[发明专利]基于人工磁导体的宽带圆极化微带天线

说明书

基于人工磁导体的宽带圆极化微带天线,涉及一种宽带圆极化天线，为了解决现有微带天线频带窄、增益低的问题。圆形微带贴片、天线介质板、阵列式金属贴片、高阻抗表面介质板和金属地板由上至下依次紧贴排布，同轴电缆依次穿过金属地板、高阻抗表面介质板、阵列式金属贴片、天线介质板和圆形微带贴片进行馈电。本发明可以实现宽带、高增益的圆极化辐射。

技术领域

本发明涉及一种宽带圆极化天线。

背景技术

微带天线是目前微波领域最常用的天线形式之一，它有剖面低、体积小、重量轻等优点，可以很好地满足目前通信与导航系统的需要。

但现有微带天线为了降低天线的高度，辐射贴片必须尽可能靠近理想导体平面，这种情况下理想导体表面波将会影响天线的性能，造成微带天线具有可用频带宽度窄，尤其利用微带天线实现圆极化设计时，频带宽度会更窄，增益也较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有微带天线频带窄、增益低的问题，从而提供基于人工磁导体的宽带圆极化微带天线。

本发明所述的基于人工磁导体的宽带圆极化微带天线，包括圆形微带贴片1、天线介质板2、阵列式金属贴片3、高阻抗表面介质板4、金属地板5和同轴电缆6；

圆形微带贴片1、天线介质板2、阵列式金属贴片3、高阻抗表面介质板4和金属地板5由上至下依次紧贴排布，同轴电缆6依次穿过金属地板5、高阻抗表面介质板4、阵列式金属贴片3、天线介质板2和圆形微带贴片1进行馈电。

优选的是，圆形微带贴片1设有C形缝隙，C形缝隙与圆形微带贴片1同心。

优选的是，圆形微带贴片1的直径φ为9.7mm，C形缝隙的内半径r1为3mm，外半径r₂为4mm，C形缝隙的圆弧角度θ为220°。

优选的是，C形缝隙的起始边与圆形微带贴片1的馈电点1-1中心、圆形微带贴片1的中心位于同一直线。

优选的是，馈电点1-1中心与圆形微带贴片1中心的距离为1.6mm。

优选的是，天线介质板2的厚度为2mm，相对介电常数为2.2。

优选的是，阵列式金属贴片3采用正八边形金属贴片单元阵列形成。

优选的是，正八边形金属贴片单元的长度和宽度均为3.6mm，相邻2个金属贴片单元间的缝隙宽度为1.1mm。

优选的是，高阻抗表面介质板4的厚度为1mm，介电常数为4.3。

本发明中，阵列式金属贴片3和高阻抗表面介质板4形成人工磁导体表面，当把普通微带天线的导体平面换成人工磁导体表面时，可以解决现有微带天线频带窄、增益低的问题。当人工磁导体作为反射面时，反射场与入射场可以实现同相叠加，使天线与反射面的距离可以设计在一个很小的范围内，并且可以增大天线的增益；另一方面，人工磁导体的高阻抗表面特性能够降低天线的后瓣辐射，这样就可以提高天线的前后比。在某特定频带内，高阻抗表面能够在小尺寸的条件下实现入射波的同相位反射，形成人工磁导体，使之接近于理想磁导体的性质。本发明可以实现宽带、高增益的圆极化辐射。

附图说明

图1是基于人工磁导体的宽带圆极化微带天线各部分离散开的结构示意图；

图2是圆形微带贴片的结构示意图；

图3是人工磁导体表面的结构示意图；

图4是仿真得到的天线的反射系数参数曲线图；

图5是仿真得到的天线的方向图；a)为垂直极化方向图，b)为水平极化方向图；

图6是仿真得到的天线的增益曲线图；