一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列

技术特征：
1.一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，包括由上至下设置的上层金属贴片(1)、上层介质基板(2)、中间层金属贴片(3)、下层介质基板(4)、下层金属贴片(5)，其中：所述上层金属贴片(1)由四组结构完全相同的金属片单元组成，每组金属片单元由5个金属片组成，分别采用矩形金属片切角以及添加矩形微扰的结构实现圆极化特性；同时每组金属片单元设有多个金属通孔，贯穿上层介质基板(2)，连接上层金属贴片(1)和中间层金属贴片(3)；所述中间层金属贴片(3)平铺整个下层介质基板(4)的上表面并刻蚀四个圆形通孔；下层介质基板(4)被四个金属通孔贯穿，连接中间层金属贴片(3)及下层金属贴片(5)；所述下层金属贴片(5)采用微带线组成一分四功分器。2.根据权利要求1所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，上层金属贴片(1)由4组结构完全相同的金属片单元组成，呈2
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2阵列式排列，分别是设置于左上角的第一组金属片单元(11)，右上角的第二组金属片单元(12)，右下角的第三组金属片单元(13)和设置于左下角的第四组金属片单元(14)；所述第一组金属片单元(11)由5个金属片组成，分别是设置于左上角的第一金属片(111)，右上角的第二金属片(112)，右下角的第三金属片(113)，左下角的第四金属片(114)和设置于中间位置的第五金属片(115)；第一金属片(111)和第三金属片(113)结构相同且二者关于中心对称设置，第一金属片(111)采用将矩形金属片切除第一三角形(116)的金属片，刻蚀第一金属通孔阵(25)；第三金属片(113)采用将矩形金属片切除第二三角形(118)的金属片，刻蚀第三金属通孔阵(27)；第二金属片(112)和第四金属片(114)结构相同且二者关于中心对称设置，第二金属片(112)采用将矩形金属片右上角增加第六金属片(117)，刻蚀第二金属通孔阵(26)；第四金属片(114)采用将矩形金属片左下角增加第七金属片(119)，刻蚀第四金属通孔阵(28)；第五金属片(115)左侧刻蚀第一金属通孔(41)，第二组金属片单元(12)、第三组金属片单元(13)、第四组金属片单元(14)左侧相同位置分别刻蚀第二金属通孔(42)、第三金属通孔(43)、第四金属通孔(44)。3.根据权利要求2所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，第二金属通孔阵(26)和第一金属通孔阵(25)结构相同且二者按照左右对称设置，第三金属通孔阵(27)和第一金属通孔阵(25)结构相同且二者关于中心对称设置，第四金属通孔阵(28)和第一金属通孔阵(25)结构相同且二者按照上下对称设置；在与第一组金属片单元(11)相对应的位置，上层介质基板(2)被第一组金属片单元(11)中的第一金属通孔阵(25)、第二金属通孔阵(26)、第三金属通孔阵(27)、第四金属通孔阵(28)以及第一金属通孔(41)贯穿，形成第一组金属通孔(21)；同理，在与第二组金属片单元(12)、第三组金属片单元(13)、第四组金属片单元(14)相对应的位置，上层介质基板(2)上分别形成第二组金属通孔(22)、第三组金属通孔(23)、第四组金属通孔(24)。4.根据权利要求3所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，所述中间层金属贴片(3)平铺整个下层介质基板(4)的上表面，由完全相同的4组通孔组成，分别是设置于左上角的第一组通孔(31)，右上角的第二组通孔(32)，右下角的第三组通孔(33)和
