CN111864368B - 面向于5g通信的低剖面宽带圆极化天线及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线及其设计方法，属于微波无源器件技术领域，包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；天线辐射组件用于信号辐射，反射器组件用于反射天线辐射组件辐射信号；天线辐射组件包括上层微波介质基板以及刻蚀在上层微波介质基板上下表面的第一、二不规则开槽矩形贴片天线；反射器组件包括下层微波介质基板以及多个等间距分布在下层微波介质基板上表面的AMC反射器；AMC反射器加载在第一与第二不规则开槽矩形贴片天线下方；天线馈电组件给第一、第二不规则开槽矩形贴片天线提供馈电；第一、第二不规则开槽矩形贴片天线内部分别刻蚀有L形槽；具有天线剖面低，体积小，包含5G并兼容4G频段，加载人工磁导体后带宽宽。
Description
技术领域
本发明涉及微波无源器件技术领域，具体来说是面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线及其设计方法。
背景技术
天线是用于在无线电通信系统中发送或接收电磁波的设备。随着通信和信息化程度的快速发展，无线通信已成为现代社会不可分割的一部分。卫星导航、移动通信、雷达技术、电子对抗等都是使用电磁波来传输信息，并且必须依靠天线进行工作，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。
在现代无线电通信设备中，线极化天线长期以来不能满足通信应用的要求。因此人们开始日益重视关于圆极化天线的研究。圆极化天线是一种向外辐射或接收圆极化形式电磁波的天线。通常相对于线极化天线而言，圆极化天线有很多特征与优势：(1)由于任意极化波可以被分解为两个旋向相反并且幅度相同的圆极化波，因此圆极化天线可以接收具有其他极化特性的电磁波，这样圆极化天线用于接收和发射电磁能量时可以降低能量损耗，也就是说圆极化较线极化更容易极化匹配。(2)圆极化波具有正交性质。左旋圆极化天线和右旋圆极化天线都无法接收与其相反旋向的波。也就是说具有不同旋转方向的圆极化电磁波具有较高的极化隔离。(3)圆极化天线可以减少经由电离层在传播过程中带来的影响。当线极化电磁波通过电离层时会发生法拉第电磁旋转效应，这将导致线极化波显著地信号衰减，然而圆极化波可以不受这种衰减影响，因此圆极化天线被广泛用于空间远距离卫星通信。天线所能够正常工作的带宽决定了大多数情况下它的使用范围。而圆极化形式的适用范围与需求越来越广泛，因而对于宽带圆极化天线的研究已经成为了一个热门领域。
圆极化的实现条件：使天线激励起两个空间正交、等幅、相位相差90°的线极化波。国内外专家学者就圆极化天线的设计总结出了很多的方法，可以归纳成以下三种形式：环形电流激励的行波天线、两个正交放置的线电流，只要两个线电流等幅、相位相差90°的交叉振子天线以及微带圆极化天线。
微带贴片天线由于其良好的特性：包括剖面低、体积小、易于加工等特点已经变成最受欢迎的天线之一，而且贴片天线实现圆极化简单。传统微带贴片天线可以通过切角、表面开槽、U形缝隙、寄生枝节或短路金属过孔等方法产生两个幅度相等且相位正交的线极化波，从而产生圆极化辐射。
实现天线定向辐射的传统方法是将金属反射板直接放置在天线的正下方，抑制天线的后向辐射并利用产生的反射波束提高天线的增益。为了补偿金属反射板造成的电磁波相位差并缓解金属板产生的镜像电流对天线辐射性能造成的不良影响，反射板与天线之间的距离一般采用谐振频点对应的四分之一波长，天线剖面较高，空间体积较大。
由于人工磁导体(AMC)具有同相反射特性，将其作为反射板取代传统的金属反射板，可大大降低天线高度，同时可提高天线单元之间的隔离度，降低背瓣。目前，已有应用人工磁导体结构降低天线剖面高度的实例，这展现了其巨大的应用潜力，但是，人工磁导体具有窄带特性，与基站天线的宽带化要求相悖，限制了其在基站天线中的应用。
在2020年5G商用之后相当长的一段时间里，现有的4G、Wi-Fi/Wi MAX等通信方式都不会彻底消失，5G通信的研究相对于4G通信来说并不是另起炉灶，5G通信本身具有LTE-Advanced演进的部分，并且4G移动通信在现代应用中仍然发挥着不可替代的作用。IMT-2020(5G)推进组发布的《5G无线技术架构》白皮书指出：沿着5G(低频和高频)和4G演进两条技术路线，以满足未来的移动互联网和物联网的业务需求。根据规划，4G和5G通信将长期共存，以满足人类不同应用场景下的通信需求。
因此，如何在现有通信与5G通信之间进行良好的过渡，是5G商用后的一个必须解决也是亟待解决的问题。正是鉴于这个问题，在工信部于2017年11月9日出台的频段规划中，将3.3GHz-3.6GHz及4.8GHz-5GHz作为面向于5G通信的中频频段，而研究一款可以同时兼容上述5G中频频段与现有频段的天线也具有十分重要的意义。
