[发明专利]一种宽带高增益微带磁偶极子天线

说明书

本发明公开了一种宽带高增益微带磁偶极子天线，包括金属平面以及设置在金属平面上的若干个金属腔体，金属腔体分为两层堆叠设置，位于下层的金属腔体上设有馈电结构。该宽带高增益微带磁偶极子天线由上层天线和下层天线组合而成，每层天线可看作一个基本的微带磁偶极子天线，两层天线堆叠在一起并且谐振在临近频率，从而扩展带宽，上下两层天线方向图相近，使其方向图同相叠加从而进一步天线的增大带宽和增益。另外上层天线由两个金属腔体构成，避免因为由单个金属腔体构成使得等效磁流过长，导致高阶模的产生使得天线带宽下降的问题。三个金属腔体采用一致的尺寸大小使得天线方便加工制作，满足实际应用。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种宽带高增益微带磁偶极子天线。

背景技术

随着无线通信技术的发展，现代无线通信要求随时随地的无线接入以及大容量高速率的数据传输，产生如蓝牙、WLAN等通信技术。天线作为无线通信系统中的一个重要部件，在技术发展的过程中对带宽的要求越来越高，工作在宽带甚至是超宽带天线是发展的热点和重要方向。

微带天线因有着制作工艺简单、容易和载体共型等优点而被广泛应用。微带天线可看作是一个谐振腔，在其谐振频率附近即工作频段内有较高的值，并且微带天线能够通过不同设计的微带元，调整最大辐射方向在边射和端射范围内。但是和其他天线相比，微带天线也有如下一些缺点：一是相对带宽较窄，特别是谐振式微带天线；二是损耗较大，因此效率较低；再者介质基片对性能影响大。

微带磁偶极子天线首次被提出用于设计低剖面垂直极化八木天线阵，它们提供了一种类似于电偶极子的全向辐射模式，可用于设计全向圆极化天线。但大部分的磁电偶极子在扩展成阵列天线时，其带宽往往都会明显变窄，而具有较宽带宽的改进结构往往使其结构复杂化。

发明内容

本发明为解决由于现有的微带天线相对带宽较窄小、结构复杂的问题，提供了一种宽带高增益微带磁偶极子天线。

为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：

一种宽带高增益微带磁偶极子天线，包括金属平面以及设置在所述金属平面上的若干个金属腔体，所述金属腔体分为两层堆叠设置，位于下层的金属腔体上设有馈电结构。

优选的，所述金属腔体包括第一金属腔体、第二金属腔体和第三金属腔体，其中第二金属腔体、第三金属腔体位于上层设置，第一金属腔体位于下层设置。在本优选方案中，宽带高增益微带磁偶极子天线由上层天线和下层天线组合而成，上层天线由第二金属腔体、第三金属腔体构成，避免因为由单个金属腔体构成使得等效磁流过长，导致高阶模的产生而使得带宽下降；上下两层天线的堆叠设置使天线的带宽得到扩展。

优选的，所述第一金属腔体、第二金属腔体和第三金属腔体均为长方形金属腔体。

优选的，所述第一金属腔体、第二金属腔体和第三金属腔体的尺寸一致。在本优选方案中，各金属腔体的尺寸一致，使得天线方便加工制作，满足实际应用。

优选的，所述第一金属腔体、第二金属腔体和第三金属腔体的尺寸均为长50mm，宽8.5mm，高2mm。

优选的，所述第二金属腔体的一半部分堆叠于第一金属腔体的一半部分上，所述第三金属腔体的一半部分堆叠于第一金属腔体的另一半部分上，所述第二金属腔体的一端面与所述第三金属腔体的一端面紧密连接。在本优选方案中，通过第二金属腔体、第三金属腔体以及第一金属腔体堆叠形成上下两层天线并且谐振在临近频率，从而扩展带宽；同时由于此组合形式下天线结构的对称性，其方向图也呈现出很好的对称性，上下两层天线方向图相近，使其方向图同相叠加从而进一步天线的增大带宽和增益。

优选的，所述第一金属腔体、第二金属腔体和第三金属腔体均分别包括一非金属表面。

优选的，所述第一金属腔体、第二金属腔体及第三金属腔体的非金属表面均位于同一侧设置。