[发明专利]一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线

说明书

本发明涉及一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线，属于天线技术领域。从上而下包括：顶部金属板，磁电偶极子辐射结构，侧面金属壁，方形金属地板，集成式馈电结构，同轴巴伦和射频接口。天线采用全新的全金属天线辐射结构和集成了3dB功分器、90°移相器的馈电结构。天线工作带宽达到了87.9％(0.74GHz～1.90GHz)。在此频段范围内，天线的反射系数均小于‑10dB，轴比均小于3dB，E面半功率波束宽度达到121°至182°和H面半功率波束宽度达到113°至201°，增益达到3.8dBi至4.8dBi。天线辐射结构采用全金属材料，降低成本，提高稳定性。与传统圆极化磁电偶极子天线设计相比，该天线设计具有成本低、频带宽、增益稳定以及波束宽度大等优点。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线。

背景技术

天线是任何无线电通信系统都离不开的重要前端器件，用于辐射和接收电磁波，实现电磁波与导行波的互相转换。随着无线通信技术的快速发展，天线作为无线通信系统不可或缺的部分也得到了相应发展。而不同无线通信系统所需的天线性能也不尽相同。其中，通信卫星信号需要覆盖尽可能大的范围，车辆雷达需要足够的波束宽度扫描周围的环境，共用移动通信基站也需要提高用户覆盖率，像这样需要大范围接收信号的系统，其接收天线往往需要很宽的波束宽度以及较宽的天线带宽。

磁电偶极子天线基于互补原理被提出，在工作频带内具有稳定的增益，具有低交叉极化，辐射方向图对称等特性。它结合了磁偶极子在E面有宽波束宽度以及电偶极子在H面有宽波束宽度的特点，使得配置正确的磁电偶极子天线可以在E面和H面都有较宽的波束宽度。圆极化天线由于其可以接收任意方向的线极化波，对位置信息不敏感，抑制多径干扰，降低极端天气影响等特性，在无线通信系统中被广泛应用，是磁电偶极子天线的研究热点之一。

然而目前圆极化磁电偶极子天线存在轴比带宽和波束宽度偏低的问题，实际使用存在局限。为了提高圆极化磁电偶极子天线的辐射性能，增加适用场景，本发明提供一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线。

发明内容

由此，本发明的目的在于提供一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线，采用全新的全金属天线辐射结构和集成了3dB功率分配器和90°移相器的馈电结构，其中馈电结构将输入信号分成相差90°的两路输出信号给天线辐射结构实现馈电，提高天线的轴比带宽和波束宽度，扩大适用场景。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案：

一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线，其特征从上而下包括：

顶部金属板，用于阻抗匹配，提高天线的阻抗带宽；

磁电偶极子辐射结构，由两对方形金属板组成的电偶极子辐射结构和两对L形金属板组成的磁偶极子辐射结构构成，用于辐射电磁波；

侧面金属壁，用于抑制侧向辐射，展宽波束宽度；

方形金属地板，用于抑制天线后向辐射，并承载天线的集成式馈电结构；

集成式馈电结构，由3dB等分微带功率分配器和90°微带移相器构成，用于将输入信号分成相差90°的两路输出信号给天线辐射结构实现馈电；

同轴巴伦，用于完成阻抗变换以及不平衡的传输线到平衡的磁电偶极子天线的转换；

射频接口，用于馈入射频能量。

进一步，所述顶部金属板(5)为方形金属片并设置在磁电偶极子辐射结构之上。