设置于左下角的第四组通孔(34)；在与第一组金属片单元(11)相对应的位置，中间层金属贴片(3)被第一组金属片单元(11)中的第一金属通孔阵(25)、第二金属通孔阵(26)、第三金属通孔阵(27)、第四金属通孔阵(28)贯穿，形成第一组通孔(31)；同理，在与第二组金属片单元(12)、第三组金属片单元(13)、第四组金属片单元(14)相对应的位置，中间层金属贴片(3)上分别形成第二组通孔(32)、第三组通孔(33)、第四组通孔(34)；第一组通孔(31)、第二组通孔(32)、第三组通孔(33)、第四组通孔(34)中分别刻蚀一个圆形通孔，分别是第一圆形通孔(35)、第二圆形通孔(36)、第三圆形通孔(37)、第四圆形通孔(38)；第一～第四圆形通孔(35、36、37、38)一一对应设置于第一～第四金属通孔(41、42、43、44)的正投影下方，对应位置圆形通孔与金属通孔的圆心位置相同，第一～第四圆形通孔(35、36、37、38)的半径大于第一～第四金属通孔(41、42、43、44)。5.根据权利要求4所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，下层介质基板(4)被第一～第四金属通孔(41、42、43、44)贯穿，用于连接中间层金属贴片(3)和下层金属贴片(5)。6.根据权利要求5所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，所述下层金属贴片(5)是由微带线组成的1分4功分器，整体由7部分组成，分别是第八金属片(51)、第九金属片(52)、第十金属片(53)、第十一金属片(54)、第十二金属片(55)、第十三金属片(56)和第十四金属片(57)；所述第九金属片(52)和第十金属片(53)左右对称，结构完全相同，第九金属片(52)的右上角刻蚀第三三角形(521)，第十金属片(53)左上角刻蚀第四三角形(531)；所述第十一金属片(54)，第十二金属片(55)，第十三金属片(56)和第十四金属片(57)结构完全相同，其中第十一金属片(54)和第十三金属片(56)上下对称，第十二金属片(55)和第十四金属片(57)上下对称；第十一金属片(54)左上角刻蚀第五三角形(541)，左下角刻蚀第六三角形(542)，右上角被第一金属通孔(41)贯穿；第十二金属片(55)左上角刻蚀第七三角形(551)，右下角刻蚀第八三角形(552)，右上角被第二金属通孔(42)贯穿；第十三金属片(56)左上角刻蚀第九三角形(562)，左下角刻蚀第十三角形(561)，右下角被第四金属通孔(44)贯穿；第十四金属片(57)右上角刻蚀第十一三角形(572)，左下角刻蚀第十二三角形(571)，右下角被第三金属通孔(43)贯穿。7.根据权利要求6所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，能量由第八金属片(51)输入，经第九金属片(52)和第十金属片(53)传输到第十一～第十四金属片(54、55、56、57)，然后通过第一～第四金属通孔(41、42、43、44)穿过第一～第四圆形通孔(35、36、37、38)传输到第一组～第四组金属片(11、12、13、14)向外辐射，中间层金属贴片(3)为天线和功分器的共用地板，馈线位于下层金属贴片(5)。8.根据权利要求6所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，第一金属片(111)与第三金属片(113)为梯形结构。9.根据权利要求6所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在于，第十二金属片(55)、第十四金属片(57)分别是由第十一金属片(54)、第十三金属片(56)向右平移得到。10.根据权利要求1～9任一项所述宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，其特征在
于，上层介质基板(2)的厚度为1.57mm，下层介质基板(4)的厚度为0.254mm，天线的整体高度为1.824mm。

技术总结
本发明公开了一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列，包括由上至下设置的上层金属贴片、上层介质基板、中间层金属贴片、下层介质基板、下层金属贴片，所述上层金属贴片由四组结构完全相同的金属片单元组成，每组金属片单元由5个金属片组成，分别采用矩形金属片切角以及添加矩形微扰的结构实现圆极化特性；同时每组金属片单元设有多个金属通孔，贯穿上层介质基板，连接上层金属贴片和中间层金属贴片；中间层金属贴片平铺整个下层介质基板的上表面并刻蚀四个圆形通孔；下层介质基板被四个金属通孔贯穿，连接中间层金属贴片及下层金属贴片；下层金属贴片采用微带线组成一分四功分器。本发明天线具有频带宽、轴比带宽宽、增益高、体积小的优点。体积小的优点。体积小的优点。


技术研发人员：孟雯雯 徐娟 孙玉荣 王凯泽
受保护的技术使用者：曲阜师范大学
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2022/11/15