[發(fā)明專利]一種磁電偶極子天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310174311.9
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116581537A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮立營;張超群
• 申請（專利權(quán)）人: 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)（中國職業(yè)培訓(xùn)指導(dǎo)教師進修中心）
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q9/16
• 代理公司: 天津市尚文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12222
• 代理人: 徐楊陽

本申請?zhí)峁┮环N磁電偶極子天線，包括：反射器、磁電偶極子輻射器、饋電探針和磁電偶極子引向器；所述反射器設(shè)置在平面底板上，包圍所述饋電探針、磁電偶極子輻射器和磁電偶極子引向器；所述磁電偶極子輻射器垂直固定在所述底板上；所述饋電探針設(shè)置在所述磁電偶極子輻射器中間；所述磁電偶極子引向器包括第二金屬板，每個所述第二金屬板的上邊緣焊接有朝向外側(cè)的第二金屬片，所述第二金屬片與所述第一金屬片通過絕緣柱固定。通過本申請所述方法，可有效提高單個磁電偶極子天線的增益，同時在較寬的頻帶范圍內(nèi)有效提高天線增益的同時不會使其平坦度變差。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及天線領(lǐng)域，尤其涉及一種磁電偶極子天線。

背景技術(shù)

天線是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的一個重要組成部分，而隨著社會通信技術(shù)的發(fā)展人們對于天線的要求也相應(yīng)地越來越高。特別是在5G通信系統(tǒng)大放異彩的當今社會，傳統(tǒng)的貼片天線或其他天線等都存在著或多或少的不足。

文獻“K.M.LukandH.Wong,Acomplementarywidebandantenna,U.S.PatentNo.11/373,518,Mar.10,2006”中提出一種磁電偶極子天線，該天線是由一對垂直金屬板和它們之間的底面組成磁偶極子，一對與垂直金屬板上端相連的水平金屬板充當電偶極子，從而實現(xiàn)了磁電偶極子的結(jié)合。

請參照圖1所示，上述天線中電偶極子的方向圖在E面呈“8”型，而在H面呈“O”型。磁偶極子天線的方向圖則正好相反，其E面方向圖剖面呈現(xiàn)“O”型，而在H面呈現(xiàn)出“8”型。

這種截然相反的方向圖為磁電偶極子的相互結(jié)合打下了理論基礎(chǔ)。磁偶極子天線與磁電偶極子天線的E面和H面的方向圖剛好互補，這就會引起天線的前向輻射增強且后向輻射減弱，從而實現(xiàn)了天線的高前后比。此外，由于兩個面的方向圖形狀的截然相反，使得互補天線在E面和H面的方向圖形狀相同，這就是磁電偶極子天線具有穩(wěn)定的輻射圖的原因。

現(xiàn)有的技術(shù)中，磁電偶極子的增益一般位于6-8dBi之間，這在目前要求的5G通信系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)勢并不明顯。此外，在后續(xù)的磁電偶極子天線的改進工作中大都集中在降低天線的剖面以及提升帶寬等，對于天線的增益的改善效果并不明顯。

傳統(tǒng)的組成陣列的方法可以顯著提高天線增益，但這需要復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò)，這會帶來較高的功率損耗。因此，提升單個磁電偶極子天線的增益具有較為重要的現(xiàn)實意義。基于此，在磁電偶極子天線的上方加載一個矩形的電偶極子引向器以形成準八木天線的工作模式，這借鑒了八木天線引向器的思想。

文獻“J.Tao,Q.FengandT.Liu,Dual-widebandmagneto-electricdipoleantennawit?hdirectorloaded,inIEEEAntennasWirelessPropag.Lett.,vol.17,no.10,pp.1885-1889,Oct.2018.”中提出一種技術(shù)，通過在傳統(tǒng)磁電偶極子天線中增加了一對水平金屬板，使天線實現(xiàn)了雙頻帶通信。此外，該天線上方hd＝13mm處還加載了長寬分別為ld＝30mm,wd＝6mm的金屬矩形水平板作為電偶極子以充當引向器，使得該天線可以作為準八木天線工作。該電偶極子引向器的加載在頻率較高的頻帶處提高了天線的增益大約2dB，但這對于天線增益的提升往往只能集中在某一較窄頻率范圍內(nèi)，而對于下頻帶帶寬內(nèi)增益提升效果不明顯。