雙極化天線及天線陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天線，特別涉及一種雙極化天線及天線陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信系統(tǒng)包括上行鏈路(uplink, UL)和下行鏈路(downlink, DL)?；?basestat1n, BS)可通過下行鏈路向用戶設(shè)備(user equipment, UE)發(fā)送信號,用戶設(shè)備可通過上行鏈路向基站發(fā)送信號。在支持雙工通信時，為了避免上行鏈路和下行鏈路并行傳輸信號造成的相互干擾，有必要分隔上行信號和下行信號。
[0003]目前，無線通信系統(tǒng)使用的雙工模式包括頻分雙工(frequency divis1nduplexing, FDD)和時分雙工(time divis1n duplexing, TDD)。頻分雙工模式中，上行鏈路和下行鏈路中使用不同的載波頻率，通過頻率保護間隔來分隔上行信號和下行信號，可以實現(xiàn)同時不同頻的全雙工通信；時分雙工模式中，上行鏈路和下行鏈路中使用不同的通信時間，通過時間保護間隔來分隔接收信號和發(fā)送信號，可以實現(xiàn)同頻不同時的半雙工通信。相比用戶感受時間而言，時分雙工模式使用的時間保護間隔極短，有時也被認(rèn)為支持全雙工通信。
[0004]例如，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中無線通信系統(tǒng)的場景示意圖。下行鏈路中，基站在!\時間向用戶設(shè)備發(fā)送頻率F1的無線信號S1 ;上行鏈路中，用戶設(shè)備在T2時間向基站發(fā)送頻率F2的無線信號S2。當(dāng)使用頻分雙工時，頻率F1和頻率F2不同，上行鏈路和下行鏈路間有頻率保護間隔，可以實現(xiàn)同時不同頻的全雙工通信；當(dāng)使用時分雙工時，T1時間和T2時間不同，上行鏈路和下行鏈路間有時間保護間隔，可以實現(xiàn)同頻不同時的半雙工通信。
[0005]若頻率F1和頻率F2相同，T1時間和T2時間也相同，那么基站在接收用戶設(shè)備發(fā)送的無線信號S2時，也會接收到同頻率的自干擾信號S’ 1；該自干擾信號s’ i可以看作基站發(fā)送的無線信號S1的一部分；同理，用戶設(shè)備在接收基站發(fā)送的無線信號S1時，也會接收到同頻率的自干擾信號S’2。由于無線信號在空間傳播的快速衰落，來自本地的自干擾信號的強度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于來自遠(yuǎn)端的無線信號的強度，基站和用戶設(shè)備在發(fā)送信號的同時，無法準(zhǔn)確地接收信號。因此，通常認(rèn)為無線通信系統(tǒng)不能支持同頻且同時的全雙工通信，直到全雙工(full duplex)技術(shù)的出現(xiàn)。
[0006]理論上，在使用全雙工技術(shù)的無線通信系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路使用相同的時間和頻率，頻譜效率可以提升一倍。但是，全雙工技術(shù)目前仍處于研究與試驗階段，如何有效降低本地自干擾信號對接收遠(yuǎn)端無線信號的影響，仍然是全雙工技術(shù)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。當(dāng)前的研究方向主要包括兩類，一類是在射頻模塊中通過信號處理，消除本地自干擾信號；另一類是在天線處進行優(yōu)化，降低進入射頻模塊的本地自干擾信號的強度。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，主要考慮在射頻模塊中設(shè)計信號處理方法，消除本地自干擾信號，針對天線的設(shè)計和優(yōu)化并不多見。目前的全雙工試驗通信系統(tǒng)中，天線系統(tǒng)往往采用天線物理隔離的方式，隔離發(fā)送信號和接收信號。例如，可以通過增加接收天線(receiveantenna, Rx antenna)和發(fā)射天線(transmit antenna, Tx antenna)之間的物理距離，來增加收發(fā)天線間的隔離度。但是，這樣會使得天線系統(tǒng)尺寸較大，不利于設(shè)備小型化及實際工程部署。因此，針對天線進行優(yōu)化設(shè)計，提供一種具有良好的收發(fā)隔離度的天線，對于未來無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用全雙工技術(shù)意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種雙極化天線及天線陣列，具有較高的天線端口隔離度。
[0009]本發(fā)明實施方式具體可以通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]第一方面，提供了一種雙極化天線，其包括接地板(10)、饋電部(20)和輻射板
(50)，其中:
[0011]所述饋電部(20)用于向所述輻射板(50)饋入電磁波信號，并包括第一饋電部
(30)和第二饋電部(40)，所述接地板設(shè)置于所述饋電部(20)的底部，所述輻射板(50)設(shè)置于所述饋電部(20)頂部；
[0012]所述第一饋電部(30)包括第一介質(zhì)板(32)、第一饋電層(34)和第一傳輸線
