【技术实现步骤摘要】
本技术涉及通信天线，特别涉及一种双极化磁电偶极子天线。
技术介绍
1、现有的提高天线增益的方式有以下两种：
2、第一、利用天线阵提高天线增益：阵列天线是根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起组成的。阵列天线容易实现极窄波束，对于一定波束宽度的单元天线，都有使其获得最大排阵增益的排阵间距。由天线阵理论可知，适当调整阵元的结构、数目、排列方式以及整个阵的电流幅度和相位分布可以有效提高天线增益。
3、第二、利用透镜天线提高天线的增益：透镜天线设计用于准直自然界中向所需方向发散的入射能量。点源充当向光学透镜表面发射微波能量的馈电，透镜光学表面迫使辐射的球面波前变为准直波前。这可以防止不希望的能量扩散，从而提高天线的增益。在一般实践中，准直透镜是由具有有限介电常数值的介电材料制成的。但这些也可以使用在无线电频率下表现出小于单位折射率的材料来构建。透镜天线遵循互易定理，因此在发送端和接收端都可以使用。
4、现有的磁电偶极子实现方式有以下几种：
5、磁电偶极子天线基于互补源原理，采用电偶极子单元和磁偶极子单元组合起来，通过同时馈电激励来获得相似的电场面和磁场面，使其拥有宽阻抗带宽以及良好的辐射性能。
6、第一、在磁电偶极子天线发展的萌芽阶段，曾采用圆锥型振子作为电偶极子，再与缝隙等效的磁偶极子组合形成磁电偶极子，但该倒锥形结构需要和同轴线相连，具有及其不稳定的结构。
7、第二、后续有通过一个倒l型弯折导线作为电偶极子，以
8、第三、接着陆教授提出了一种弯折成90°的铜制辐射贴片，垂直部分为垂直的定向短路贴片与接地板短接成为磁偶极子。水平部分为四分之一波长的辐射片作为电偶极子，中间则通过γ型的馈线进行馈电，该结构有43.8%的相对带宽以及稳定的增益。
9、上述的几种方式存在以下的不足：
10、利用天线阵提高天线增益的缺点是：需要使用复杂的馈电网络，增加了设计难度，损耗高，使得天线的效率很低，尤其对于双极化天线，需要设计两个馈电网络，增大了设计复杂性。
11、利用透镜天线提高天线的增益的缺点是：其一般体积较大，生产效率较低，不容易制造，且制造成本往往较高。
12、利用对圆锥型振子和缝隙作为磁电偶极子的缺点是：体积过大，结构不利于组装和稳定。
13、利用倒l弯折线和辐射缝隙作为磁电偶极子的缺点是：阻抗带宽窄，增益不稳定。
14、利用90°弯折的铜片、地板以及γ型馈线作为磁电偶极子的缺点：作为磁偶极子贴片的长度为四分之一个波长，增大了天线的剖面。
技术实现思路
1、本技术提供一种双极化磁电偶极子天线，旨在解决天线增益方式、磁电偶极子天线存在的不足。
2、本技术提供一种双极化磁电偶极子天线，包括第一介质基板、第二介质基板、金属地板、金属柱、同轴馈电线，所述第一介质基板、第二介质基板、金属地板从顶层到底层依次平行分布；
3、所述第一介质基板内印刷有正方形金属贴片、加载贴片、第一微带线，四个所述正方形金属贴片以阵列式排布在第一介质基板上，所述第一微带线相互正交并位于正方形金属贴片之间的缝隙，所述第一微带线的末端向外延伸并连接加载贴片，所述金属柱的上方连接正方形金属贴片；
4、所述第二介质基板的顶面印刷有第二微带线，所述第二介质基板的底面印刷有l型金属贴片，所述金属柱的下方和同轴馈电线的外导体顶部焊接在l型金属贴片上并接地，两条所述第二微带线相互正交，两条所述第二微带线的一端分别与同轴馈电线的内导体相连，两条所述第二微带线的另一端分别延伸到对角的同轴馈电线顶端，所述同轴馈电线的外导体底部连接金属地板。
5、作为本技术的进一步改进，所述第二介质基板印刷有四个l型金属贴片，四个所述l型金属贴片以阵列式排布，每个所述l型金属贴片对应一个金属柱和一个同轴馈电线，其中两个对角的所述同轴馈电线作为实现双极化的同轴馈电端口，另外两个对角的所述同轴馈电线用以接地。
6、作为本技术的进一步改进，在所述第二介质基板中，以其中一组对角的所述同轴馈电线作为第一馈电端口，另一组对角的所述同轴馈电线作为第二馈电端口：
7、当在激励第一馈电端口时，位于对角线上的所述正方形金属贴片被激励，形成的电流方向为其中一个方形金属贴片指向另一个方形金属贴片，电流方向相对于第一介质基板和第二介质基板为45°方向，四个所述正方形金属贴片中间的缝隙经过耦合形成了与电流方向垂直的磁流；
8、当在激励第二馈电端口时，另一对对角方向上的正方形金属贴片作为电偶极子进行辐射，形成的电流方向与激励第一馈电端口时的电流方向垂直，形成极化方向为-45°的电磁辐射。
