本發(fā)明涉及一種去耦結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種用于微帶陣列天線的缺陷地去耦結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

陣列天線因其高增益和強方向性而廣泛應用于無線電通信領域，隨著設備集成度的提高，陣列天線的小型化也得到了快速的發(fā)展。但是，陣列天線的研究一直都受到陣元互耦等瓶頸的制約，天線陣元之間表面電流的產(chǎn)生在很大程度上增加了耦合的程度，嚴重惡化了陣列天線的特性。因此，如何在小型化移動終端設備中布局多副天線并實現(xiàn)各天線之間獨立工作，互不相關(guān)的性能成為陣列天線研究的關(guān)鍵之所在。由此可見，陣列天線的高隔離研究對于當今以及未來通信行業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。

近年來，對微帶陣列天線去耦合的方法越來越多，如H.S.Farahani等人于2010年提出一種在微帶陣列天線陣元間添加小型的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，通過此結(jié)構(gòu)可以使微帶天線在諧振頻率上隔離度增加十幾dB，大大的提高了陣列天線的性能。S.Farsi等人于2012年,提出一種簡單的微帶U形結(jié)構(gòu)，通過在陣列天線陣元之間加載此單元，可以吸收微帶天線間的耦合來增加天線間較高的隔離度，但是因為U形單元的加載，天線的輻射特性會被干擾，天線性能會有一定的影響。R.Hafezifard等人于2016年，提出了一種用于降低微帶陣列天線間耦合的超材料結(jié)構(gòu)，通過將此結(jié)構(gòu)放置于微帶天線陣元之間，可以使天線在諧振頻率上的隔離度提高近20dB，大大改善了微帶陣列天線的性能。但是毫無疑問以上兩種電磁帶隙和超材料單元具有較復雜的結(jié)構(gòu)，有很高的設計和制造成本。而缺陷地結(jié)構(gòu)在去耦合方面有著很好的作用，缺陷地結(jié)構(gòu)即是在傳輸線的地平面上切割周期或者非周期的溝槽，以增加微帶傳輸線的等效電容和等效電感，從而改變電流分布以至于改善傳輸線的性能。通過在公共接地板上刻蝕缺陷地結(jié)構(gòu)，降低陣列天線間的耦合，進而提高天線間的隔離度，使陣列天線系統(tǒng)達到更好的使用效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了降低陣列天線間耦合、同時提高隔離度的目標而提供一種用于微帶陣列天線陣的缺陷地去耦結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：在公共接地板上設置有兩個微帶陣列天線陣元，兩個微帶陣列天線陣元之間的公共接地板上設計有凹槽結(jié)構(gòu)，每個微帶陣列天線陣元包括介質(zhì)基板和設置在介質(zhì)基板上表面的矩形輻射貼片和同軸饋電，每個微帶陣列天線陣元的同軸饋電與矩形輻射貼片連接的同時與SMA內(nèi)導體連接，SMA外導體與公共接地板連接，所述凹槽結(jié)構(gòu)包括相對交叉設置的兩組梳狀缺陷地結(jié)構(gòu)，每組梳狀缺陷地結(jié)構(gòu)包括梳柄單元和梳齒單元，第一組梳齒單元的梳齒個數(shù)與第二組梳齒單元的梳齒個數(shù)差1個。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.梳齒單元中的各個梳齒之間的距離相等，且梳齒的寬度與梳柄單元的寬度是可調(diào)的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用缺陷地結(jié)構(gòu)降低微帶陣列天線陣元間的相互耦合作用，從而提高陣列天線的隔離度。也即本發(fā)明采用缺陷地方法去耦合，主要通過在陣列天線公用接地板上刻一對交叉的梳形凹槽缺陷地結(jié)構(gòu)，降低陣列天線間的相互耦合作用，達到較高的隔離度。本發(fā)明所設計的交叉梳形缺陷地去耦合結(jié)構(gòu)，不僅將天線間的耦合能量吸收，而且提高陣列天線間的隔離度，滿足陣列天線的需求，而且具有設計簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，將新穎的槽縫在公共接地板上刻蝕即可，具有加工方便、成本低廉的優(yōu)點。本發(fā)明設置的兩個交叉梳狀缺陷地結(jié)構(gòu)改變了饋電線耦合到貼片的激勵電流，有效地降低了天線副瓣電平，同時吸收來自兩個天線單元間的耦合能量來達到低耦合和高隔離度的效果，同時不會影響兩天線單元輻射特性，使其具有很好的輻射特性。采用同軸饋電方式對兩天線單元進行饋電，使天線便于集成設計。本發(fā)明僅需要通過調(diào)節(jié)梳齒單元的梳齒寬度、梳柄單元的寬度、梳齒間距離等參數(shù)可實現(xiàn)不同諧振頻率的去耦合效果，大大節(jié)省了優(yōu)化時間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的主視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的凹槽結(jié)構(gòu)也即交叉梳形缺陷地的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的仿真圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例一：結(jié)合圖1至圖3，本發(fā)明包括形成于介質(zhì)基板下表面公共接地板101，上表面矩形輻射貼片201和202，兩個同軸饋電301和302，公共接地板101上設置有凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽結(jié)構(gòu)包括上方梳柄單元1011、上方四個梳齒單元1012、下方梳柄單元1013和下方梳齒單元1014，且各個單元是刻蝕在公共接地板上，用來降低微帶天線陣間的耦合、同時提高隔離度。上方梳齒單元1012的梳齒和下方梳齒單元1014梳齒互相交叉，構(gòu)成交叉去耦合結(jié)構(gòu)。矩形輻射貼片201和202相應于矩形介質(zhì)基板上對稱于介質(zhì)基板的中心線。兩個同軸饋電301和302通過饋電傳輸線分別與矩形輻射貼片201、202及SMA內(nèi)導體連接。具體的說是兩個同軸饋電301和302通過傳輸線連接，使兩個矩形輻射貼片201和202同時與SMA內(nèi)導體連接，SMA外導體與公用接地板101連接。

