[发明专利]一种基于磁振子和电振子的微带馈电平面圆极化天线

说明书

本发明公开了一种基于磁振子和电振子的微带馈电平面圆极化天线，包括第一介质基板(1)、第二介质基板(2)及金属层(5)，第一介质基板(1)、金属层(5)以及第二介质基板(2)从上到下层叠设置，第一介质基板(1)的上表面平铺一个等效电振子，金属层(5)中间切去一块形成缝隙(6)，该缝隙(6)作为等效磁振子，等效电振子通过金属化通孔(8)与等效磁振子的边缘接触，第二介质基板(2)下表面设置一个微带馈线(4)，缝隙(6)与所述微带馈线(4)耦合；本发明的优点在于：天线结构简单，便于集成，成本相对较低且整体剖面较低。

技术领域

本发明涉及圆极化天线技术领域，更具体涉及一种基于磁振子和电振子的微带馈电平面圆极化天线。

背景技术

现代无线通信技术正在快速发展来满足人们对信息需求。随着5G时代的到来，毫米波频段被越来越多的利用，毫米波天线的设计与研究变得非常热门。此外，相比于线极化天线只能接收与它相同的线极化波，圆极化(CP)天线可以接收任意线极化波，也可以接收圆极化波，可以避免发射与接收天线因极化不匹配的关系而造成极化损耗。圆极化天线在解决极化失配、抑制雨雾干扰、消除法拉第效应方面性能优异。因此对于毫米波频段的圆极化天线的研究设计非常重要。

中国专利公开号CN112490640A，公开了一种宽带电磁偶极子圆极化天线，包括电偶极子、磁偶极子、Γ形馈电片、金属壁、地板以及同轴连接器，所述电偶极子由平行于地板的一对金属片构成，所述磁偶极子由一对垂直于地板放置并与地板短路的金属片构成；所述电偶极子设置在磁偶极子上且关于地板中心呈中心对称；所述Γ形馈电片设置在地板上，且与安装在地板背面的同轴连接器内导体相连，同时对电偶极子和磁偶极子耦合馈电，所述金属壁设置在地板四边的中心。该专利申请的宽带电磁偶极子圆极化天线有较好的宽带性能，同时便于加工、机械稳定性能好。但是其整体结构体积较大，电偶极子、磁偶极子、Γ形馈电片的结构复杂，不利于集成，成本相对较高且整体剖面较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术圆极化天线结构复杂，不利于集成，成本相对较高且整体剖面较高的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于磁振子和电振子的微带馈电平面圆极化天线，包括第一介质基板(1)、第二介质基板(2)及金属层(5)，所述第一介质基板(1)、金属层(5)以及第二介质基板(2)从上到下层叠设置，所述第一介质基板(1)的上表面平铺一个等效电振子，所述金属层(5)中间切去一块形成缝隙(6)，该缝隙(6)作为等效磁振子，等效电振子通过金属化通孔(8)与等效磁振子的边缘接触，第二介质基板(2)下表面设置一个微带馈线(4)，所述缝隙(6)与所述微带馈线(4)耦合；等效磁振子和等效电振子产生的电场相互正交，金属化通孔(8)使得电磁波在等效磁振子和等效电振子之间产生90°的相位差。

本发明整体为第一介质基板(1)、第二介质基板(2)及金属层(5)叠加而成的平面结构，平面结构内部平铺的等效电振子几乎不占剖面高度，也不需要额外的空间尺寸，且直接从金属层(5)中切去一块形成缝隙，缝隙为等效磁振子，同样不占用剖面高度，也不需要额外的空间尺寸，实现圆极化的同时结构简单，易于加工和集成且成本较低、剖面较低。

进一步地，所述天线为双层PCB结构。

进一步地，所述等效电振子为一个金属条带(7)，所述金属条带(7)位于第一介质基板(1)上表面。

更进一步地，所述金属条带(7)的长度为31.5GHz频点对应的二分之一波长。

更进一步地，所述金属化通孔(8)位于第一介质基板(1)之中，金属化通孔(8)的高度与第一介质基板(1)的厚度相同，所述金属条带(7)的两端各通过一个金属化通孔(8)连接所述金属层(5)表面，并紧贴着缝隙(6)的边缘。

更进一步地，所述金属化通孔(8)的高度为31.5GHz频点对应的四分之一波长。