9、作为本技术的进一步改进，所述金属柱为折叠成l型的柱体，l型的所述金属柱上方连接正方形金属贴片靠近阵列中心的顶角处，l型的所述金属柱下方连接在l型金属贴片的l型开口处，所述l型开口处位于l型金属贴片远离阵列中心的外侧，所述同轴馈电线的外导体顶部连接在l型金属贴片靠近阵列中心的顶角处。
10、作为本技术的进一步改进，所述加载贴片的相位通过调整第一微带线的长度来控制，每根所述第一微带线的长度为一个介质波长。
11、作为本技术的进一步改进，天线的阻抗通过调整所述第二微带线的长度来控制。
12、作为本技术的进一步改进，所述第一介质基板、第二介质基板采用rogers5880基板。
13、作为本技术的进一步改进，所述加载贴片为矩形贴片。
14、本技术的有益效果是：本天线采用贴片加载的方式，通过控制传输线的长度使加载贴片与电偶极子的电流相位一致从而增大天线的增益，不需要额外的馈电网络，单元天线增益可达13.7db，且带宽内增益稳定。同时采用了折叠形式的磁偶极子，使其厚度从四分之一个波长降低到0.13个波长左右。最后采用正交结构的馈电实现了双极化。
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1.一种双极化磁电偶极子天线，其特征在于，包括第一介质基板、第二介质基板、金属地板、金属柱、同轴馈电线，所述第一介质基板、第二介质基板、金属地板从顶层到底层依次平行分布；
2.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述第二介质基板印刷有四个L型金属贴片，四个所述L型金属贴片以阵列式排布，每个所述L型金属贴片对应一个金属柱和一个同轴馈电线，其中两个对角的所述同轴馈电线作为实现双极化的同轴馈电端口，另外两个对角的所述同轴馈电线用以接地。
3.根据权利要求2所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，在所述第二介质基板中，以其中一组对角的所述同轴馈电线作为第一馈电端口，另一组对角的所述同轴馈电线作为第二馈电端口：
4.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述金属柱为折叠成L型的柱体，L型的所述金属柱上方连接正方形金属贴片靠近阵列中心的顶角处，L型的所述金属柱下方连接在L型金属贴片的L型开口处，所述L型开口处位于L型金属贴片远离阵列中心的外侧，所述同轴馈电线的外导体顶部连接在L型金属贴片靠近阵列中心的顶角处。
6.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，天线的阻抗通过调整所述第二微带线的长度来控制。
7.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述第一介质基板、第二介质基板采用Rogers 5880基板。
8.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述加载贴片为矩形贴片。
...【技术特征摘要】
1.一种双极化磁电偶极子天线，其特征在于，包括第一介质基板、第二介质基板、金属地板、金属柱、同轴馈电线，所述第一介质基板、第二介质基板、金属地板从顶层到底层依次平行分布；
2.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述第二介质基板印刷有四个l型金属贴片，四个所述l型金属贴片以阵列式排布，每个所述l型金属贴片对应一个金属柱和一个同轴馈电线，其中两个对角的所述同轴馈电线作为实现双极化的同轴馈电端口，另外两个对角的所述同轴馈电线用以接地。
3.根据权利要求2所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，在所述第二介质基板中，以其中一组对角的所述同轴馈电线作为第一馈电端口，另一组对角的所述同轴馈电线作为第二馈电端口：
4.根据权利要求1所述的双极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述金属柱为折叠成l型的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙光华，王凯旭，覃亮玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：新型
国别省市：
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