[发明专利]一种宽波束宽带双极化的双层磁电偶极子天线

说明书

本发明公开了一种宽波束宽带双极化的双层磁电偶极子天线，属于通信技术领域，包括：双层电偶极子、磁偶极子、馈电结构以及异形反射腔；所述磁偶极子的上端与所述双层电偶极子连接，所述磁偶极子的下端与所述异形反射腔连接；所述馈电结构为一对正交放置的渐变式Γ型金属条进行耦合馈电。本发明对双层磁电偶极子天线的上层大振子结构和规则腔进行了改良和创新设计，最终实现了宽波束性能，解决了常规磁电偶极子天线波束宽度较窄，对于需要辐射范围为大角度覆盖的应用场景较为受限的问题。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种宽波束宽带双极化的双层磁电偶极子天线。

背景技术

微波射频技术的迅猛发展，使得移动通信、军事雷达和电子对抗等众多无线电系统的数量与日俱增，频谱资源也随之日趋紧张。为了在复杂的电磁环境中保证电子侦察、雷达探测等系统的准确性，需要天线具有较宽的波束宽度，并且为了保证通信系统的有效性及可靠性，常常也需要天线具有宽波束性能。

常规的磁电偶极子天线在E面和H面上的HPBW为70°左右，当磁电偶极子天线的反射地为金属腔时其辐射方向图的HPBW会更窄(一般在45°左右)。因此，对于需要辐射范围为大角度覆盖的应用场景，常规的磁电偶极子波束宽度远远不够，天线设计者们针对应用需求，对宽波束天线进行了大量的设计研究。

现有技术提出了一种H面宽波束双线极化磁电偶极子天线，由两个改进的Γ型馈电结构、四个V形结构、两对折叠电偶极子、四个垂直短路贴片及一个反射地组成，该天线通过折叠电偶极子壁与地面边缘固定的四个垂直壁引入额外的等效磁偶极子来拓宽了天线H面的波束宽度，该磁电偶极子天线在66.7％(VSWR1.5)的阻抗带宽内，两个极化面的H面HPBW最大分别为214.03°及212.16°。

现有技术中还提出了一种宽波束磁电偶极子天线，该磁电偶极子天线通过将地平面中间部分向上折叠并将垂直短路贴片和水平贴片分成三个部分对天线H面波束宽度进行了展宽，该宽波束磁电偶极子天线能够在VSWR2的41％的阻抗带宽内，实现H面的HPBW稳定在120°左右，具有良好的辐射特性，对称的单向辐射方向图、低交叉极化及低后瓣辐射。

综上，已有的磁电偶极子天线宽波束设计，在宽波束设计时大多仅对一个面的波束宽度进行了展宽。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种宽波束宽带双极化的双层磁电偶极子天线解决了常规磁电偶极子天线波束宽度较窄，对于需要辐射范围为大角度覆盖的应用场景较为受限的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种宽波束宽带双极化的双层磁电偶极子天线，包括：双层电偶极子、磁偶极子、馈电结构以及异形反射腔；

所述磁偶极子的上端与所述双层电偶极子连接，所述磁偶极子的下端与所述异形反射腔连接；所述馈电结构为一对正交放置的渐变式Γ型金属条进行耦合馈电。

本发明的有益效果是：本发明使用异形反射腔结构对天线波束宽度进行展宽，使得其波束覆盖范围增大；本发明采用双层电偶极子结构使得天线在高低频段具有不同的工作模式，且高频段较低频段多了一个工作模式，拓宽天线工作带宽，解决了常规磁电偶极子天线波束宽度较窄，对于需要辐射范围为大角度覆盖的应用场景较为受限的问题。

进一步地，所述双层电偶极子为双层结构，所述双层电偶极子包括上层大振子和下层小振子，其中，所述上层大振子为折叠空心结构。

上述进一步方案的有益效果是：本发明通过使用双层振子，与传统磁电偶极子天线相比，双层振子结构在高频工作频带引入了一个新的谐振模式，从而获得更宽的天线带宽，将上层大振子进行了折叠，增加了天线波束宽度，并且上层大振子为空心结构以减少对下层小振子的电磁遮挡。

再进一步地，所述磁偶极子为一对垂直矩形短路贴片，所述垂直矩形短路贴片的上端与所述双层电偶极子连接，所述垂直矩形短路贴片的下端与所述异形反射腔连接。