[发明专利]适用于5G基站的双极化宽带磁电偶极子天线单元及天线阵列

权利要求书

1.一种适用于5G基站的双极化宽带磁电偶极子天线单元，其特征在于，包括金属盒装反射结构(1)以及设置在金属盒装反射结构(1)中的磁电偶极子(2)和馈电结构(3)，金属盒装结构包括金属底板(11)，所述磁电偶极子(2)包括对称且间隔分布的多个磁电偶极单元，每个磁电偶极单元均包括上层介质基板(21)以及位于其下方且与所述金属底板(11)垂直连接的平行介质板，上层介质基板(21)为矩形结构，上层介质基板(21)表面的介质层上印刷有金属贴片以作为电偶极子(22)，平行介质板上设置有金属涂层，金属涂层以及金属底板(11)共同形成磁偶极子；所述馈电结构(3)包括设置在所述多个磁电偶极单元中部间隙处的一对正交布设的馈线(31)，每个馈线(31)的底部与穿过所述金属底板(11)布设的同轴线(34)连接；

所述金属盒装反射结构(1)还包括垂直设置在金属底板(11)周围的金属侧板(12)，当天线被激励时，金属底板(11)能反射电磁波并产生辐射，起到了定向作用和增加带宽的作用，而金属侧板(12)的设置则减少了电磁波的绕射作用；

所述每个电偶极子(22)上均开设有用于加大电流的流动途径的S形缝隙(25)，从而实现加大带宽的作用；且所述多个磁电偶极单元中的S形缝隙(25)相互对称设置；

所述磁电偶极单元中的平行介质板包括第一平行介质板(23)和第二平行介质板(24)，第一平行介质板(23)和第二平行介质板(24)端部相互垂直，相邻设置在上层介质基板(21)边缘的下方并均垂直于金属底板(11)，电偶极子(22)的边缘设置有齿轮/半圆型寄生结构和半圆形/矩形缝隙；其中，矩形缝隙设置在电偶极子临近第一平行介质板(23)、第二平行介质板(24)和上层介质基板(21)接触部分的边缘，半圆形缝隙和齿轮/半圆型寄生结构设置在电偶极子其余的两个边缘；

所述第一平行介质板(23)、第二平行介质板(24)的上部连接电偶极子(22)，底部连接金属底板(11)，使得金属涂层与金属底板(11)接触，构成短路状态；

所述上层介质基板(21)通过介质柱(26)固定在金属底板(11)的上方，介质柱(26)的上部与上层介质基板(21)表面的介质层接触，介质柱(26)的底部与金属底板(11)接触，介质柱(26)的高度符合3-5GHZ频带范围中心频点的四分之一波长；

所述一对正交布设的馈线(31)均为Γ形结构，设置在所述多个磁电偶极单元中部的十字间隙中；每个馈线(31)均包括竖直部分(32)以及垂直设置在竖直部分(32)顶部的水平部分(33)，其中一个馈线(31)的水平部分(33)位于另一个馈线(31)的水平部分(33)上方；

当天线被激励时，第一平行介质板(23)、第二平行介质板(24)上的上金属涂层被馈线(31)的竖直部分(32)耦合产生了电流，实现了磁偶极子效果，电偶极子(22)由馈线(31)的水平部分(33)耦合产生了电流，实现了电偶极子(22)效果，最终电偶极子(22)和磁偶极子互补实现正交电磁辐射；

所述馈线(31)的底部与同轴线(34)连接处为渐变式结构，沿靠近同轴线(34)的方向宽度逐渐减小，从而实现信号的连续传输。

2.一种天线阵列，其特征在于，所述天线阵列由多个根据权利要求1所述的天线单元构成。