[发明专利]一种基于电/磁偶极子的全向性圆极化平面天线

说明书

本发明公开一种基于电/磁偶极子的圆极化全向天线，包括微带天线及支撑微带天线的介质基片；微带天线包括位于介质基片上下表面的第一、二矩形金属贴片，第一、二矩形金属贴片为尺寸相同且呈相互正对和平行的关系，在沿第一、二矩形金属贴片的长度方向上，分别以反方向引出尺寸相同的第一、二矩形金属臂；其中第一矩形金属贴片和第一矩形金属臂组成介质基片的第一表面，第二矩形金属贴片和第二形金属臂组成介质基片的第二表面，第一、二表面之间以短路壁连接，短路壁的宽度与介质基片的厚度相等，短路壁的长度与第一矩形金属贴片相等。本天线主辐射部分使用贴片，未使用电抗元件，具有剖面低，尺寸小，易共面等小型化优势，在单层板上即可实现。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种基于电/磁偶极子的全向性圆极化平面天线，是一种微带贴片天线，工作频率为5GHz，能在垂直平面实现圆极化且辐射方向图为全向性的功能。

背景技术

通信技术的发展使人类社会进入现代信息化社会，信息交换越来越频繁，交流的渠道也多种多样，各种电子通信设备呈爆发性出现，对通信质量的要求也变得越来越高。天线作为信号传递和能量转换的关键性部件，是信号在不同媒介中传输的前哨站，其性能优良直接影响通信的质量。

基于电/磁偶极子最简单的天线结构为半波偶极子天线，它使用两根直径和长度都相等的直导线组成，每根导线的长度为1/4个工作波长，导线的直径远小于工作波长，天线的激励是等幅反向的电压信号，加在天线中间的两个相邻端点上，且天线中间两个相邻端点间的距离远小于工作波长。由于其电流分布近似为沿双臂呈流动，由此得到的的天线其极化方式为线极化，且辐射方向图在H面上是一个圆，即在H面上具有全向性。

圆极化是天线重要的远场参数之一。当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0～360°周期的变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。圆极化天线具有以下重要的性质：1、在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，可以得到圆极化，因此它具有接收任意线极化的特性，广泛应用于基站、广播、雷达等领域；2、圆极化天线分为左旋和右旋圆极化，某一旋向极化的天线只能接收同一旋向的来波，具有很高的抗干扰能力；3、圆极化波入射到对称对象时，旋向逆转，故能有效抑制多径反射和干扰。

全向性圆极化天线是近年来的研究热点，因其把全方向性和圆极化结合于一体形成性能优异的天线备受关注。目前已有涉及全向性圆极化的研究主要有：

【1】X. Quan, R. Li, M. M. Tentzeris, “A Broadband OmnidirectionalCircularly Polarized Antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 61,no. 5,pp. 2363-2370, May 2013.

【2】B. C. Park and J. H. Lee, “Omnidirectional circularly polarizedantenna utilizing zeroth-order resonance of epsilon negative transmissionline,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 59, no. 7, pp. 2717-2721, July2011.

【3】L. Peng, D.R. Jackson, “Circular-polarized compact low-profileomni-directional antenna,” IEEE Antennas and Propagation SocietyInternational Symposium (APSURSI), pp. 1472-1473, 2013.