[发明专利]一种低不圆度的超表面宽带全向天线

说明书

本发明属于天线技术领域，涉及超表面天线，具体提供一种低不圆度的超表面宽带全向天线，用以解决现有超表面宽带全向天线存在的不圆度较大的问题。本发明采用旋转角度更小的正六边形贴片拼接方式，优化了传统正方形贴片拼接方式存在的旋转对称性差的问题，使得天线在水平方向上具有更低的不圆度；采用超表面与单极子组合的方式，解决了全向单极子天线存在的带宽窄剖面高的问题，拓宽了天线的带宽；通过在地板引入弧形缝隙，将上翘的最大辐射方向调整至水平方向；最终使得本发明中全向天线具有带宽宽、剖面低、不圆度低以及最大辐射方向为水平方向的优点，能够满足无线通信系统的宽带全向覆盖需求。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及超表面天线，具体提供一种低不圆度的超表面宽带全向天线。

背景技术

无线通信系统对于宽带全向覆盖具有很大的需求，为了实现宽带全向覆盖，则要求系统中天线为宽带全向天线。最典型的全向天线为单极子天线，然而单极子天线存在带宽窄、剖面高等问题。针对该问题，公开号为CN111740213A的专利文献中公开了一种基于超表面的宽带全向天线，具有宽带低剖面的特性；但是，由于其采用了正方形贴片作为超表面的单位，呈现旋转角为90°的旋转对称形状，使其在水平方向上的旋转角度过大，导致天线水平面方向图的不圆度较大。

发明内容

本发明目的在于针对现有超表面宽带全向天线存在的不圆度较大的问题，提出一种低不圆度的超表面宽带全向天线，具有带宽宽、剖面低、最大辐射方向为水平方向以及不圆度低的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低不圆度的超表面宽带全向天线，包括：从下往上依次层叠设置的接地金属板5、下层介质基板4、中间金属板3、上层介质基板2与超表面结构1，以及馈电金属柱6；其中，

所述下层介质基板4与上层介质基板2均采用相同尺寸的圆形结构；

所述超表面结构由一个中心正六边形贴片101、六个外围正六边形贴片102与六个切角正六边形贴片103构成；中心正六边形贴片101位于中心位置，六个外围正六边形贴片102围绕中心正六边形贴片101设置，且共同构成蜂巢结构；相邻外围正六边形贴片102之间分别设置切角正六边形贴片103，且切角正六边形贴片103的外边缘与蜂巢结构的外接圆重合；中心正六边形贴片101的中心位置开设上层正六边形窗口，且上层正六边形窗口与中心正六边形贴片的边相互平行；外围正六边形贴片102上开设矩形贴片缝隙，矩形贴片缝隙由外围正六边形贴片的外边缘中间位置指向中心正六边形贴片的中心；

所述中间金属板3开设有一个圆形馈电缝隙301、六个矩形耦合缝隙302、六个内圆弧缝隙303与六个外圆弧缝隙304；圆形馈电缝隙301位于中心位置，六个矩形耦合缝隙302围绕圆形馈电缝隙301设置，矩形耦合缝隙302位于外围正六边形贴片102的正下方且垂直于矩形贴片缝隙；内圆弧缝隙303与外圆弧缝隙304依次设置于矩形耦合缝隙302的外侧，且三者中心位于上层介质基板2的同一半径线上，内圆弧缝隙303与外圆弧缝隙304的圆心均与上层介质基板2的中心重合；

所述接地金属板5呈圆形结构，其中心位置开设下层圆形窗口501，其边缘位置通过若干个金属短路柱502与中间金属板3相连；金属短路柱502贯穿下层介质基板4，且等间隔排列；

所述馈电金属柱6位于天线中心位置，其下端与同轴馈电接头的内导体相连，并穿过下层圆形窗口501、下层介质基板4、圆形馈电缝隙301、上层介质基板2与上层正六边形窗口向上层介质基板2上表面垂直延伸。