[發明專利]一種低不圓度的超表面寬帶全向天線

有效

• 申請號: 202310444140.7
• 申請日: 2023-04-24
• 公開（公告）號: CN116154469B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉思豪;楊心妍;冉春霖;劉賢峰;趙志欽
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q15/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于天線技術領域，涉及超表面天線，具體提供一種低不圓度的超表面寬帶全向天線，用以解決現有超表面寬帶全向天線存在的不圓度較大的問題。本發明采用旋轉角度更小的正六邊形貼片拼接方式，優化了傳統正方形貼片拼接方式存在的旋轉對稱性差的問題，使得天線在水平方向上具有更低的不圓度；采用超表面與單極子組合的方式，解決了全向單極子天線存在的帶寬窄剖面高的問題，拓寬了天線的帶寬；通過在地板引入弧形縫隙，將上翹的最大輻射方向調整至水平方向；最終使得本發明中全向天線具有帶寬寬、剖面低、不圓度低以及最大輻射方向為水平方向的優點，能夠滿足無線通信系統的寬帶全向覆蓋需求。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及超表面天線，具體提供一種低不圓度的超表面寬帶全向天線。

背景技術

無線通信系統對于寬帶全向覆蓋具有很大的需求，為了實現寬帶全向覆蓋，則要求系統中天線為寬帶全向天線。最典型的全向天線為單極子天線，然而單極子天線存在帶寬窄、剖面高等問題。針對該問題，公開號為CN111740213A的專利文獻中公開了一種基于超表面的寬帶全向天線，具有寬帶低剖面的特性；但是，由于其采用了正方形貼片作為超表面的單位，呈現旋轉角為90°的旋轉對稱形狀，使其在水平方向上的旋轉角度過大，導致天線水平面方向圖的不圓度較大。

發明內容

本發明目的在于針對現有超表面寬帶全向天線存在的不圓度較大的問題，提出一種低不圓度的超表面寬帶全向天線，具有帶寬寬、剖面低、最大輻射方向為水平方向以及不圓度低的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種低不圓度的超表面寬帶全向天線，包括：從下往上依次層疊設置的接地金屬板5、下層介質基板4、中間金屬板3、上層介質基板2與超表面結構1，以及饋電金屬柱6；其中，

所述下層介質基板4與上層介質基板2均采用相同尺寸的圓形結構；

所述超表面結構由一個中心正六邊形貼片101、六個外圍正六邊形貼片102與六個切角正六邊形貼片103構成；中心正六邊形貼片101位于中心位置，六個外圍正六邊形貼片102圍繞中心正六邊形貼片101設置，且共同構成蜂巢結構；相鄰外圍正六邊形貼片102之間分別設置切角正六邊形貼片103，且切角正六邊形貼片103的外邊緣與蜂巢結構的外接圓重合；中心正六邊形貼片101的中心位置開設上層正六邊形窗口，且上層正六邊形窗口與中心正六邊形貼片的邊相互平行；外圍正六邊形貼片102上開設矩形貼片縫隙，矩形貼片縫隙由外圍正六邊形貼片的外邊緣中間位置指向中心正六邊形貼片的中心；

所述中間金屬板3開設有一個圓形饋電縫隙301、六個矩形耦合縫隙302、六個內圓弧縫隙303與六個外圓弧縫隙304；圓形饋電縫隙301位于中心位置，六個矩形耦合縫隙302圍繞圓形饋電縫隙301設置，矩形耦合縫隙302位于外圍正六邊形貼片102的正下方且垂直于矩形貼片縫隙；內圓弧縫隙303與外圓弧縫隙304依次設置于矩形耦合縫隙302的外側，且三者中心位于上層介質基板2的同一半徑線上，內圓弧縫隙303與外圓弧縫隙304的圓心均與上層介質基板2的中心重合；

所述接地金屬板5呈圓形結構，其中心位置開設下層圓形窗口501，其邊緣位置通過若干個金屬短路柱502與中間金屬板3相連；金屬短路柱502貫穿下層介質基板4，且等間隔排列；

所述饋電金屬柱6位于天線中心位置，其下端與同軸饋電接頭的內導體相連，并穿過下層圓形窗口501、下層介質基板4、圓形饋電縫隙301、上層介質基板2與上層正六邊形窗口向上層介質基板2上表面垂直延伸。