本发明涉及天线，尤其涉及一种新型毫米波圆极化磁电偶极子天线。
背景技术：
1、毫米波通信作为未来5g/6g无线网络的关键技术之一，在过去的几十年里，由于其广阔的频谱，确保了无线系统中低延迟和高数据速率等优点，引起了人们的极大关注。此外，圆极化还能有效地抑制多径衰落，增加信道容量，为提高系统性能提供了有效途径。因此，圆极化毫米波天线作为无线系统的重要组成部分，在5g/6g通信中具有广阔的应用前景。
2、由平面电偶极子和垂直短贴片(磁偶极子)组成的磁电偶极子天线作为一种互补源天线，可以提供较宽的阻抗带宽和稳定的定向辐射，因此越来越受到人们的关注。磁电偶极子元件是一种互补源天线，以其宽的工作频带和优良的辐射特性而闻名。这引起了人们对使用它来设计相控阵的极大兴趣。然而，大多数相控阵工作在线性极化模式下。相比之下，圆极化天线具有减轻多径干扰和解决接收和发射天线之间极化不匹配等优点，这使得毫米波圆极化磁电偶极子对卫星通信应用更有吸引力。如公开号为cn112186339a的中国发明专利申请《一种宽频圆极化磁电偶极子天线》采用缝隙耦合的馈电方法，通过金属馈电条带将耦合信号通过矩形槽耦合至金属地板上方的金属贴片上，使得该天线在宽频工作带宽内具有较好的圆极化性能。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于如何进一步提高天线的圆极化性能。
2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，包括层叠排布的第一介质基板、金属层以及第二介质基板，所述第一介质基板上设有旋转对称的四个第一六边形贴片，所述第一六边形贴片与金属层之间通过金属柱连接，四个金属柱贯穿第一介质基板并围绕第一介质基板的中心呈90度旋转分布，所述四个第一六边形贴片外围设置四个第二六边形贴片，第二六边形贴片的切角与第一六边形贴片的切角相对设置，所述金属层上刻蚀交叉螺旋槽，所述交叉螺旋槽包括四段旋转对称的圆弧，每一条圆弧由其中一条圆弧绕金属层的中心旋转90度、180度、270度得到，所述第二介质基板内设置环形的微带馈线。
3、有益效果：四个第一六边形贴片组成2×2阵列，其中相对的第一六边形贴片两两构成一对磁耦极子，与相对的第一六边形贴片连接的金属柱两两构成一对电偶极子，采用交叉螺旋槽和环形的微带线结构对第一六边形贴片进行馈电，交叉螺旋槽的结构为四段依次间隔90度的圆弧，该缝隙能够提升天线轴比带宽，增强天线的圆极化性能，通过在第一六边形贴片的外围设置第二六边形贴片，能够抑制表面波，提升阻抗匹配，改善电流分布，提升天线的轴比带宽；辐射单元由旋转对称磁电偶极子、2×2阵列分布的第一六边形贴片、交叉螺旋槽和微带馈线组成，形成两种圆极化机制：分别为两对旋转对称的磁电偶极子由交叉螺旋槽耦合激励产生圆极化，四个第一六边形贴片由四个金属柱激励产生2×2切角圆极化阵列。
4、优选的，所述四个第一六边形贴片位于第一介质基板的上表面，四个第二六边形贴片位于第一介质基板上表面，所述金属层位于第一介质基板的下表面，所述微带馈线位于第二介质基板的下表面。
5、优选的，所述第一介质基板采用rogers 5880材料的介质基板，第二介质基板采用rogers5880材料的介质基板。
6、优选的，相对的第一六边形贴片两两构成一对磁偶极子，与相对的第一六边形贴片连接的金属柱两两构成一对电偶极子。
7、优选的，所述四个金属柱下方的一侧靠近交叉螺旋槽，分别与四段圆弧接触。
8、优选的，所述微带馈线包括环形微带线和直线微带线，环形微带线的中心位于第二介质基板的中心，具有270度的弧角，直线微带线的一端连接到环形微带线的90度弧形开口的一端。
9、优选的，所述直线微带线的另一端设置馈电端口，所述馈电端口位于第二介质基板的边缘，电磁能量从馈电端口耦合进入天线内部。
10、优选的，所述第一六边形贴片的尺寸为l1＝3.1mm，切角边长c1＝0.8mm，第二六边形贴片的尺寸为l2＝2.8mm，切角边长c2＝0.8mm。
11、优选的，所述四个金属柱包括第一金属柱、第二金属柱、第三金属柱、第四金属柱，第一金属柱、第三金属柱中心与第一介质基板中间之间水平距离为1.63mm，垂直距离为0.98mm，第二金属柱、第四金属柱中心与第一介质基板中间之间水平距离为0.98mm，垂直距离为1.63mm，所述圆弧的外径为2.6mm，内径为2mm。
12、优选的，所述磁偶极子和电偶极子构成旋转对称的磁电偶极子，两对旋转对称的磁电偶极子由交叉螺旋槽耦合激励产生圆极化，四个第一六边形贴片由四个金属柱激励产生2×2切角圆极化阵列。
13、本发明的优点在于：
