[发明专利]一种低剖面宽带圆极化磁电偶极子天线

说明书

本发明提供一种低剖面宽带圆极化磁电偶极子天线，属于天线技术领域。该天线通过创新性地设计磁偶极子天线的矩形金属片上设置缝隙，延长了磁偶极子天线的电流路径，使得天线剖面高度由常规的0.25λ降低至0.11λ(λ为中心频率时的空间波长)，有效克服了圆极化磁电偶极子天线剖面较高的缺陷；并且降低剖面高度的同时不会增加三维结构的复杂性，使得该天线还具有结构简单、易于批量加工的优势，除此之外，天线仍旧保持了大带宽、辐射增益高、方向图对称和背向辐射小等优势。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种低剖面宽带圆极化磁电偶极子天线。

背景技术

圆极化天线具备的独特性能使其在很多领域具有特殊的作用，例如：在雷达系统中采用圆极化天线，可以抑制空气中的小分子和颗粒如云、雨、雾等产生的干扰；在空间测量、卫星通信中，线极化波在通过电离层时会产生法拉第电磁旋转效应，将会导致接收端信号衰减，而采用圆极化波就可以避免这种衰减；同时，由于线极化波可以分解为两个旋向相反、幅度相同的圆极化波，因此圆极化更容易实现极化匹配。因此，圆极化天线在各种电子系统中得到了广泛的应用。近年来，随着通信技术的快速发展，工程应用中对大带宽通信的需求越来越迫切，这也推动着圆极化天线向宽阻抗带宽和宽轴比带宽方向发展。

磁电偶极子天线自提出以来就因其大带宽、低后瓣和稳定的定向辐射特性受到了广泛的关注，众多学者也针对这类天线的圆极化特性开展了深入的研究，产生了许多性能较好的圆极化磁电偶极子天线。然而，以往的这些研究主要集中于如何通过设计天线结构来实现圆极化特性上，设计中并未采取任何降低剖面的措施，因此已有的圆极化磁电偶极子天线仍然存在着剖面较高、空间体积大的缺点，极大的限制了其在现代无线通信系统的应用。若在设计圆极化磁电偶极子天线的同时，开展低剖面的研究，克服其剖面较高的明显缺点，同时又具备宽阻抗带宽和宽轴比带宽特性，则可以更好的满足现代无线通信系统的需求。

发明内容

针对背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种低剖面宽带圆极化磁电偶极子天线。该天线通过在磁偶极子天线的矩形金属片上设置缝隙，从而延长磁偶极子天线的电流路径，进而降低天线的整体的剖面高度，并且天线仍旧保持了大带宽的优势。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种低剖面宽带圆极化磁电偶极子天线，包括：水平放置的等效电偶极子天线、垂直于水平电偶极子天线的磁偶极子天线、介质基板和天线馈电部分；

所述水平电偶极子天线包括四个正方形水平金属贴片1，金属贴片设置于介质基板中心位置，呈2×2阵列排布；

所述磁偶极子天线包括矩形金属片2和金属地板3，矩形金属片2设置于每个正方形水平金属贴片与其它金属贴片相邻的两边并垂直向下延伸，矩形金属片2下方接触设置金属地板3，金属地板3设置于介质基板5上表面，且二者尺寸相同；所述每个矩形金属片2上设置n个缝隙，用于延长磁偶极子天线的电流路径，降低天线的剖面高度；

所述天线馈电部分包括SMA接头6、金属条带馈线7、铜柱8以及г型馈电结构4，金属条带馈线7位于介质基板5下表面，г型馈电结构4设置于金属地板3中心的上方，馈线7的输入端连接SMA接头6，输出端通过铜柱8与г型馈电结构4连接。

作为优选方式，缝隙的形状可以为任意形状，如矩形、三角形、圆弧形等；缝隙数量n≥2，设置于矩形金属片的两侧、中心，或两侧和中心。

作为优选方式，每个矩形金属片2上设置五个矩形缝隙，包括位于矩形金属片2中心的第五缝隙e，其长边与矩形金属片2的长边平行，以及关于第五缝隙e上下左右对称设置的第一缝隙a至第四缝隙d，第一缝隙a至第四缝隙d分别从矩形金属片2外边缘向中心延伸；矩形金属片2设置的五个矩形缝隙中，位于矩形金属片2两侧的第一缝隙a至第四缝隙d尺寸相同，并与位于矩形金属片2中心的第五缝隙e尺寸不同。