耦结构，首先将人工磁导体amc反射器，即双频amc结构4，作为地板，利用其同相反射特性可以大大降低剖面高度，天线单元高度可由0.25λ0降低至0.08λ0(λ0为2.6ghz时天线的自由空间波长)。此外，本专利技术提出的谐振隔离网7位于相邻天线单元之间，且纵向高度与天线单元相当，不会额外增加天线的高度，从而实现低剖面天线的设计。
14、2.现有阵列去耦技术多应用于单个频段，并无某种技术，可以同时实现多个频段去耦。对于多频天线阵列的去耦，往往需要在天线上方加载多层去耦结构，使得天线阵列的整体体积和高度都大大增加，适用场景条件更苛刻，且不易于安装、使用和维护；而本专利技术采用的多频天线阵列去耦方案结构简单，无需增加天线阵列的体积，仅通过采用双频amc结构4作为反射板、并在天线单元间加载双频谐振隔离网即谐振隔离网7，就可以实现多个频段同时去耦。
15、3.现有紧凑型阵列大多为了协调多种电磁性能，增加了阵元间距的大规模紧凑型阵列设计方案。本专利技术采用间距较小的斜45°紧密排布，拓展到五元阵就是比较常见的“2-1-2”排布方式，在天线间较小的空间内加载的谐振隔离网7，大大节省体积，阵元间距仅为0.5λ0(λ0为2.6ghz时天线的自由空间波长)，不会引起隔离度和方向图的恶化。
16、4、本专利技术通过在天线单元间加载体积、厚度、高度较小的谐振隔离网7，可以同时抑制e面和h面耦合，在2.57～2.71ghz频段达到优于21.29db的隔离度，在4.26～5.10ghz频段内隔离度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：包括双频AMC结构(4)，所述双频AMC结构(4)上方中心处设置有谐振隔离网(7)，位于谐振隔离网(7)的两侧、且双频AMC结构(4)上方对角线分布有与水平方向呈斜45°的两个天线单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述双频AMC结构(4)包括由下至上依次相连的金属反射板(1)、第一FR4介质基板(2)以及圆环形AMC金属贴片(3)，圆环形AMC金属贴片(3)由四个周期排布的单元结构组成，每个单元结构均由外侧的大圆环和内部嵌套的圆形结构组成，外侧的大圆环与内部的圆形结构之间具有环形缝隙。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述谐振隔离网(7)由与第一FR4介质基板(2)相连接的第二FR4介质基板(5)以及印制在第二FR4介质基板(5)上的饕餮纹金属贴片(6)构成。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于人工磁导体和
5.根据权利要求4所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述馈电巴伦A(18)包括第四FR4介质基板(17)，第四FR4介质基板(17)的两侧分别印制有馈线A(15)和巴伦地板A(16)；馈电巴伦B(19)包括第五FR4介质基板(14)，第五FR4介质基板(14)的两侧分别印制有馈线B(12)和巴伦地板B(13)。
6.根据权利要求1所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述谐振隔离网(7)的纵向高度不高于天线单元的高度。
7.根据权利要求3所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述饕餮纹金属贴片(6)包括印刷在第二FR4介质基板(5)上的“π”字形结构金属贴片(61)，“π”字形结构金属贴片(61)两侧的弯钩处(62)内部对称设置有开口向外侧的“U”字形结构金属贴片(63)，位于“π”字形结构金属贴片的中间位置设置有开口向下的“C”字形结构金属贴片(64)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：包括双频amc结构(4)，所述双频amc结构(4)上方中心处设置有谐振隔离网(7)，位于谐振隔离网(7)的两侧、且双频amc结构(4)上方对角线分布有与水平方向呈斜45°的两个天线单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述双频amc结构(4)包括由下至上依次相连的金属反射板(1)、第一fr4介质基板(2)以及圆环形amc金属贴片(3)，圆环形amc金属贴片(3)由四个周期排布的单元结构组成，每个单元结构均由外侧的大圆环和内部嵌套的圆形结构组成，外侧的大圆环与内部的圆形结构之间具有环形缝隙。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其特征在于：所述谐振隔离网(7)由与第一fr4介质基板(2)相连接的第二fr4介质基板(5)以及印制在第二fr4介质基板(5)上的饕餮纹金属贴片(6)构成。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于人工磁导体和谐振隔离网的低剖面双频双极化天线阵列混合去耦结构，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟会清，李沛儒，杨莹莹，牛鲁杰，张欢，白杰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学杭州研究院，
类型：发明
国别省市：
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