寬波束±45°雙線極化偶極子天線陣列設計*

姜 興，程 林，李曉峰，彭 麟，廖 欣

(桂林電子科技大學 信息與通信學院，廣西 桂林 541004)

0 引 言

45°雙線極化天線可以增加信道容量，因此在基站中非常流行，設計小尺寸和寬阻抗帶寬的雙極化天線以覆蓋更多通信頻段,同時占用有限空間成為研究人員面臨的挑戰。文獻[1]提出了一種基于磁電偶極子的雙極化天線，具有寬阻抗帶寬、交叉極化低等良好性能，然而，它具有較大的孔徑尺寸(0.62λ0×0.62λ0)。文獻[2]提出了一種差分饋電雙極化縫隙天線，具有高隔離度和低剖面的優良性能。文獻[3]提出了一種基于矢量合成機制的雙極化天線，具有高隔離度和低交叉極化。文獻[4]提出了一種具有兩種獨立可控諧振模式的寬帶雙極化天線，實現了45 %的阻抗寬帶，且隔離度優于25 dB。文獻[5]提出了一種人工電磁媒質天線，工作在1.7～2.98 GHz以及3.99～5.34 GHz頻段，相比普通貼片天線工作帶寬明顯擴寬。

近年來，為了大幅度提高網絡容量和信號質量，基站采用大型電子掃描陣列(Electronic Scanning Array，ESA)，因此寬波束正成為一個必不可少的特性。文獻[6-8]分別提出了一種寬頻帶天線，帶寬分別達到70 %、46.4 %、51 %，但它們實現的3 dB波束寬度僅為65°左右。文獻[9]提出了一種具有人工磁導體接地的廣角掃描陣列，掃描3 dB波束寬度可覆蓋-105°～105°。文獻[10]提出了一種低剖面可重構單元，組成1 × 32的陣列天線，實現了± 45°的波束掃描范圍。

綜合考慮了寬頻帶、寬波束、± 45°雙線極化輻射的需求，本文設計了一款寬帶寬波束的± 45°雙線極化天線，天線尺寸為0.38λ0×0.38λ0×0.36λ0；以該天線為單元、0.53λ0為單元間距設計了一款寬角域掃描的寬帶線極化相控線陣。……