一种基于巴比涅互补原理的双极化天线的制作方法

本发明涉及无线通信与射频电磁场工程，具体提供一种基于巴比涅互补原理的双极化天线。

背景技术：

1、随着无线通信、导航等应用的快速发展，对于天线的宽频带、双极化和简单结构等提出了更高的要求。

2、传统的方位全向天线宽带通常只能做到10倍频，而为同时实现垂直和水平双极化功能，需采用双激励源双端口馈电方式，或单激励源在两个馈电端口分时切换的方式，馈电结构设计复杂、宽带阻抗匹配难度大。

3、相应地，本领域需要一种新的超宽频带天线方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有天线结构复杂、宽带阻抗匹配难度大的问题。

2、本发明的目的是采取下述技术方案来实现的：

3、本发明提供一种基于巴比涅互补原理的双极化天线，包括辐射贴片和馈电单元，所述辐射贴片包括实体部分的第一辐射区和镂空部分的第二辐射区；所述第一辐射区与所述第二辐射区彼此互为基于巴比涅互补原理的极化正交分布设置且彼此共面或共形于非导电的介质基板上；所述馈电单元安装在所述介质基板上且与所述辐射贴片导电连接；所述馈电单元被配置为通过单端口结构同时激励第一辐射区生成电偶极子垂直极化波，同步激励第二辐射区生成磁偶极子水平极化波，两个极化波分量在空间内合成具有空间矢量合成的电磁波。

4、优选的，所述第一辐射区为两个分立设置的金属贴片，两个所述金属贴片以正交分布结构的中心点为对称中心呈对顶对称排布；

5、所述第二辐射区为在所述辐射贴片本体上镂空形成的两个孔槽结构，两个所述孔槽结构以同一正交分布结构的中心点为对称中心呈对顶对称排布；

6、连接两个所述金属贴片中心的第一中心轴线与连接两个所述孔槽结构中心的第二中心轴线相互垂直，所述金属贴片的外轮廓或所述孔槽结构的内轮廓为对称多边形结构。

7、优选的，所述辐射贴片以连接两个所述金属贴片中心的第一中心轴线作为天线高度方向，以连接两个所述孔槽结构中心的第二中心轴线作为天线宽度方向，天线高度的初始值设为天线工作频率下限对应波长的二分之一，天线宽度小于或等于所述天线高度。

8、优选的，所述第一辐射区的张角范围在60º至100º范围内，所述第一辐射区的阻抗电阻值在100至300欧姆范围内并且电抗值接近60欧姆。

9、优选的，所述馈电单元的单端口结构包括同轴连接器和平行板特征传输线；所述平行板特征传输线为以正交分布结构的中心点为对称中心呈对顶对称排布的两个扇形导电片，且两个所述扇形导电片分别与两个所述金属贴片固定且导电连接，两个所述扇形导电片的对顶角之间具有缝隙结构以形成特征传输线；两个所述扇形导电片中的一个上安装固定所述同轴连接器且与所述同轴连接器的外导体导电连接，两个所述扇形导电片中的另一个与所述同轴连接器的内导体导电连接。

10、优选的，两个所述扇形导电片的对顶角之间具有间距1mm～4mm的缝隙结构。

11、优选的，所述扇形导电片的厚度初始取值与所述金属贴片的厚度相同。

12、优选的，天线的工作频率为300mhz至18ghz，且在工作频率内，‌所述天线的电压驻波比vswr不大于3。

13、优选的，‌所述介质基板采用玻璃纤维环氧树脂增强材料，或者‌所述介质基板采用介电常数不大于4的非金属增强材料。

14、优选的，‌还包括设置在所述介质基板另一表面上的支撑架，所述支撑架与第一辐射区在介质基板两侧对应设置。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、本发明提供一种基于巴比涅互补原理的双极化天线，包括辐射贴片和馈电单元，辐射贴片包括实体部分的第一辐射区和镂空部分的第二辐射区；第一辐射区与第二辐射区彼此互为基于巴比涅互补原理的极化正交分布设置且彼此共面或共形于非导电的介质基板上；馈电单元安装在介质基板上且与辐射贴片导电连接；馈电单元被配置为通过单端口结构同时激励第一辐射区生成电偶极子垂直极化波，同步激励第二辐射区生成磁偶极子水平极化波，两个极化波分量在空间内合成具有空间矢量合成的电磁波。通过这样的设置，本发明天线基于巴比涅互补原理，将电流分布型电偶极子辐射单元与电场分布型磁偶极子辐射单元集成在同一辐射贴片上，通过单端口馈电方式，同时激励垂直极化和水平极化电磁波，从而实现同时双极化辐射，天线构型为平面或可展曲面，结构简单、辐射性能稳定可靠，便于制造与共形安装。

1.一种基于巴比涅互补原理的双极化天线，包括辐射贴片和馈电单元，其特征在于，所述辐射贴片包括实体部分的第一辐射区和镂空部分的第二辐射区；

2.根据权利要求1所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，所述第一辐射区为两个分立设置的金属贴片，两个所述金属贴片以结构的中心点为对称中心呈对顶对称排布；

3.根据权利要求2所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，所述辐射贴片以连接两个所述金属贴片中心的第一中心轴线作为天线高度方向，以连接两个所述孔槽结构中心的第二中心轴线作为天线宽度方向，天线高度的初始值设为天线工作频率下限对应波长的二分之一，天线宽度小于或等于所述天线高度。

4.根据权利要求1或2所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，所述第一辐射区的张角范围在60º至100º范围内，所述第一辐射区的阻抗电阻值在100至300欧姆范围内并且电抗值接近60欧姆。

5.根据权利要求2所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，所述馈电单元的单端口结构包括同轴连接器和平行板特征传输线；

6.根据权利要求5所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，两个所述扇形导电片的对顶角之间具有间距1mm～4mm的缝隙结构。

7.根据权利要求6所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，所述扇形导电片的厚度初始取值与所述金属贴片的厚度相同。

8.根据权利要求1所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，天线的工作频率为300mhz至18ghz，且在工作频率内，‌所述天线的电压驻波比vswr不大于3。

9.根据权利要求1所述的基于巴比涅互补原理的双极化天线，其特征在于，‌所述介质基板采用玻璃纤维环氧树脂增强材料，或者‌所述介质基板采用介电常数不大于4的非金属增强材料。