[发明专利]一种宽带圆极化毫米波天线

说明书

本发明公开了宽带圆极化毫米波天线，将磁电偶极天线作为线极化天线源，满足宽阻抗带宽以及增益稳定的特点，再利用偏振器增加增益，同时实现圆极化。该设计不需要复杂的馈电网络，降低了设计难度，提高了效率，并具有较宽的轴向比带宽。本发明包括偏振器1及磁电偶极天线2；所述偏振器1由多层偏振层组成，其中每层由间隔设置的光栅介质11及空气板12组成；相邻两层所述偏振层满足：光栅介质11和空气板12为长方体结构，光栅介质11的长度小于空气板12的长度，位于下层的光栅介质11的右上角与位于上层的光栅介质11的左上角相连；沿所述光栅介质11的高度方向，所述磁电偶极天线2与所述偏振器1相距g，且依次通过矩形波导转SIW结构3及法兰供给天线。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种宽带圆极化毫米波天线。

背景技术

宽带圆极化毫米波天线是用于收发毫米波的无线电通信部件，随着5G技术的发展及普及，宽带圆极化毫米波天线技术作为其核心技术之一而越发受到重视。

如何提高天线增益及实现圆极化是宽带圆极化毫米波天线的重要发展方向，特别是还要在保证成本及体积较小的情况下。现有技术的宽带圆极化毫米波天线主要采用以下方式实现天线增益或圆极化：

1、利用天线阵提高天线增益：阵列天线是根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起组成的。阵列天线容易实现极窄波束，对于一定波束宽度的单元天线，都有使其获得最大排阵增益的排阵间距。由天线阵理论可知，适当调整阵元的结构、数目、排列方式以及整个阵的电流幅度和相位分布可以有效提高天线增益；但是这种方式存在需要使用复杂的馈电网络，增加了设计难度，损耗高，使得天线的效率很低，不适用于毫米波通信的缺陷；

2、利用透镜天线提高天线的增益：透镜天线设计用于准直自然界中向所需方向发散的入射能量。点源充当向光学透镜表面发射微波能量的馈电，透镜光学表面迫使辐射的球面波前变为准直波前。这可以防止不希望的能量扩散，从而提高天线的增益。在一般实践中，准直透镜是由具有有限介电常数值的介电材料制成的，但这些也可以使用在无线电频率下表现出小于单位折射率的材料来构建。透镜天线遵循互易定理，因此在发送端和接收端都可以使用；但是透镜天线的体积一般较大生产效率较低，制造难度相对较大，并且制造成本往往较高，不能适应大规模生产的需求；

3、利用对辐射元件的正交激励实现圆极化：亦即采用将一个线极化信号通过90度电桥分配成幅度相等、相位相差90度的两路信号，激励一个双线极化天线的两个正交极化的输入端，从而形成圆极化的辐射；这种实现圆极化的方式效果不错，但是存在需要特殊的馈电网络，实现起来复杂，带宽小，不适合宽带圆极化毫米波天线的缺陷。

因此，针对上述情况，如何改进现有的宽带圆极化毫米波天线，从而能够提高宽带圆极化毫米波天线的增益及实现圆极化，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明公开了一种宽带圆极化毫米波天线，将磁电偶极天线作为线极化天线源，利用偏振器增加增益，同时实现圆极化。该设计不需要复杂的馈电网络，降低了设计难度，提高了效率，并具有较宽的轴向比带宽。

本发明提供的宽带圆极化毫米波天线，包括偏振器1及磁电偶极天线2；

所述偏振器1由多层偏振层组成，其中每层由间隔设置的光栅介质11及空气板12组成；

相邻两层所述偏振层满足：光栅介质11和空气板12为长方体结构，光栅介质11的长度小于空气板12的长度，位于下层的光栅介质11的右上角与位于上层的光栅介质11的左上角相连；

沿所述光栅介质11的高度方向，所述磁电偶极天线2与所述偏振器1相距g，且依次通过矩形波导转SIW结构3及法兰供给天线。

优选的，

所述磁电偶极天线2由多层介电基板组成。

优选的，