一种宽波束自去耦微带天线

本发明涉及天线，具体为一种宽波束自去耦微带天线。

背景技术：

1、在空间受限的室内无线通信场景中，如光纤入室，为确保信号覆盖范围及网络性能，需要将高度隔离的宽波束天线阵列紧密封装在一个限制空间中。其中天线单元间的耦合抑制问题是设计中的重要问题，互耦效应会使得天线的方向图产生畸变、输入阻抗匹配恶化等。传统的通过去耦结构提升隔离水平的方法会增加天线阵列结构复杂性，且需占据额外的空间。随着天线阵列小型化、紧凑化的发展趋势，自去耦天线因不需添加额外结构，而天然地具有良好的隔离水平获得了人们的关注。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种宽波束自去耦微带天线，用以解决空间受限的室内无线通信场景下高隔离天线阵列设计问题。

2、本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有金属地板、介质基板、两个贴片单元和两个同轴线馈电；

3、所述金属地板贴合在介质基板下端面，两个贴片单元以介质基板的中心线对称贴合在介质基板上端面；

4、所述贴片单元包括均主矩形贴片，所述主矩形贴片相对的两条边的中心位置处对称的设置有一个矩形凸起，两个贴片单元相邻的两个矩形凸起之间设置有第一间隙，且以介质基板的中心线对称设计；

5、所述两个同轴线馈电均设置在介质基板的下方，同轴线馈电的外导体与金属地板连接；同轴线馈电的内导体分别与两个贴片单元相邻的两个矩形凸起下端面连接；

6、所述贴片单元还包括四个分别位于主矩形贴片四个角的短路枝节，每个短路支节均包括辅贴片和金属短路柱；每个矩形凸起相对的两条侧边均设置有一个辅贴片，辅贴片与主矩形贴片和矩形凸起均保持第二间隙；辅贴片远离矩形凸起一端均伸出主矩形贴片的侧边，在辅贴片下方的基板内均设置一个金属短路柱。

7、进一步地，所述两个同轴线馈电电阻均为50ω。

8、进一步地，所述介质基板的长度为46mm、宽度为30mm、厚度为3mm，介质基板的材料为f4b，相对介电常数为2.2、相对磁导率为1.0、损耗角正切为0.0009；

9、两个贴片单元的对称线位于介质基板长边的中心处。

10、进一步地，所述第一间隙的间距为0.15mm。

11、进一步地，所述主矩形贴片设置有矩形凸起的两条边的长度为10mm，另外两条边的长度为7.4mm；

12、矩形凸起的凸起长度为2.15mm；矩形凸起的宽度为2.4mm；

13、所述矩形凸起与同轴线馈电的连接点，与矩形凸起边缘的间距为1.8mm。

14、进一步地，所述辅贴片的长度为4.3mm、宽度为1mm；

15、所述辅贴片连接有金属短路柱的一端为圆形金属圆盘，金属短路柱为圆柱形，圆形金属圆盘的半径为0.7mm，金属短路柱的半径为0.5mm。

16、进一步地，所述第二间隙的间距为0.15mm。

17、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

18、1、短路枝节的加入能使得贴片单元尺寸得到极大缩减，同时由于它们距离主矩形贴片足够近从而能良好激励，辐射方向图经短路枝节与主矩形贴片的辐射叠加形成宽波束辐射方向图。

19、2、中心线附近的短路枝节与间隙能形成耦合谐振器带通滤波器，其传输响应与原有耦合路径相位相反、幅度相同，能够相互抵消，两贴片单元的隔离水平获得极大提升，具有自去耦特性。

20、3、在单层基板上，实现了贴片单元极小间距下高隔离工作，中心间距小于四分之一自由空间下波长，因极大地缩减了天线尺寸并具备宽波束辐射方向图，适用于空间受限的室内无线通信场景。

21、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

技术特征：

1.一种宽波束自去耦微带天线，其特征在于，包括金属地板、介质基板、两个贴片单元和两个同轴线馈电；

2.如权利要求1所述的宽波束自去耦微带天线，其特征在于，所述两个同轴线馈电电阻均为50ω。

3.如权利要求1所述的宽波束自去耦微带天线，其特征在于，所述介质基板的长度为46mm、宽度为30mm、厚度为3mm，介质基板的材料为f4b，相对介电常数为2.2、相对磁导率为1.0、损耗角正切为0.0009；两个贴片单元的对称线位于介质基板长边的中心处。

4.如权利要求1所述的宽波束自去耦微带天线，其特征在于，所述第一间隙的间距为0.15mm。

5.如权利要求1所述的宽波束自去耦微带天线，其特征在于，所述主矩形贴片设置有矩形凸起的两条边的长度为10mm，另外两条边的长度为7.4mm；

6.如权利要求1所述的宽波束自去耦微带天线，其特征在于，所述辅贴片的长度为4.3mm、宽度为1mm；

7.如权利要求1所述的宽波束自去耦微带天线，其特征在于，所述第二间隙的间距为0.15mm。

技术总结
本发明涉及天线技术领域，具体为一种宽波束自去耦微带天线。包括金属地板、介质基板、两个贴片单元和两个同轴线馈电；所述贴片单元包括均主矩形贴片和四个辅贴片，在辅贴片下方的基板内均设置一个金属短路柱。本发明通过赋予小型化天线自去耦特性，在单层基板上实现了极小中心间距下阵列高隔离工作，小于四分之一自由空间波长，天线阵列尺寸小且具有宽波束辐射方向图，适用于空间受限的室内无线通信，如光纤入室应用场景。

技术研发人员：李梅,代琦,唐明春,苏明,穆冬梅,冯浩,许明,乐国滔
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15