紧凑型共面波导馈电的双极化槽天线 compact cpw-fed dual-polarization slot antenna.pdfVIP

第25卷第3期 电波科学学报 V01．25，No．3 2010年6月 CHlNESEJoURNALOFRADlOSClENCE June，2010 文章编号 1005一0388(2010)03一0405一04 紧凑型共面波导馈电的双极化槽天线 李 越1 张志军1 陈文华1 冯正和1 (清华大学电子工程系。北京100084) 摘 要 针对MIMO系统中天线阵列的应用，提出一种宽带、紧凑型共面波导馈电 的双极化槽天线，利用单天线的双极化代替两个单极化天线。该天线采用单一矩形 槽作为天线单元，利用同一共面波导两种正交的模式激励槽天线单元的水平和垂直 MHz 两种极化模式，隔离度优于一22dB，实现的一10dB带宽分别为690 (28．75％)、590MHz(24．58％)。该天线覆盖无线局域网(WLAN)所需频带2．4～ 2．484 GHz，天线辐射效率高于86％，增益大于4．OdBi。 关键词 双极化；端口隔离度；共面波导；正交模式 中图分类号TN828．6 文献标志码A 合方式激励两种极化。以上的方法可以实现的端口 1．引 言 隔离度达到一20dB至一30dB，但是共同的缺点是 多输人多输出(MIMO)系统可以有效地利用信馈电网络结构十分复杂，引入的附加结构，如空气 号的多径效应，成倍地增加信道容量。在当今大容 桥[1。21、功分器[3]等带来了损耗，天线单元也不够紧 量、高速率的无线通信中，MIM0系统发挥了重要凑，造成空间的浪费，在MIM0系统中不易集成。 的作用。多极化天线作为一种重要的天线形式，应 针对双极化天线宽带、高隔离度、设计简单的需 用于MIMO系统中。通过设计提高多极化天线的求，提出一种应用于无线局域网(wLAN)的双极化槽 极化间隔离度，保证不同极化的接收信号间不相关 天线，馈线采用共面波导结构，利用其两种正交的模 性，从而提高信道容量。以双极化天线为例，这类天 式激励槽天线单元水平和垂直两种极化。对于该天 线设计的难点是如何实现高隔离度和实现较宽的带 线进行仿真论证及实物测量。两种极化都工作在 2．4 MHz 宽。 GHz，实现的一10dB带宽分别为690 在已有文献中的天线设计，实现双极化最常用 (28．75％)、590 的技术是激励两种正交(高隔离度)的模式[1．钊，进而 带(2．4～2．484GHz)，端口隔离度优于一22dB。最 实现两种正交(高隔离度)的极化，两种极化在隔离 后给出了天线辐射效率和增益的测量结果。 度上有比较严格的要求。目前有效的技术包括：(1) 2．天线结构及馈电模式 采用差分馈电的方式[1]，使两种极化模式的电场零 点重合，以避免模式问耦合，提高了端口的隔离度； 双极化槽天线的结构及尺寸如图1所示，正面 mm×80 mm (2)在两种极化馈线间采用空气桥[1。2]的技术，即在(浅颜色)为100 mm的铜板，刻有53 ×50 馈线交叉的部分减小线宽来减少耦合，同时需要进 mm的矩形槽作为天线辐射单元，