[实用新型]一种基于AMC超表面的低剖面天线

说明书

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于AMC超表面的低剖面天线，包括偶极子天线和AMC超表面反射板，偶极子天线包括介质板、正面领结形金属贴片和背面领结形金属贴片，正面领结形金属贴片设置在介质板的上表面，背面领结形金属贴片设置在介质板的下表面，正面领结形金属贴片和背面领结形金属贴片相互正交。本实用新型降低了整个天线剖面高度，同时增加了天线增益，拓展了带宽。

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于AMC超表面的低剖面天线。

背景技术

天线作为无线通信系统的重要组成部分，是将导线中的电信号转变为电磁信号向空间传播。它是波源与空间的匹配元器件，是有线和无线通信的重要桥梁纽带，是通信、遥测、雷达、导航等各种无线电应用中不可或缺的设备。天线的小型化研究与设计一直都是天线领域非常重要的热点。早期的天线由于工作频段较低，整体尺寸较大，天线的运输与架设极为困难。随着天线在车辆、飞机、舰船等移动物体上被广泛应用，笨重而庞大的天线很显然不能再满足应用的需求，小型化的天线因此受到了广泛的关注。

众所周知，移动通信网络主要由移动业务交换中心、基站、移动台和中继等部分组成。其中，基站天线是通信网络的感知器官，是基站和服务区域内终端网络的无线传输部件，具有极为重要的地位，对网络的整体性能影响很大。但为了节约站址资源，各大运营商的基站天线往往被要求安装在同一个铁塔上；另外，人口密集的小区为了美观和隐蔽，也要求基站天线体积小。因此设计一款小尺寸、高性能的基站天线对提升空间利用率、美化环境，降低人的感知，提高无线网覆盖质量至关重要。

一般情况下，小型化基站天线的研究主要从纵向和横向两个方面考虑，即从纵向实现低剖面高度，从横向减小辐射单元面积。实现低剖面高度的方法有利用高介电常数的介质基板、采用折叠技术，加载技术等，但这些都或多或少的增加的结构复杂度，变相增加了制备成本。

超表面由于其独特的电磁特性，逐渐被用于颠覆性地改造微波器件及天线设计。总所周知，传统的金属地板(PEC)对电磁波反射的相位为Φ＝180°(即反相)，为了保证电磁波能在辐射方向同相位叠加，往往需要把天线放置在距离地板四分之一波长(λ/4)的距离，这在低频情况下会导致很大的剖面高度。

西北工业大学申请号为201610136135.X的专利中提出了一种适用于4G LTE通信的低剖面偶极子天线，其将传统的偶极子天线进行变形，偶极子部分类似于Vivadi天线的辐射形式，在天线与金属背腔之间增加了一块频率选择性表面反射板，使天线增益显著提高，但其结构和馈电方式较为复杂；申请号为202010178031.1的专利中提出了一种基于极化相关超表面结构的宽带低剖面天线，通过合理优化其超表面单元结构排布，实现了具有多谐振特性的超表面辐射结构，实现了宽带且平稳高增益的性能要求；申请号为200720037083.7的专利中提出了一种两侧翻遍的低剖面天线单元，解决了低剖面天线单元之间隔离度不高，前后比较差的问题，但其依旧采用传统的金属地(PEC)作为反射板，没有克服工作在低频时天线整体高度过大的问题。

因此，设计低剖面高度、宽工作频带、结构简单，工艺成熟的基站天线是通信领域的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于AMC超表面的低剖面天线，降低了整个天线剖面高度，同时增加了天线增益，拓展带宽。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：一种基于AMC超表面的低剖面天线，包括偶极子天线和AMC超表面反射板，偶极子天线包括介质板、正面领结形金属贴片和背面领结形金属贴片，正面领结形金属贴片设置在介质板的上表面，背面领结形金属贴片设置在介质板的下表面，正面领结形金属贴片和背面领结形金属贴片相互正交；AMC超表面反射板包括第三金属贴片、介质基板和金属背板，介质基板正面印有周期性排列的第三金属贴片，金属背板位于介质基板的下方。

作为本实用新型的优化方案，偶极子天线还包括圆环状金属贴片，圆环状金属贴片设置在介质板的上表面，圆环状金属贴片设置在正面领结形金属贴片的外周。