[发明专利]一种应用于5G毫米波通信的超材料天线

权利要求书

1.一种应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，包括：

矩形辐射贴片阵列，包括多个相同且均匀分布的辐射贴片；以及

人工磁导体结构，被配置为围绕矩形辐射贴片阵列一圈布置。

2.如权利要求1所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，还包括：

第一介质板，被配置为其第一表面贴有矩形辐射贴片阵列，其第二表面与人工磁导体结构相邻；

第二介质板，被配置为其第一表面与人工磁导体结构相邻，其第二表面与反射地板相邻；

反射地板，被配置为由金属平面组成，其中心位置具有矩形槽或缝隙；

第三介质板，被配置为其第一表面与反射地板相邻，其第二表面与微带线相邻；以及

微带线，被配置为设置在第三介质板的下方；

其中，矩形辐射贴片阵列、第一介质板、人工磁导体结构、第二介质板、反射地板、第三介质板和微带线依次层叠布置。

3.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述矩形辐射贴片阵列和人工磁导体结构均作为辐射体分别设置在第一介质板和第二介质板上；

所述矩形辐射贴片阵列与所述环型人工磁导体结构共用所述带槽金属地板作为反射地平面。

4.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，辐射贴片的数量为4个，以2行2列分布为矩阵；

所述矩形辐射贴片阵列作为辐射贴片设置在第一介质板的上表面，所述矩形辐射贴片阵列由2×2矩形贴片在平面非等间距排列但对称分布；

所述矩形辐射贴片阵列位于所述人工磁导体结构的正上方并且处于天线中心位置。

5.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述人工磁导体结构由第二介质板第一表面上的多个方形贴片单元构成的环型阵列组成；

所述人工磁导体结构是由多个等间距周期性排列且对称分布的方形贴片单元阵列构成的环型结构，且在垂直方向与所述矩形辐射贴片阵列无重叠。

6.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述微带线还被配置为终端开路，且通过反射地板中的矩形槽或缝隙耦合馈电，微带线的末端与馈电端口连接；

所述微带线、人工磁导体结构、反射地板上的矩形槽或缝隙与矩形辐射贴片阵列的中心均处于同一垂直位置。

7.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述第一介质板采用GHPL-970半固化片介质板；

所述第二介质板采用Rogers4350B高频介质板；

所述第三介质板采用GHPL-970半固化片介质板。

8.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述微带线四分之一波长处位于矩形槽或缝隙的中心正下方，所述微带线在矩形槽或缝隙的中心正下方向上层耦合馈电；

所述矩形辐射贴片阵列由微带线通过反射地板上矩形槽或缝隙向上层耦合馈电；

所述人工磁导体结构由一圈4×5方形贴片单元构成的外圈环型阵列构成，共14个人工磁导体单元。

9.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述人工磁导体结构的人工磁导体单元由方形贴片单元、第二介质板和反射地板组成，所述方形贴片单元以相同的间距周期均匀排列，同时人工磁导体单元之间无电气连接，所述人工磁导体结构与矩形辐射贴片阵列无电气连接；

所述人工磁导体结构围绕所述矩形辐射贴片阵列对称分布。

10.如权利要求2所述的应用于5G毫米波通信的超材料天线，其特征在于，所述人工磁导体结构中的单元边长为1.3mm×1.3mm，相邻的两个人工磁导体单元之间的距离为0.1mm；

所述天线基于2×2辐射贴片阵列且负载一圈4×5环型人工磁导体结构，在厚度为100um的核心层和40um的上下叠层介质的条件下，阻抗带宽为36.3GHz-40.3GHz。