[发明专利]一种低剖面宽带双极化天线

说明书

本发明公开了一种低剖面宽带双极化天线，所述低剖面宽带双极化天线包括：方形天线、泡沫、人工磁导体；所述方形天线放置在泡沫上方，所述泡沫填充在方形天线和人工磁导体中间，所述人工磁导体紧贴泡沫下表面放置。本发明采用平面的馈电结构，结构简单，容易加工和制作；在贴片天线上刻蚀了阶梯状缝隙和三角形缝隙，并采用阶梯状的微带线对天线进行馈电，从而改善了天线的阻抗匹配带宽；采用人工磁导体取代了金属地板，使天线的剖面高度由原来的0.25λ降低到0.1λ，同时抑制了双极化缝隙天线的后向辐射，提高了天线的前后比。而天线的工作带宽、交叉极化和隔离度并未因为天线剖面的降低而受到明显的影响。

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种低剖面宽带双极化天线。

背景技术

随着无线终端设备的快速发展和广泛应用，人们对无线通信的需求已不仅局限于简单的语音通讯，对流媒体数据信号的需求也变得越来越迫切，并对信号传输的速度和质量提出了更高要求。这就需要对天线不断优化升级，从而可以从整机层面有效地改善通信系统的容量和质量。由于许多无线通信设备工作的电磁环境较为复杂，极易受多径衰落效应的影响。而双极化天线采用极化分集可以明显地减弱多径衰落的影响，并且一副天线可以实现两副天线的功能，大大减少了所需天线的数量，有效降低了成本。因此，双极化天线近年来在工程和学术领域都受到了广泛的关注。为了服务多个无线通信系统，所设计的天线应该具有较宽的工作频带。同时，随着无线通信设备的小型化，为用于收发电磁波的天线所留的空间越来越小。因此，对于低剖面宽带双极化天线的需求越来越多。微带天线有着许多优点，比如重量轻、价格低、易共形、剖面低，成为一个实现双极化天线不错的选择。然而，微带天线的工作带宽窄以及端口隔离差限制了其应用。

近年来，天线设计人员提出了一系列的改善微带天线工作频带和端口隔离的馈电方法。提出了曲折型的馈电探针、T型馈电探针、L型探针和缝隙耦合的混合型馈电、差分馈电等。虽然这些馈电方式改善了双极化天线的工作带宽和端口隔离，但是却导致了天线较高的剖面，并且这些三维的馈电结构给加工以及安装造成了一定的困难。

相反地，缝隙天线具有平面馈电结构但具有较大的后向辐射。为了获得定向的辐射和较高的增益，一般将一块金属反射板放在缝隙天线的下方。然而，当缝隙天线离反射板太近时，由于镜像电流的出现会导致天线效率的降低，阻抗匹配带宽变窄等。为了解决这个问题，反射地板往往放置在距离天线四分之一波长处。这样，虽然可以使天线获得较高的增益，但同时将导致天线较高的剖面高度，无法满足现代天线小型化的需求。

近年来，人工磁导体由于具有同相反射和抑制表面波的特点而深受关注。人工磁导体在其反射相位为-90°～90°时可以代替金属地板成为天线的反射板，从而抑制后向辐射，提高天线的增益。此外，当天线离人工磁导体表面很近时，天线依然可以保持较好的工作特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低剖面宽带双极化天线，旨在解决现有的天线剖面过高的问题，天线剖面过高不仅造成视觉污染，同时也无法满足无线通信设备小型化发展的需求。

本发明是这样实现的，一种低剖面宽带双极化天线，所述低剖面宽带双极化天线包括：方形天线、泡沫、人工磁导体；

所述方形天线放置在泡沫上方，所述泡沫填充在方形天线和人工磁导体中间，所述人工磁导体紧贴泡沫下表面放置。

进一步，所述方形天线包括：辐射贴片、方形介质板、第一馈电微带线、第二馈电微带线、用于连接馈电微带线和辐射贴片的第一金属柱和用于连接馈电微带线和辐射贴片的第二金属柱组成；

所述方形介质板的上表面印制有金属辐射贴片，金属辐射贴片上蚀刻有4个相同的缝隙，在方形介质板的下表面印制有相互垂直的阶梯状的第一馈电微带线、第二馈电微带线；泡沫和方形介质板中间用粘合剂粘合。

进一步，所述缝隙由比较窄的长方形缝隙、三角形缝隙、较宽的长方形缝隙和位于较宽的长方形缝隙末端的第一圆形缝隙、第二圆形缝隙组成；