本發(fā)明涉及無線通信與天線，具體涉及一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣。

背景技術：

1、隨著移動通信系統(tǒng)對網絡容量和多頻段覆蓋需求的不斷提升，基站天線正逐步向多頻共用或共享口徑方向發(fā)展。在同一平臺上同時部署低頻和高頻天線可有效節(jié)省安裝空間并降低部署成本。然而，將不同頻段天線緊密放置于同一口徑時，往往會產生以下問題：

2、1、低頻天線阻擋高頻天線

3、較低頻段天線尺寸較大，容易對高頻天線形成物理遮擋，導致高頻天線在其工作頻段內的方向圖畸變、增益下降等問題。

4、2、跨頻干擾

5、當不同頻段共用或相鄰口徑時，低頻與高頻天線之間容易產生不期望的散射、耦合等干擾，不僅降低端口隔離度，也會惡化整體輻射性能。

6、3、剖面高度難以下降

7、在雙頻或多頻共口徑基站天線中，相比標準高度的傳統(tǒng)低頻天線，低剖面低頻天線對高頻天線的遮擋效應更小。但是直接降低低頻天線剖面，又會導致低頻天線的阻抗匹配和帶寬性能下降。

8、需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發(fā)明的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)思路

1、為了在保持良好帶寬與隔離度的前提下實現(xiàn)低剖面設計，本發(fā)明提供一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，能夠同時兼顧剖面高度、跨頻干擾抑制與寬帶覆蓋三大關鍵需求。

2、本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本發(fā)明的實踐而習得。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，包括：

4、低頻天線、高頻天線、緊耦合緩沖層、側反射板和金屬地板；

5、所述低頻天線與高頻天線布局在同一口徑范圍內，共同放置于金屬地板之上；

6、所述緊耦合緩沖層放置于低頻天線上方且圍繞所述高頻天線，使二者在不同頻段均保持緊耦合；

7、所述側反射板位于低頻天線和高頻天線之間。

8、在一些示例性實施方式中，所述低頻天線包括四個低頻偶極子天線單元，每個低頻偶極子天線單元為l型結構且垂直金屬地板放置，四個低頻偶極子天線單元組成空心腔體結構；位于對角線位置上的兩個低頻偶極子天線單元為一組，等幅同相饋電構成一個極化的輻射；另一組對角線位置上的兩個低頻偶極子天線單元等幅同相饋電，構成另一個正交極化的輻射。

9、在一些示例性實施方式中，所述低頻偶極子天線包括低頻介質板、振子臂和饋電巴倫，所述振子臂和饋電巴倫的地板印刷在低頻介質板的外側，所述饋電巴倫的內芯印刷在低頻介質板的內側且位于空心腔體結構的四個角位置處。

10、在一些示例性實施方式中，相鄰的兩個所述低頻偶極子天線單元之間設置有短路金屬條帶，所述短路金屬條帶下方與金屬地板相連，且短路金屬條帶位于低頻介質板外側，與低頻偶極子天線單元的振子臂之間設置有縫隙。

11、在一些示例性實施方式中，所述高頻天線包括雙極化交叉偶極子單元和饋電結構，所述雙極化交叉偶極子單元水平放置，包括高頻介質板和印制于高頻介質板上表面的偶極子臂，偶極子臂為正方形口徑結構；所述高頻介質板的中心區(qū)域開有方形通孔，用于定位垂直放置的印刷有高頻天線饋電結構的介質板，并允許饋電結構從定位孔中穿過，從而連接至高頻天線偶極子臂上。

12、在一些示例性實施方式中，所述偶極子臂上蝕刻有多個槽結構，用于擴展高頻天線的帶寬。

13、在一些示例性實施方式中，所述高頻天線的饋電結構為饋電巴倫，由一對交叉放置的介質板和其上印刷的饋電巴倫結構組成，饋電巴倫的地板印刷在介質板的一面，而巴倫內芯印刷在介質板的另一面上，巴倫下方則與同軸饋線的端口相連。

14、在一些示例性實施方式中，所述緊耦合緩沖層包括水平放置且中間掏空的介質板和印刷于該介質板上表面的金屬貼片。

15、在一些示例性實施方式中，所述側反射板為四塊垂直放置的金屬板圍成的方形結構。

16、一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣的調試方法，包括：

17、通過修改所述緊耦合緩沖層的金屬貼片形狀，并調整側反射板的高度與位置，可進一步優(yōu)化高低頻天線的匹配性能和輻射性能，以滿足多制式基站天線對匹配、輻射性能、體積和成本的綜合要求。

18、本發(fā)明的實施例所提供的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，通過在低頻天線單元與高頻天線單元之間引入緊耦合緩沖層，并結合側反射板與金屬地板等設計，實現(xiàn)低剖面化、寬帶覆蓋以及跨頻干擾抑制。具有以下優(yōu)點：