14、(1)四个第一六边形贴片组成2×2阵列，其中相对的第一六边形贴片两两构成一对磁耦极子，与相对的第一六边形贴片连接的金属柱两两构成一对电偶极子，采用交叉螺旋槽和环形的微带线结构对第一六边形贴片进行馈电，交叉螺旋槽的结构为四段依次间隔90度的圆弧，该缝隙能够提升天线轴比带宽，增强天线的圆极化性能，通过在第一六边形贴片的外围设置第二六边形贴片，能够抑制表面波，提升阻抗匹配，改善电流分布，提升天线的轴比带宽；辐射单元由旋转对称磁电偶极子、2×2阵列分布的第一六边形贴片、交叉螺旋槽和微带馈线组成，形成两种圆极化机制：分别为两对旋转对称的磁电偶极子由交叉螺旋槽耦合激励产生圆极化，四个第一六边形贴片由四个金属柱激励产生2×2切角圆极化阵列。
15、(2)本发明天线在结构特性方面，具有结构紧凑、低剖面的特点，因此，它具有便于形成阵列结构，也便于加工制造和集成等优点，能够集成在各种终端设备，具有优良的性能。
1.一种新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：包括层叠排布的第一介质基板(1)、金属层(2)以及第二介质基板(3)，所述第一介质基板(1)上设有旋转对称的四个第一六边形贴片(4)，所述第一六边形贴片(4)与金属层(2)之间通过金属柱(5)连接，四个金属柱(5)贯穿第一介质基板(1)并围绕第一介质基板(1)的中心呈90度旋转分布，所述四个第一六边形贴片(4)外围设置四个第二六边形贴片(6)，第二六边形贴片(6)的切角与第一六边形贴片(4)的切角相对设置，所述金属层(2)上刻蚀交叉螺旋槽(21)，所述交叉螺旋槽(21)包括四段旋转对称的圆弧(211)，每一条圆弧由其中一条圆弧绕金属层(2)的中心旋转90度、180度、270度得到，所述第二介质基板(3)内设置环形的微带馈线(7)。
2.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述四个第一六边形贴片(4)位于第一介质基板(1)的上表面，四个第二六边形贴片(6)位于第一介质基板(1)上表面，所述金属层(2)位于第一介质基板(1)的下表面，所述微带馈线(7)位于第二介质基板(3)的下表面。
3.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述第一介质基板(1)采用rogers 5880材料的介质基板，第二介质基板(3)采用rogers 5880材料的介质基板。
4.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：相对的第一六边形贴片(4)两两构成一对磁偶极子，与相对的第一六边形贴片(4)连接的金属柱(5)两两构成一对电偶极子。
5.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述四个金属柱(5)下方的一侧靠近交叉螺旋槽(21)，分别与四段圆弧(211)接触。
6.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述微带馈线(7)包括环形微带线(71)和直线微带线(72)，环形微带线(71)的中心位于第二介质基板(3)的中心，具有270度的弧角，直线微带线(72)的一端连接到环形微带线(71)的90度弧形开口的一端。
7.根据权利要求6所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述直线微带线(72)的另一端设置馈电端口(721)，所述馈电端口(721)位于第二介质基板(3)的边缘，电磁能量从馈电端口(721)耦合进入天线内部。
8.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述第一六边形贴片(4)的尺寸为l1＝3.1mm，切角边长c1＝0.8mm，第二六边形贴片(6)的尺寸为l2＝2.8mm，切角边长c2＝0.8mm。
9.根据权利要求1所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述四个金属柱(5)包括第一金属柱(51)、第二金属柱(52)、第三金属柱(53)、第四金属柱(54)，第一金属柱(51)、第三金属柱(53)中心与第一介质基板(1)中间之间水平距离为1.63mm，垂直距离为0.98mm，第二金属柱(52)、第四金属柱(54)中心与第一介质基板(1)中间之间水平距离为0.98mm，垂直距离为1.63mm，所述圆弧(211)的外径为2.6mm，内径为2mm。
10.根据权利要求4所述的新型毫米波圆极化磁电偶极子天线，其特征在于：所述磁偶极子和电偶极子构成旋转对称的磁电偶极子，两对旋转对称的磁电偶极子由交叉螺旋槽(21)耦合激励产生圆极化，四个第一六边形贴片(4)由四个金属柱(5)激励产生2×2切角圆极化阵列。
