本发明专利技术涉及通信技术领域，具体公开了一种磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，包括天线辐射单元，设置于天线辐射单元下方以反射天线辐射单元辐射电磁波的反射板，设置于连通所述天线辐射单元和所述反射板之间的短路支柱结构及设置于天线辐射单元和反射板之间以削弱两者之间电磁互耦的磁介质。本发明专利技术通过在天线辐射单元和反射板之间设置磁介质来削弱两者之间的电磁互耦，从而实现降低天线剖面的效果；并且通过加载磁介质可以提升低剖面天线阻抗匹配带宽、增益及效率，结合天线的结构设计，实现了在部分特定区域加载磁介质提升天线性能的目的。本发明专利技术具有结构新颖，易加工，剖面低，频带宽，增益高，效率高，隔离度高，辐射方向图稳定等优点。图稳定等优点。图稳定等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种磁介质加载的低剖面宽带双极化天线
[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及一种磁介质加载的低剖面宽带双极化天线。
技术介绍
[0002]双极化天线被广泛应用于无线通信系统、雷达、电子战领域，因为它能有效地提高信道容量，缓解多径衰落问题。此外，通过调控两个线极化输入信号的相位，双极化天线可以合成左旋圆极化波或右旋圆极化波，提高抗干扰能力。在实际应用中，双极化天线常常安装于金属导体或者地面等导电载体上，这些导电载体会影响天线的工作带宽及辐射增益等性能，传统的解决办法是将天线与导电载体分隔一段距离，通常要求这段距离大于天线最低工作频率在自由空间中所对应波长的四分之一倍。因为天线的频率与天线的波长成反比的关系，在一些频率较低的频段，天线往往会在导电载体上架设的很高。例如当天线工作于30 MHz时，自由空间的波长为10米，天线架设高度（剖面）约为2.5米，如此高的剖面会带来易受环境影响、隐蔽性低、机动性差、易损坏、安装复杂、制作安装成本高等问题。
[0003]随着无线通信技术的发展，通信设备可实现功能日益增多，设备的复杂度不断增加，因此天线器件的小型化、低剖面、隐蔽化是一个重要的发展方向，其在机载、车载、舰载及弹载共形通信系统、无线通信基站及隐蔽化雷达系统等领域中具有重要应用潜力。此外，在各种应用场景中，除了对天线低剖面小型化的要求外，还要求天线具有频带宽、增益高、效率高、隔离度高、辐射方向图稳定等性能，以提升无线系统的通信能力。
[0004]因此，低剖面宽带高性能天线的实现具有一定的挑战性，同时具有非常重要的实用价值，在低剖面天线的设计中，微带天线因其剖面低、成本低、易加工等特点而受到广泛关注，但是其带宽较窄（相对带宽小于10%）。超材料是一种周期性排布金属单元结构，其在一定频率范围具有同相反射相位，可用于低剖面天线设计中，在降低天线剖面的同时保障天线的增益，但是存在尺寸大、频带窄、加工复杂等问题。
技术实现思路
[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，包括天线辐射单元；设置于所述天线辐射单元下方以反射天线辐射单元辐射电磁波的反射板；设置于连通所述天线辐射单元和所述反射板之间的短路支柱结构；及设置于所述天线辐射单元和所述反射板之间以削弱两者之间的电磁互耦效应的磁介质。
[0007]优选的，所述天线辐射单元包括介质基板、以及对称设置在所述介质基板下表面且结构相同的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元；所述第一辐射单元和第二辐射单元相互对称组成第一天线结构；
所述第三辐射单元和第四辐射单元相互对称组成第二天线结构；所述第一天线结构与第二天线结构呈
±
45
°
正交。
[0008]优选的，所述介质基板上表面还设置有用于给第一天线结构馈电的第一馈电单元以及用于给第二天线结构馈电的第二馈电单元；所述第一馈电单元包括依次相连的第一分叉部分、第一延伸部分和第二延伸部分；所述第二馈电单元包括依次相连的第二分叉部分和第三延伸部分；所述第一分叉部分用于耦合激励第一辐射单元，所述第二分叉部分用于耦合激励第三辐射单元。
[0009]优选的，所述第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元上分别开设有结构相同且对称的第一缝隙槽、第二缝隙槽、第三缝隙槽和第四缝隙槽。
[0010]优选的，所述介质基板开设有第一开孔、第二开孔、第三开孔和第四开孔，所述介质基板的下表面还设置有连接单元；所述连接单元的一端通过第一探针穿过介质基板上的第一开孔后与第一延伸部分相连，另一端通过第二探针穿过介质基板上的第二开孔后与第二延伸部分相连。
[0011]优选的，所述第二辐射单元与第一同轴线的外导体电性连接，其内导体穿过介质基板上的第三开孔后与第二延伸部分电性连接；所述第四辐射单元与第二同轴线的外导体电性连接，其内导体穿过介质基板上的第四开孔后与第三延伸部分电性连接。
[0012]优选的，所述磁介质的面积大于、等于或小于反射板面积;磁介质的位置可以设置在反射板上，也可以设置在天线辐射单元和反射板之间一定空间处；磁介质的厚度可以等于或小于辐射单元和反射板之间的间隙。
[0013]优选的，所述磁介质的材料类型是无机类磁性材料、有机类磁性材料、复合磁性材料中的一种或多种。
[0014]优选的，所述天线辐射单元与所述反射板之间的距离小于0.1 λ，其中λ为天线工作最低频率在自由空间中的波长。
[0015]优选的，所述反射板为导电载体。