實施例二：基于上述實施例，本發(fā)明的梳齒單元的各個梳齒之間的距離相等。根據(jù)缺陷地相關(guān)理論，設計滿足降低耦合、提高隔離度的單元結(jié)構(gòu)，采用上下交叉輻射，且梳齒間距離相等，上下梳柄單元關(guān)于天線中心對稱，便于設計和制造。具體尺寸為：上方梳柄單元1101的梳齒的長、寬可根據(jù)其去耦合頻率進行設計，上方梳齒單元1102的梳齒的長、寬與上方梳柄單元相互配合，以實現(xiàn)去耦合目的，梳齒的長、寬以及上下梳齒間距離可以進行調(diào)整以滿足所需要求，交叉梳形缺陷地結(jié)構(gòu)距離介質(zhì)基板邊緣可根據(jù)實際工程需求進行設計，以滿足固定和天線去耦合需求。通過交叉梳形缺陷地結(jié)構(gòu)的調(diào)整，調(diào)節(jié)梳齒寬度、梳柄寬度，梳齒間距離等參數(shù)實現(xiàn)不同諧振頻率的去耦合效果。

實施例三：基于上述實施例，進一步的，本發(fā)明的介質(zhì)基板401是介電常數(shù)為4.4的FR4介質(zhì)，以降低設計成本，介質(zhì)基板的尺寸采用小型化技術(shù)設計，也即介質(zhì)基板401的長度和寬度根據(jù)小型化微帶天線原理進行設計。介質(zhì)基板下的金屬接地板101采用銅材料。介質(zhì)基板上表面矩形輻射貼片201和202采用銅材料。

本發(fā)明的一種基于缺陷地去耦的微帶陣列天線，采用缺陷地實現(xiàn)去耦合，只要選擇合適的尺寸，就能大大降低天線間耦合，同時提高隔離度。如圖4所示，本發(fā)明的一種基于缺陷地去耦的微帶陣列天線，選擇合理尺寸，使得天線陣間的隔離度提高了近30dB。