【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线，具体涉及一种基于siw的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线。
技术介绍
1、天线作为无线通信系统的最前端组件，其性能可以影响整个无线通信系统的表现，包括信噪比、信号覆盖范围等。尤其是第五代(5g)通信的发展应用，使得毫米波天线获得了更加广泛的关注。天线按常见的极化方式可以分为两类，分别是线极化和圆极化。不同种类的天线适用于不同的应用场景。
2、除了极化方式，带宽也是毫米波天线不可忽略的一项指标，由于低频段存在大量工作频段相近的天线，这些天线相互产生一些影响，降低通信系统的整体性能。因此，毫米波天线需要具备较宽的带宽，达到使用一种天线能够满足多种场景需求的效果。同时，在通信频段向宽带高频发展的时候，通信系统也朝着微型化，小型化的方向发展。天线作为无线通信系统的最前端组件，也有着小型化、平面化的要求。天线的尺寸与波长是息息相关的，尽管毫米波频段的天线尺寸相比于微波频段有了明显的改进，但大部分天线为了保证其性能，仍然有着相对较大的体积和剖面高度，不利于与现代微型化电路进行集成。
3、磁电偶极子天线由于其结构简单，单向稳定的辐射方向图等特点，是一种重要的天线类别。传统的磁电偶极子天线是线极化辐射，但通过在开口siw末端和电偶极子之间加载1/4波长电长度的相位延迟线获得90°相位差，天线由线极化辐射转变为端射圆极化辐射。传统的磁电偶极子天线的圆极化带宽较窄，为了展宽带宽，可以采用渐变形状的贴片，比如三角形，扇形，使阻抗以及轴比带宽展宽。也可以在贴片另一边的siw(基片集成波导)末端加载u形槽来平
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种基于siw的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，该天线包括：第一金属层、介质板层、第二金属层，第一金属层和第二金属层分别设置在介质板层的上下表面；介质板层上设置有金属化过孔；第一金属层上设置有两条等宽微带线、两条渐变微带线、u形槽、短微带线和蝶状贴片，第二金属层上设置有u形槽、短微带线和蝶状贴片；两个金属层上的短微带线和u形槽对应上下重合；第一金属层和第二金属层上的蝶状贴片关于短微带线所在直线旋转对称，旋转角为180度。
2、优选的，将宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线从左至右划分为接地共面波导、过渡段、基片集成波导和辐射单元；其中，接地共面波导由两条等宽微带线与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，接地共面波导中介质板层上的金属化过孔分为两列，分别位于两条等宽微带线的外侧；过渡段由两条渐变微带线与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，过渡段中介质板层上的金属化过孔分为两列，分别位于两条渐变微带线的外侧；基片集成波导由u形槽与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，基片集成波导中介质板层上的金属化过孔设有四列，外侧两列金属化过孔长度相等并长于内侧两列长度相等的金属化过孔；辐射单元由金属层上两个短微带线和蝶状贴片与对应部分的介质板层组成。
3、进一步的，接地共面波导上还设置有两个固定孔，用于固定宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线。
4、优选的，两条等宽微带线的形状为等宽等长的矩形，两条等宽微带线平行且分别连接两条渐变微带线的一端。
5、优选的，渐变微带线的形状为一端窄一端宽的类三角形，且两条渐变微带线关于对称轴水平对称。
6、优选的，u形槽的一直边与短微带线的一长边位于同一直线上。
7、优选的，u形槽的尺寸大小为半波长×半波长。
8、优选的，蝶状贴片由两个等腰三角形和一个直角梯形组成，蝶状贴片中两个等腰三角形关于对称轴对称，蝶状贴片中的直角梯形与短微带线一端连接。
9、优选的，介质板采用介电常数为2.2的rogers 5880介质板；厚度为1.575mm。
10、本专利技术的有益效果为：本专利技术设计了一种基于siw的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，该天线通过加载“u”形槽来平衡磁偶极子和电偶极子的强度解决了天线轴比带宽较窄的问题，通过“蝶形辐射贴片”的结构增加谐振点，解决天线整体带宽较窄的问题；本专利技术的天线剖面高度为1.575mm，s11(＜-10db)带宽为65.4％，ar(＜3db)带宽为36.3％，重合带宽为36.3％。相比现有技术，本专利技术的带宽有较大提升，具有良好的应用前景。
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1.一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，包括：第一金属层、介质板层、第二金属层，第一金属层和第二金属层分别设置在介质板层的上下表面；介质板层上设置有金属化过孔；第一金属层上设置有两条等宽微带线、两条渐变微带线、U形槽、短微带线和蝶状贴片，第二金属层上设置有U形槽、短微带线和蝶状贴片；两个金属层上的短微带线和U形槽对应上下重合；第一金属层和第二金属层上的蝶状贴片关于短微带线所在直线旋转对称，旋转角为180度。
2.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，将宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线从左至右划分为接地共面波导、过渡段、基片集成波导和辐射单元；其中，接地共面波导由两条等宽微带线与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，接地共面波导中介质板层上的金属化过孔分为两列，分别位于两条等宽微带线的外侧；过渡段由两条渐变微带线与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，过渡段中介质板层上的金属化过孔分为两列，分别位于两条渐变微带线的外侧；基片集成波导由U形槽与其对应部分的第一金属层、介质板
3.根据权利要求2所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述接地共面波导上还设置有两个固定孔，用于固定宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线。
4.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述两条等宽微带线的形状为等宽等长的矩形，两条等宽微带线平行且分别连接两条渐变微带线的一端。
5.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述渐变微带线的形状为一端窄一端宽的类三角形，且两条渐变微带线关于对称轴水平对称。
6.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述U形槽的一直边与短微带线的一长边位于同一直线上。
7.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述U形槽的尺寸大小为半波长×半波长。
8.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述蝶状贴片由两个等腰三角形和一个直角梯形组成，蝶状贴片中两个等腰三角形关于对称轴对称，蝶状贴片中的直角梯形与短微带线一端连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于SIW的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，所述介质板采用介电常数为2.2的Rogers 5880介质板；厚度为1.575mm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于siw的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，包括：第一金属层、介质板层、第二金属层，第一金属层和第二金属层分别设置在介质板层的上下表面；介质板层上设置有金属化过孔；第一金属层上设置有两条等宽微带线、两条渐变微带线、u形槽、短微带线和蝶状贴片，第二金属层上设置有u形槽、短微带线和蝶状贴片；两个金属层上的短微带线和u形槽对应上下重合；第一金属层和第二金属层上的蝶状贴片关于短微带线所在直线旋转对称，旋转角为180度。
2.根据权利要求1所述的一种基于siw的宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线，其特征在于，将宽带毫米波端射圆极化磁电偶极子天线从左至右划分为接地共面波导、过渡段、基片集成波导和辐射单元；其中，接地共面波导由两条等宽微带线与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，接地共面波导中介质板层上的金属化过孔分为两列，分别位于两条等宽微带线的外侧；过渡段由两条渐变微带线与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，过渡段中介质板层上的金属化过孔分为两列，分别位于两条渐变微带线的外侧；基片集成波导由u形槽与其对应部分的第一金属层、介质板层、第二金属层组成，基片集成波导中介质板层上的金属化过孔设有四列，外侧两列金属化过孔长度相等并长于内侧两列长度相等的金属化过孔；辐射单元由金属层上两个短微带线和蝶状贴片与对应部分的介质板层组成。
3.根据权利要求2所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：张长虹，陈鹏飞，孙学浩，赵洪宇，崔文睿，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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