19、1、顯著降低剖面高度

20、在確保低頻天線性能的前提下，使天線整體外形尺寸更小、重量更輕，并有效減少跨頻干擾對高頻天線的阻擋和散射影響。

21、2、低頻天線寬帶覆蓋

22、在降低低頻天線剖面的同時，依然實現(xiàn)了寬帶上良好的阻抗匹配和穩(wěn)定的輻射特性，滿足移動通信對于較寬帶寬與高增益的需求。

23、3、高頻天線帶寬擴展

24、借助緊耦合緩沖層的電磁耦合作用，在高頻段引入額外諧振，以拓展高頻天線的工作帶寬。

25、4、有效抑制跨頻散射干擾

26、得益于低頻天線的低剖面結構，低頻天線對高頻天線的遮擋效應顯著降低，這抑制了高頻天線工作時低頻天線上的感應電流，從而降低了該感應電流對高頻天線的散射影響。這使得高頻天線保持了良好的輻射特性，而無需額外引入復雜的去散射或頻率選擇結構。

27、5、有效抑制跨頻耦合干擾

28、緊耦合緩沖層起到了“電磁緩沖層”的作用，無論低頻還是高頻天線被激勵，電磁能量都會耦合至緊耦合緩沖層上，從而顯著降低耦合至另一頻段天線端口的電磁能量。這一設計實現(xiàn)了良好的跨頻端口隔離度，而無需額外引入復雜的去耦或者濾波結構。

29、6、兼容與擴展性

30、該方案具有可拓展性，可根據(jù)未來需求靈活擴展至更多工作頻段的共享口徑天線場景，以滿足多頻、多制式通信系統(tǒng)的應用要求。

31、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

技術特征：

1.一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，包括：低頻天線(1)、高頻天線(2)、緊耦合緩沖層(3)、側反射板(4)和金屬地板(5)；

2.根據(jù)權利要求1所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述低頻天線(1)包括四個低頻偶極子天線單元，每個低頻偶極子天線單元為l型結構且垂直金屬地板(5)放置，四個低頻偶極子天線單元組成空心腔體結構；位于對角線位置上的兩個低頻偶極子天線單元為一組，等幅同相饋電構成一個極化的輻射；另一組對角線位置上的兩個低頻偶極子天線單元等幅同相饋電，構成另一個正交極化的輻射。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述低頻偶極子天線單元包括低頻介質板、振子臂和饋電巴倫，所述振子臂和饋電巴倫的地板印刷在低頻介質板的外側，所述饋電巴倫的內芯印刷在低頻介質板的內側且位于空心腔體結構的四個角位置處。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，相鄰的兩個所述低頻偶極子天線單元之間設置有短路金屬條帶，所述短路金屬條帶下方與金屬地板(5)相連，且短路金屬條帶位于低頻介質板外側，與低頻偶極子天線單元的振子臂之間設置有縫隙。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述高頻天線(2)包括雙極化交叉偶極子單元和饋電結構，所述雙極化交叉偶極子單元水平放置，包括高頻介質板和印制于高頻介質板上表面的偶極子臂，偶極子臂為正方形口徑結構；所述高頻介質板的中心區(qū)域開有方形通孔，用于定位垂直放置的印刷有高頻天線饋電結構的介質板，并允許饋電結構從定位孔中穿過，從而連接至高頻天線偶極子臂上。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述偶極子臂上蝕刻有多個槽結構，用于擴展高頻天線的帶寬。

7.根據(jù)權利要求5所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述高頻天線的饋電結構為饋電巴倫，由一對交叉放置的介質板和其上印刷的饋電巴倫結構組成，饋電巴倫的地板印刷在介質板的一面，而巴倫內芯印刷在介質板的另一面上，巴倫下方則與同軸饋線的端口相連。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述緊耦合緩沖層(3)包括水平放置且中間掏空的介質板和印刷于該介質板上表面的金屬貼片。

9.根據(jù)權利要求1所述的基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，其特征在于，所述側反射板(4)為四塊垂直放置的金屬板圍成的方形結構。

10.一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣的調試方法，其特征在于，包括：

技術總結
本發(fā)明具體涉及一種基于緊耦合加載緩沖結構的低剖面雙頻共享口徑天線陣，包括：低頻天線、高頻天線、緊耦合緩沖層、側反射板和金屬地板；低頻天線與高頻天線布局在同一口徑范圍內，共同放置于金屬地板之上；緊耦合緩沖層放置于低頻天線上方且圍繞高頻天線，使二者在不同頻段均保持緊耦合；側反射板位于低頻天線和高頻天線之間。本發(fā)明通過在低頻天線與高頻天線之間加載緊耦合緩沖層，結合側反射板、金屬地板以實現(xiàn)低剖面化與跨頻干擾抑制。

技術研發(fā)人員：賀怡,魏庚明,王少東,楊佳蔚,楊林
受保護的技術使用者：西安電子科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28