[发明专利]一种宽带圆极化电磁偶极子天线

说明书

本发明提出了一种宽带圆极化电磁偶极子天线，包括金属地板、电磁偶极子、馈电结构、L形金属板和四个L形寄生枝节，金属地板采用矩形结构，电磁偶极子包括关于金属地板中心法线旋转对称的两个偶极子臂，偶极子臂由与金属地板垂直固定的第一矩形金属板以及与第一矩形金属板垂直连接的第二矩形金属板组成，馈电结构采用Γ形结构，固定在金属地板板面的中心位置，且位于两个偶极子臂之间，用于向两个偶极子臂耦合馈电。本发明解决电磁偶极子天线阻抗带宽和轴比带宽窄，增益低的技术问题，可用于移动基站与室内分布系统等无线通信系统中。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种宽带圆极化电磁偶极子天线，可用于移动基站与室内分布系统等无线通信系统中。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，无线通信系统对天线的要求也在不断地提高，为了同时容纳原有的频段和不断增加的频段，例如PCS，LTE，WLAN，Sub 6G等，天线应该具有更宽的工作频带。天线按照极化特性可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种，其带宽是指天线在能满足设计指标要求的频率范围内的主要性能参数，如输入阻抗、方向图、增益、主瓣宽度和副瓣电平等，一般情况下，天线性能参数是随频率而变化的，因而天线带宽就取决于各项性能参数的频率特性。对于圆极化天线，其极化特性往往是限制工作带宽的主要因素。

圆极化可以抑制多径干扰，减轻极化失配，并且抵抗法拉第旋转效应，且圆极化天线发射的信号可以被任意极化方式的天线接收到，由于这些优良的特点，圆极化天线在航空航天，电子对抗等诸多领域得到了广泛的应用。

电磁偶极子天线由于利用了电偶极子和磁偶极子在辐射远场方向图E面和H面的互补特性，实现了在两个极化面相同的辐射方向图，同时具有低后瓣，低交叉极化，稳定的增益等一系列良好的特性，但是现有技术也存在着许多的不足之处，首先，仅采用最基本的偶极子结构使得其阻抗带宽和轴比带宽较窄，仅能覆盖最基本的通信频段。此外，由于仅采用了单一的反射板结构，使得其增益较低，极大地限制了其应用范围。

例如申请公布号为CN107069205A，发明名称为“新型宽带低剖面圆极化电磁偶极子天线”专利申请，公开了一种新型宽带低剖面圆极化电磁偶极子天线，该天线使用单馈电方式实现低剖面圆极化电磁偶极子天线，整个结构采用四层PCB组合，第一至第四层PCB版均为矩形，同时利用电偶极子，磁偶极子旋转对称的方式实现了天线左旋圆极化特性，其阻抗带宽为26％，轴比带宽为23％，增益5.6dBi。该发明虽然剖面较低，但其阻抗带宽和轴比带宽均较窄，且增益较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术上的不足，提出一种宽带圆极化电磁偶极子天线，可用于解决现有技术中存在的天线阻抗带宽和轴比带宽较窄和增益较低的技术问题。本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括金属地板1、电磁偶极子2和馈电结构3；所述金属地板1采用矩形结构；所述电磁偶极子2包括关于金属地板1中心法线旋转对称的两个偶极子臂，所述偶极子臂由与金属地板1垂直固定的第一矩形金属板21以及与第一矩形金属板21垂直连接的第二矩形金属板22组成；所述馈电结构3采用Γ形结构，固定在金属地板1板面的中心位置，且位于两个偶极子臂之间，用于向两个偶极子臂耦合馈电；其特征在于：所述金属地板1的一对对角所在的恻棱上分别固定有L形金属板4，与金属地板1形成金属背腔，用于提高天线的增益；所述金属背腔内的金属地板1上固定有关于金属地板1中心法线旋转对称的四个L形寄生枝节5，用于拓宽天线的阻抗带宽和轴比带宽；所述电磁偶极子2位于金属背腔内，该电磁偶极子2包含的第二矩形金属板22的一条对角线的一个角的位置设置有三角形切角，另一个角的位置设置有矩形切角，且矩形切角位于该第二矩形金属板22与第一矩形金属板21连接的棱上，用于进一步拓宽天线的阻抗带宽和轴比带宽。

上述一种宽带圆极化电磁偶极子天线，所述两个偶极子臂，其关于金属地板1中心法线旋转对称的旋转角度为180°。