(36)，所述第一饋電層(34)設(shè)置于所述第一介質(zhì)板(32)的一個表面，所述第一傳輸線(36)設(shè)置于所述第一介質(zhì)板(32)的另一個表面并設(shè)有第一端口(360)，所述第一端口用于向所述第一饋電部饋入信號；
[0013]所述第二饋電部(40)包括第二介質(zhì)板(42)、第二饋電層(44)和第二傳輸線
(46)，所述第二饋電層(44)設(shè)置于所述第二介質(zhì)板(42)的一個表面，所述第二傳輸線(46)設(shè)置于所述第二介質(zhì)板(42)的另一個表面并設(shè)有第二端口(460)，所述第二端口用于向所述第二饋電部饋入信號；
[0014]所述第一介質(zhì)板(32)和所述第二介質(zhì)板(42)垂直安裝于所述接地板(10)，且所述第一介質(zhì)板(32)和所述第二介質(zhì)板(42)垂直放置,所述第一傳輸線(36)和所述第二傳輸線(46)相互隔尚。
[0015]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一介質(zhì)板(32)設(shè)有第一開口(320)，所述第一開口(320)從所述第一介質(zhì)板(32)的底部向頂部延伸，所述第二介質(zhì)板(42)設(shè)有第二開口(420)，所述第二開口(420)從所述第二介質(zhì)板(42)的頂部向底部延伸，所述第一介質(zhì)板(32)和所述第二介質(zhì)板(42)在所述第一開口(320)和所述第二開口(420)結(jié)合，從而垂直放置。
[0016]結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一饋電層(34)設(shè)有第一凹槽(342)，所述第一凹槽(342)從所述第一饋電層
(34)的頂部向中間延伸，并包括第一槽(340)和與所述第一槽(340)連通的第二槽(341)，所述第一開口(320)穿過所述第二槽(341)延伸至所述第一槽(340);所述第二饋電層
(44)設(shè)有第二凹槽(442)，所述第二凹槽(442)從所述第二饋電層(44)的頂部向中間延伸，并包括第三槽(440)和與所述第三槽(440)連通的第四槽(441)，所述第二開口(420)伸入所述第三槽(440)。
[0017]結(jié)合第一方面的第一種或第二種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述輻射板(50)包括輻射層(54)，所述輻射層(54)設(shè)置于所述輻射板(50)的下表面，所述饋電部(20)通過耦合的方式向所述輻射層(54)饋入信號。
[0018]結(jié)合第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述輻射層(54)為正4N邊形、正4N邊環(huán)形、圓形或圓環(huán)形，其中N為大于等于I的整數(shù)。
[0019]結(jié)合第一方面的第一種至第四種中的任一可能實現(xiàn)方式，在第一方面的五種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一端口(360)設(shè)于所述第一傳輸線(36)的末端并從所述第一介質(zhì)板
(32)的所述底部向所述頂部延伸；其中，所述第一傳輸線(36)還包括第一段傳輸線(362)、第二段傳輸線(364)和第三段傳輸線(366),所述第一段傳輸線(362)從所述第一端口(360)的末端向所述第一介質(zhì)板(32)的所述頂部延伸并與所述第一開口(320)平行，所述第二段傳輸線(364)從所述第一開口(320)的上方跨越并與所述第一段傳輸線(362)垂直相連，所述第三段傳輸線(366)從所述第二段傳輸線(364)的末端向所述第一介質(zhì)板(32)的所述底部垂直延伸。
[0020]結(jié)合第一方面的第一種至第五種中的任一可能實現(xiàn)方式，在第一方面的六種可能的實現(xiàn)方式中，所述第二端口(460)設(shè)置于所述第二傳輸線(46)的末端并從所述第二介質(zhì)板(42)的所述底部向所述頂部延伸。其中，所述第二傳輸線(46)包括第四段傳輸線(462)、第五段傳輸線(464)和第六段傳輸線(466),所述第四段傳輸線(462)從所述第二端口(460)的末端向所述第二介質(zhì)板(42)的所述頂部延伸并與所述第二開口(420)平行，所述第五段傳輸線(464)與所述第四段傳輸線(462)垂直相連,所述第六段傳輸線(466)從所述第五段傳輸線(464)的末端向所述第二介質(zhì)板(42)的所述底部垂直延伸。
[0021]結(jié)合第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述第五段傳輸線(464)的中間向所述第二介質(zhì)板(42)的所述底部方向折彎形成折彎部，以防止所述第二開口(420)貫穿所述第五段傳輸線(464)。
[0022]結(jié)合第一方面的第一種至第七種中的任一可能實現(xiàn)方式，在第一方面的八種可能的實現(xiàn)方式中，其中，所述雙極化天線(100)還包括一對連接器(60)，所述連接器￠0)中的一個與所述第一端口(360)電連接，所述連接器￠0)中的另一個與所述第二端口(460)電連接，用于向所述第一饋電部(30)和所述第二饋電部(40)饋入信號。
[0023]第二方面，還提供了一種天線陣列，其包括第一方面或第一方面的第一種至第九種可能實現(xiàn)方式中的任意一對天線和一對外殼(220)。每一個所述外殼(220)固定于所述接地板(212)并包括