一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线

本发明涉及无线通信，尤其涉及一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线。

背景技术：

1、天线需要正常工作时，有一个必要条件就是在相应的频段内进行工作，因此天线通常需要实现宽带化的目标，最为常见的就是通过引入其他辐射体的方式，例如在天线原有结构上增添寄生贴片形式、在辐射贴片上通过挖槽的形式等；这样会为天线增添新的谐振点，当多个谐振点靠近时，将使得天线的宽带得到增加。

2、其次，由于复杂的传播环境，通常会使用分集技术来降低电磁波产生的多径衰弱问题，常见的空间分集技术和频率分集等，但是这些技术通常会占用较大的空间，从而阻碍天线进行小型化的设计。但是使用双极化天线技术能实现较好的分集效果，能够在不增加天线尺寸的情况下，使用两条互不干扰的路径对信息进行传输，从而降低多径衰弱问题。

3、因此通常会对天线进行双极化设计，但是毫米波天线尺寸较小，要实现双极化效果对天线的馈电技术也有一定的要求，通常人们会使用缝隙耦合的方式进行馈电，但是其带来的天线增益通常较低。

4、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，旨在解决现有对天线进行双极化设计存在天线增益效果较低等问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，包括从上至下依次设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；

4、所述第一介质基板背离所述第二介质基板的一侧和靠近所述第二介质基板的一侧分别刻蚀有第一贴片和第二贴片；

5、所述第二介质基板背离所述第一介质基板的一侧刻蚀有四个第三贴片，以及将四个所述第三贴片包围在内的环贴片；

6、所述第三介质基板背离所述第一介质基板的一侧刻蚀一层金属面，所述金属面设有通孔；

7、所述第四介质基板背离所述第一介质基板的一侧刻蚀有第一差分馈电结构微带线和第二差分馈电结构微带线。

8、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第一贴片与所述第二贴片为大小相同的正方形，且位置对称；所述第一贴片和所述第二贴片位于所述第一介质基板的中心位置。

9、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第一介质基板设有若干第一金属通孔，所述第一贴片与所述第二贴片通过所述第一金属通孔相连。

10、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，四个所述第三贴片的大小相等，且呈菱形状。

11、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第三贴片设有对称设置的三角形槽。

12、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第三介质基板和所述第四介质基板设有对称设置的四个第二金属通孔，所述第三贴片与所述第一差分馈电结构微带线和所述第二差分馈电结构微带线通过所述第二金属通孔相连。

13、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述通孔与所述第二金属通孔对应设置。

14、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第一差分馈电结构微带线和所述第二差分馈电结构微带线的相位差各自为180°，且所述第一差分馈电结构微带线和所述第二差分馈电结构微带线的输出端口分别与相互对角的所述第二金属通孔相连接。

15、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第一介质基板的厚度为0.7-0.8mm，所述第二介质基板的厚度为0.5-0.6mm，所述第三介质基板的厚度为0.3-0.4mm，所述第四介质基板的厚度为0.3-0.4mm。

16、所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其中，所述第一介质基板、所述第二介质基板、所述第三介质基板和所述第四介质基板均使用介电常数为2.2、损耗角正切值为0.0009的rogers rt/duroid5880。

17、有益效果：本发明提供一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，包括从上至下依次设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；所述第一介质基板背离所述第二介质基板的一侧和靠近所述第二介质基板的一侧分别刻蚀第一贴片和第二贴片；所述第二介质基板背离所述第一介质基板的一侧刻蚀四个第三贴片，以及将四个所述第三贴片包围在内的环贴片；所述第三介质基板背离所述第一介质基板的一侧刻蚀一层金属面，所述金属面设有通孔；所述第四介质基板背离所述第一介质基板的一侧刻蚀有第一差分馈电结构微带线和第二差分馈电结构微带线。本发明在天线最底层通过差分馈电结构网络对第三贴片进行馈电，第三贴片将能量耦合到第一贴片和第二贴片上面，使得第一贴片、第二贴片和第三贴片与金属面之间激励起射频电磁场，最终通过贴片与金属面之间的缝隙向外辐射；且金属通孔能够有效改善天线的阻抗匹配效果。本发明设计的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，不仅能够拥有一个宽的带宽范围和稳定的增益，还具有较好的隔离度效果，具备优良的性能。

技术特征：

1.一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，包括从上至下依次设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；

2.根据权利要求1所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第一贴片与所述第二贴片为大小相同的正方形，且位置对称；所述第一贴片和所述第二贴片位于所述第一介质基板的中心位置。

3.根据权利要求2所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第一介质基板设有若干第一金属通孔，所述第一贴片与所述第二贴片通过所述第一金属通孔相连。

4.根据权利要求1所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，四个所述第三贴片的大小相等，且呈菱形状。

5.根据权利要求4所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第三贴片设有对称设置的三角形槽。

6.根据权利要求1所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第三介质基板和所述第四介质基板设有对称设置的四个第二金属通孔，所述第三贴片与所述第一差分馈电结构微带线和所述第二差分馈电结构微带线通过所述第二金属通孔相连。

7.根据权利要求6所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述通孔与所述第二金属通孔对应设置。

8.根据权利要求6所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第一差分馈电结构微带线和所述第二差分馈电结构微带线的相位差各自为180°，且所述第一差分馈电结构微带线和所述第二差分馈电结构微带线的输出端口分别与相互对角的所述第二金属通孔相连接。

9.根据权利要求1所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第一介质基板的厚度为0.7-0.8mm，所述第二介质基板的厚度为0.5-0.6mm，所述第三介质基板的厚度为0.3-0.4mm，所述第四介质基板的厚度为0.3-0.4mm。

10.根据权利要求1所述的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，其特征在于，所述第一介质基板、所述第二介质基板、所述第三介质基板和所述第四介质基板均使用介电常数为2.2、损耗角正切值为0.0009的rogers rt/duroid5880。

技术总结本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，包括从上至下依次设置的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板；第一介质基板的两侧分别刻蚀第一贴片和第二贴片；第二介质基板背离第一介质基板的一侧刻蚀四个第三贴片，以及将四个第三贴片包围在内的环贴片；第三介质基板背离第一介质基板的一侧刻蚀一层金属面，金属面设有通孔；第四介质基板背离第一介质基板的一侧刻蚀有第一差分馈电结构微带线和第二差分馈电结构微带线。本发明设计的基于差分馈电结构的宽带双极化毫米波天线，不仅能够拥有一个宽的带宽范围和稳定的增益，还具有较好的隔离度效果，具备优良的性能。技术研发人员：何业军,尤超,李文廷,张龙,宋超运受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29