[0016]本专利技术的有益效果是：1）本专利技术通过在天线辐射单元和反射板之间设置磁介质来削弱两者之间的电磁互耦效应，从而实现降低天线剖面的效果；并且通过加载磁介质可以提升低剖面天线阻抗匹配带宽、增益及效率，结合天线的结构设计，实现了在部分特定区域加载磁介质提升天线性能的目的；2）本专利技术通过在介质基板上表面放置两个馈电单元，不仅能够很方便的用于调节阻抗匹配，而且与四个辐射单元一起协同作用辐射电磁波，实现了稳定的天线方向图带宽；3）本专利技术利用短路支柱结构连通天线辐射单元和反射板，能够提升天线的阻抗匹配性能，并且扩展天线的应用带宽，与此同时起到支撑天线整体结构的作用，构建低剖面高性能天线。
附图说明
[0017]图1是辐射单元为七边形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意
图；图2是辐射单元为领结形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图3是辐射单元为子弹形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图4是辐射单元为椭圆形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图5是馈电单元为Y形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图6是馈电单元为叉子形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图7是馈电单元为T形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图8是磁介质为四边形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图9是磁介质为多边形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图10是磁介质为圆形结构的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图11是磁介质在反射板上的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图12是磁介质悬空设置的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图13是磁介质高度等于辐射单元和反射板间隙的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图14是磁介质高度小于辐射单元和反射板间隙的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图15是磁介质面积大于反射板面积的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图16是磁介质面积等于反射板面积的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图17是磁介质面积小于反射板面积的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线结构示意图；图18是短路支柱结构为L形柱结构的磁介质加载的低剖面宽带双本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，其特征在于，包括天线辐射单元(1)；设置于所述天线辐射单元(1)下方以反射天线辐射单元(1)辐射电磁波的反射板(2)；设置于连通所述天线辐射单元(1)和所述反射板(2)之间的短路支柱结构(3)；及设置于所述天线辐射单元(1)和所述反射板(2)之间以削弱两者之间的电磁互耦效应的磁介质(4)。2.根据权利要求1所述的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，其特征在于：所述天线辐射单元(1)包括介质基板(101)、以及对称设置在所述介质基板(101)下表面且结构相同的第一辐射单元(102)、第二辐射单元(103)、第三辐射单元(104)和第四辐射单元(105)；所述第一辐射单元(102)和第二辐射单元(103)相互对称组成第一天线结构(106)；所述第三辐射单元(104)和第四辐射单元(105)相互对称组成第二天线结构(107)；所述第一天线结构与第二天线结构呈
±
45
°
正交。3.根据权利要求2所述的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，其特征在于：所述介质基板(101)上表面还设置有用于给第一天线结构(106)馈电的第一馈电单元(108)以及用于给第二天线结构(107)馈电的第二馈电单元(112)；所述第一馈电单元(108)包括依次相连的第一分叉部分(109)、第一延伸部分(110)和第二延伸部分(111)；所述第二馈电单元(112)包括依次相连的第二分叉部分(113)和第三延伸部分(114)；所述第一分叉部分(109)用于耦合激励第一辐射单元(102)，所述第二分叉部分(113)用于耦合激励第三辐射单元(104)。4.根据权利要求2所述的磁介质加载的低剖面宽带双极化天线，其特征在于：所述第一辐射单元(102)、第二辐射单元(103)、第三辐射单元(104)和第四辐射单元(105)上分别开设有结构相同且对称的第一缝隙槽(124)、第二缝隙槽(125)、...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宗良，贾淑越，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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