[发明专利]一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列

说明书

本发明公开了一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，包括由上至下设置的上层金属贴片、上层介质基板、中间层金属贴片、下层介质基板、下层金属贴片，所述上层金属贴片由四组结构完全相同的金属片单元组成，每组金属片单元由5个金属片组成，分别采用矩形金属片切角以及添加矩形微扰的结构实现圆极化特性；同时每组金属片单元设有多个金属通孔，贯穿上层介质基板，连接上层金属贴片和中间层金属贴片；中间层金属贴片平铺整个下层介质基板的上表面并刻蚀四个圆形通孔；下层介质基板被四个金属通孔贯穿，连接中间层金属贴片及下层金属贴片；下层金属贴片采用微带线组成一分四功分器。本发明天线具有频带宽、轴比带宽宽、增益高、体积小的优点。

技术领域

本发明涉及圆极化磁电偶极子天线技术领域，特别是一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列。

背景技术

随着现代无线通信技术的快速发展，工作在不同频段的无线设备越来越多，同时留给单个天线的设计空间越来越有限。在同一载体上，无线通信设备越多，电磁环境越复杂，不同天线之间的相互干扰会极大的影响天线的性能。这就迫切需要一副天线能够工作在多个通信系统，兼容多种通信频段，从而减少天线的数目，实现设备的小型化。因此，宽频带天线成为天线设计的主要趋势之一。

电磁波的频率高、波长短、穿透力差、衰减大，在相同覆盖范围的情况内需要安放更多的天线，数据传输量剧增。相比于线极化天线，圆极化天线能够抑制多径干扰，极化偏转损失小，可以对抗恶劣天气的影响，因此开发宽频带的圆极化天线是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、容易实现的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，该天线通信频带宽，圆极化频带宽，定向增益高。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，包括由上至下设置的上层金属贴片、上层介质基板、中间层金属贴片、下层介质基板、下层金属贴片，其中：

所述上层金属贴片由四组结构完全相同的金属片单元组成，每组金属片单元由5个金属片组成，分别采用矩形金属片切角以及添加矩形微扰的结构实现圆极化特性；同时每组金属片单元设有多个金属通孔，贯穿上层介质基板，连接上层金属贴片和中间层金属贴片；

所述中间层金属贴片平铺整个下层介质基板的上表面并刻蚀四个圆形通孔；下层介质基板被四个金属通孔贯穿，连接中间层金属贴片及下层金属贴片；

所述下层金属贴片采用微带线组成一分四功分器。

进一步地，上层金属贴片由4组结构完全相同的金属片单元组成，呈2×2阵列式排列，分别是设置于左上角的第一组金属片单元，右上角的第二组金属片单元，右下角的第三组金属片单元和设置于左下角的第四组金属片单元；

所述第一组金属片单元由5个金属片组成，分别是设置于左上角的第一金属片，右上角的第二金属片，右下角的第三金属片，左下角的第四金属片和设置于中间位置的第五金属片；第一金属片和第三金属片结构相同且二者关于中心对称设置，第一金属片采用将矩形金属片切除第一三角形的金属片，刻蚀第一金属通孔阵；第三金属片采用将矩形金属片切除第二三角形的金属片，刻蚀第三金属通孔阵；第二金属片和第四金属片结构相同且二者关于中心对称设置，第二金属片采用将矩形金属片右上角增加第六金属片，刻蚀第二金属通孔阵；第四金属片采用将矩形金属片左下角增加第七金属片，刻蚀第四金属通孔阵；

第五金属片左侧刻蚀第一金属通孔，第二组金属片单元、第三组金属片单元、第四组金属片单元左侧相同位置分别刻蚀第二金属通孔、第三金属通孔、第四金属通孔。

进一步地，第二金属通孔阵和第一金属通孔阵结构相同且二者按照左右对称设置，第三金属通孔阵和第一金属通孔阵结构相同且二者关于中心对称设置，第四金属通孔阵和第一金属通孔阵结构相同且二者按照上下对称设置；