一种介质加载型高隔离双极化口径耦合天线

本发明属于无线通信，特别涉及一种介质加载型高隔离双极化口径耦合天线。

背景技术：

1、极化分集技术是无线通信领域的关键技术，双极化天线可提升频谱利用率、增大通信系统信道容量，广泛应用于移动通信基站、卫星通信、电子探测等场景，是当前天线领域的研究热点。

2、双极化天线主要分为90°正交极化与±45°双极化两类，典型结构包含偶极子天线、微带贴片天线、基片集成波导（siw）天线等。双极化天线设计两大核心指标为端口隔离度与交叉极化电平，其中提升隔离度的核心思路是抑制端口间耦合电流。传统双极化口径耦合微带天线辐射贴片边缘存在电流畸变，微带开路端激发表面波，加剧两个正交馈电端口之间的耦合电流，端口隔离度差。

3、现有去耦提升隔离方案主要存在以下缺陷：

4、（1）馈电网络集成滤波去耦：在天线各端口增设二阶低通滤波结构，可将隔离提升至25db以上，但需要额外集成谐振滤波电路，天线整体剖面升高、结构复杂度大幅增加；

5、（2）多谐振腔堆叠去耦：将三组谐振器与辐射贴片集成滤波结构，端口隔离可达35db，但多层谐振腔体堆叠会显著增大天线单元横向尺寸，无法满足大规模密集阵列排布要求；

6、矩形微带贴片天线辐射由贴片与接地板之间的边缘场产生，贴片辐射等效为两组垂直缝隙辐射；贴片开路边缘会产生电流畸变，同时激发表面波，两类效应共同加剧端口电磁耦合，常规无去耦结构双极化天线隔离度普遍低于35db，难以满足卫星、5g基站阵列天线高隔离指标。

7、综上所述，目前提升端口隔离的方案主要依靠在馈电网络增设谐振滤波电路、多层谐振腔堆叠，这些方案会大幅增加天线整体剖面、横向尺寸，结构复杂，无法适配基站、卫星通信大规模密排阵列天线的小型化布局需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供了一种介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其通过设置介质加载块阻挡贴片边缘非正交辐射场，削弱端口耦合电流，能够在不改动馈电、不增大单元横向尺寸前提下提升端口隔离性能。

2、本发明提供的技术方案为：

3、一种介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，包括：

4、第一介质基板，其上表面设置有辐射贴片；

5、第二介质基板，其上表面设置有金属接地层，并且在所述金属接地层上刻蚀有一对耦合狭缝；

6、其中，所述第一介质基板平行设置在所述第二介质基板的上方，并且所述第一介质基板和所述第二介质基板之间具有空气间隙；

7、两条微带馈线，其固定设置在所述第二介质基板的下表面上，作为所述耦合天线的两个端口；

8、介质加载块，其固定设置在所述第二介质基板的金属接地层上，所述介质加载块与所述第一介质基板在水平方向上间隔设置。

9、优选的是，所述第一介质基板和所述第二介质基板均为正方形基板，所述介质加载块为长方体块，所述介质加载块的长边靠近所述第一介质基板的一条边设置，并且所述介质加载块的长边与其靠近的第一介质基板的边平行。

10、优选的是，所述介质加载块的材质为聚四氟乙烯，介电常数为2.1。

11、优选的是，所述第一介质基板与所述第二介质基板之间设置有发泡介质层，通过所述发泡介质层形成空气间隙。

12、优选的是，所述空气间隙的高度为2.7mm，所述介质加载块的高度为2.9 mm。

13、优选的是，所述介质加载块的长度为6 mm，宽度为2mm。

14、优选的是，所述辐射贴片的尺寸与所述第一介质基板的尺寸相同。

15、优选的是，所述介质加载块与所述辐射贴片的边缘的水平距离为5mm。

16、优选的是，所述接地层的材质为铜。

17、优选的是，所述发泡介质层的材质为可发性聚苯乙烯，介电常数为1.03。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明提供的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，设置有介质加载块，通过介质加载块调制贴片边缘电场、抑制端口耦合电流提升端口隔离度；无需修改底层馈电、接地板缝隙与辐射贴片外形，不增加天线横向尺寸，天线剖面增量极小，同时改善阵列增益；工作带宽2.36~2.54ghz（s11＜-10db），2.37~2.63ghz 全频段端口隔离优于-35db，结构简单且易加工，可直接作为阵列单元用于卫星通信、移动通信基站天线。

1.一种介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述第一介质基板和所述第二介质基板均为正方形基板，所述介质加载块为长方体块，所述介质加载块的长边靠近所述第一介质基板的一条边设置，并且所述介质加载块的长边与其靠近的第一介质基板的边平行。

3.根据权利要求2所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述介质加载块的材质为聚四氟乙烯，介电常数为2.1。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述第一介质基板与所述第二介质基板之间设置有发泡介质层，通过所述发泡介质层形成空气间隙。

5.根据权利要求4所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述空气间隙的高度为2.7mm，所述介质加载块的高度为2.9 mm。

6.根据权利要求5所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述介质加载块的长度为6 mm，宽度为2mm。

7.根据权利要求6所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述辐射贴片的尺寸与所述第一介质基板的尺寸相同。

8.根据权利要求7所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述介质加载块与所述辐射贴片的边缘的水平距离为5mm。

9.根据权利要求8所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述接地层的材质为铜。

10.根据权利要求9所述的介质加载型高隔离双极化口径耦合天线，其特征在于，所述发泡介质层的材质为可发性聚苯乙烯，介电常数为1.03。