[发明专利]基于人工表面等离子激元的高增益端射圆极化天线

说明书

本发明提供一种基于人工表面等离子激元的高增益端射圆极化天线，包括介质基板和微带线，微带线设于介质基板的上表面，还包括包边金属覆层和磁引向器，介质基板的上表面设有上金属传输线、上电偶极子和上电引向器，包边金属覆层环绕介质基板，包边金属覆层的顶端一侧连接微带线，包边金属覆层的顶端另一侧形成磁偶极子并连接上金属传输线，上金属传输线的两侧分别设有磁引向器，介质基板的下表面设有下金属传输线、下电偶极子和下电引向器，上金属传输线和下金属传输线分别采用人工表面等离子激元传输线；能使得端射圆极化天线的增益获得显著提高，解决了端射天线应用时圆极化增益较低的问题，且辐射定向性良好。

技术领域

本发明涉及一种基于人工表面等离子激元的高增益端射圆极化天线，属于微波天线领域。

背景技术

无线通信的研究尤其是对于国防军工领域，对电磁波衰减的要求越来越严格，而圆极化波抗衰减能力较强，所以大量采用圆极化天线作为通信的载体，而边射的圆极化天线增益较端射低，因此端射圆极化天线具有很高的研究价值。

通信信号的强度用天线的增益来衡量，即使端射天线已经具有相当高的增益，但是追求更高的增益是非常有必要的，这对于远距离传输意义重大，所以对端射天线的增益研究也越来越多。

近年来，对端射高增益天线和端射圆极化天线的研究愈发增加，但是很少出现关于端射圆极化天线增益提高的研究，而这部分的需求通过上述分析可以看到是很明显的，所以在端射圆极化的基础上研究增益的提高是具有价值的。

上述问题是在高增益端射圆极化天线的设计与研发过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人工表面等离子激元的高增益端射圆极化天线，能使得端射圆极化天线的增益获得显著提高，解决现有技术中存在的端射天线应用时圆极化增益较低的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于人工表面等离子激元的高增益端射圆极化天线，包括介质基板和微带线，微带线设于介质基板的上表面，还包括包边金属覆层和磁引向器，介质基板的上表面设有上金属传输线、上电偶极子和上电引向器，包边金属覆层环绕介质基板，包边金属覆层的顶端一侧连接微带线，包边金属覆层的顶端另一侧形成磁偶极子并连接上金属传输线，上金属传输线设于包边金属覆层和上电引向器间，上金属传输线的侧部设有上电偶极子，上金属传输线的两侧分别设有磁引向器，介质基板的下表面设有下金属传输线、下电偶极子和下电引向器，下金属传输线设于包边金属覆层和下电引向器间，下金属传输线的侧部设有下电偶极子，上金属传输线和下金属传输线分别采用人工表面等离子激元传输线。

进一步地，上金属传输线和下金属传输线分别设有方向相反的周期性缺口。

进一步地，上电偶极子与上金属传输线的周期性缺口分别设于上金属传输线的两侧，下电偶极子与下金属传输线的周期性缺口分别设于下金属传输线的两侧。

进一步地，磁引向器包括若干金属条带结构，金属条带结构采用金属化通孔相连的周期性结构。

进一步地，金属条带结构包括若干排列设置的金属条带单元，金属条带单元包括上金属条带、下金属条带和金属化通孔，上金属条带设于介质基板的上表面，下金属条带设于介质基板的下表面，金属化通孔分别连接上金属条带和下金属条带。

进一步地，磁引向器的多个金属条带结构由近包边金属覆层侧向远包边金属覆层侧平行设置，且近包边金属覆层侧的金属条带结构的金属条带单元的数量大于远包边金属覆层侧的金属条带结构的金属条带单元的数量。

进一步地，上金属条带和下金属条带的短边朝向均为端射方向，上金属条带的长边与上金属传输线平行设置，下金属条带的长边与下金属传输线平行设置。

进一步地，下金属传输线连接包边金属覆层的底端一侧，包边金属覆层的底端另一侧延伸至介质基板的下表面端部。