[发明专利]一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线

说明书

本发明公开了一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线，该透射阵天线由多个透射阵天线基本单元构成的N×N的阵列，N≥2，所述的基本单元包括接收天线(1)和发射天线(2)，通过在该磁电偶极子透射单元的其中一对对角贴片上添加一条连接线，由此引入了一个非对称的对角干扰，从而对该磁电偶极子沿正交方向的谐振进行了适度地调谐，使其在宽频带内产生稳定的180°相位差，由此实现了对左旋圆极化入射波到右旋圆极化发射波的转化，且具有较宽的3‑dB增益和轴比重叠带宽(32％),带内增益最高可达25.5dBic，口径效率最高可达49％，同时具备了稳定的方向图和较好的法向辐射性能，可广泛应用于宽带卫星通信。

技术领域

本发明涉及无线通信系统天线技术领域，特别是涉及一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线。

背景技术

透射阵天线作为一种具有平面波前、无馈源遮挡、易加工等优点的高增益天线，被广泛应用于点对点远距离通信、卫星通信、雷达系统和遥感探测等通信领域。同时，相比线极化天线，圆极化天线由于具有抗多路径衰减、法拉第旋转效应和极化失配损耗等优点，在许多这些应用中都是必需的。同时透射阵列天线具有平面、轻量化、易制作等优点，是实现定向圆极化波束的一种更佳选择。

目前透射阵天线的单元大多采用微带天线或周期性超表面天线的形式，使得最终形成的透射阵增益受制于单元较窄的工作带宽，3-dB增益和轴比重叠带宽一般小于20％,仍然有提高的空间。本方案则是引入新的天线单元的形式，采用磁电偶极子天线作为阵列单元，从而有效地扩大了透射阵天线的带宽，并且利用L型探针馈电的结构保证了天线在工作频带内的匹配。

本发明所涉及的透射阵天线工作于X波段，具有较宽的工作带宽，并且实现了对左旋圆极化入射波到右旋圆极化发射波的转化，同时具备了稳定的方向图和较好的法向辐射性能，可广泛应用于宽带卫星通信。

发明内容

技术问题：本发明旨在提供一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线，用于解决背景技术中提及的技术问题。其天线单元利用了金属贴片与金属化过孔构成的磁电偶极子天线结构，扩大了天线的工作带宽，使用L型探针馈电结构保证天线在工作频带内具有较好的匹配。通过在该磁电偶极子透射单元的其中一对对角贴片上添加一条连接线，由此引入了一个非对称的对角干扰，从而对该磁电偶极子沿正交方向的谐振进行了适度地调谐，使其在宽频带内产生稳定的180°相位差，由此实现了对左旋圆极化入射波到右旋圆极化发射波的转化，且具有较宽的3-dB增益和轴比重叠带宽(32％),带内增益最高可达25.5dBic，口径效率最高可达49％。

技术方案：本发明的一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线由多个透射阵天线基本单元构成的N×N的阵列，N≥2，所述的基本单元包括接收天线和发射天线，

所述接收天线的结构，从底部至顶部依次为：底部金属层、第一介质层、第二金属层、第一粘接层、第二介质层以及接收端金属地板，其中包括设置在所述底部金属层的电偶极子，以及设置在所述接收天线内部的磁偶极子；

所述发射天线的结构，从顶部至底部依次为：顶部金属层、第三介质层、第四金属层、第二粘接层、第四介质层以及发射端金属地板，其中包括设置在所述顶部金属层的电偶极子，以及设置在所述发射天线内部的磁偶极子；

所述接收天线和发射天线通过第三粘接层相连接，并且关于该第三粘接层上下对称；

其中，在所述接收天线和发射天线的内部均设置有L型馈电结构，所述的L型馈电结构的接收端馈电贴片即第二金属层、发射端馈电贴片即第四金属层分别与馈电探针连接。

所述接收天线和发射天线内部的L型馈电结构，其包括印制于所述第二金属层上的接收端馈电贴片、印制于所述第四金属层上的发射端馈电贴片、印制于所述底部金属层上的接收端馈电焊盘和印制于所述顶部金属层上的发射端馈电焊盘，并且在所述接收端馈电贴片和所述发射端馈电贴片分别连接金属化通孔，该金属化通孔贯穿第一介质层、第一粘接层、第二介质层、接收端金属地板、第三介质层、第二粘接层、第四介质层以及发射端金属地板。