石巍在文献《宽带低剖面基站天线的研究》中设计了一种基于L型缝隙谐振器加载的三模宽带基站天线，通过调节偶极子的尺寸可以实现第一个模式的移动，通过调节偶极子间的间距可以实现第二个模式的移动，通过调节L型缝隙的尺寸可以实现第三个模式的移动。该天线使用宽导体、谐振器加载以及十字形耦合馈电改善高度降低带来的阻抗失配问题，通过调节反射板尺寸改善辐射方向图变差的问题，但是上述文献并未解决现有技术中基站天线的反射板与天线之间的距离采用谐振频点对应的四分之一波长，天线剖面较高，空间体积较大，加载人工磁导体带宽较窄的问题。
因此如何设计具有宽带特性的AMC(Artificial Magnetic Conductors)结构，用以降低基站天线高度，实现基站天线的宽带小型化是当前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中基站天线的反射板与天线之间的距离采用谐振频点对应的四分之一波长，天线剖面较高，空间体积较大，加载人工磁导体带宽较窄的问题。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；所述的天线辐射组件用于信号的辐射，所述的反射器组件用于反射天线辐射组件辐射的信号；所述的天线辐射组件包括上层微波介质基板(601)以及分别刻蚀在上层微波介质基板(601)上下表面的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)；所述的反射器组件包括下层微波介质基板(701)以及多个等间距的分布在下层微波介质基板(701)的上表面的AMC反射器(401)；所述的AMC反射器(401)的加载在第一不规则开槽矩形贴片天线(101)与第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的下方；所述的天线馈电组件分别给第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)提供馈电；所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的内部分别刻蚀有一个L形槽(201)。
所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的表面电流在经过L形槽(201)时发生改变，使表面电流沿着L形槽(201)的边缘流动，延长了贴片天线表面的电流路径，增大了贴片天线的电尺寸，使辐射天线在低频段产生一个谐振点，来拓宽天线的阻抗带宽；在相位为0°和90°时，在L型槽边缘处分别产生水平电流和垂直电流，使天线在相位为0°和90°产生水平和垂直的两个相互正交的线极化波，两个空间正交、等幅、相位相差90°的线极化波构成了圆极化辐射波；AMC反射器(401)的加载在第一不规则开槽矩形贴片天线(101)与第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的下方，相较于传统的偶极子天线在底部四分之一波长处加反射器，利用AMC反射器(401)的同相反射带隙特性来降低天线整体的剖面高度，实现了天线的低剖面，减小了天线的体积，符合当前射频电路的小型化、盖度集成的要求。
作为本发明技术的进一步改进，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的外边缘的拐角处分别刻蚀有一个矩形切角(301)。
作为本发明技术的进一步改进，所述的天线馈电组件包括同轴线(501)，所述的同轴线(501)穿过下层微波介质基板(701)，同轴线(501)的外导体与第二不规则开槽矩形贴片天线(102)电连接，同轴线(501)的内导体通过在上层微波介质基板(601)的中心位置开设与同轴线(501)内导体形状相适应的圆形通孔与第一不规则开槽矩形贴片天线(101)电连接。
作为本发明技术的进一步改进，所述的AMC反射器(401)的AMC反射表面与同轴线(501)相接处切有一个矩形口。
作为本发明技术的进一步改进，上层微波介质基板(601)的型号为Rogers 4350，介电常数为3.66、损耗角正切为0.004、厚度为0.254mm，下层微波介质基板(701)的型号为FR4，介电常数为4.4、损耗角正切为0.02、厚度为3mm。
作为本发明技术的进一步改进，所述的AMC反射器(401)由5个半径相同的圆形贴片(4010)围绕合并构成，周围四个圆形贴片(4010)环绕中心一个圆形贴片(4010)，并在周围的四个圆形贴片(4010)上挖四个圆环槽(402)，中心小圆形贴片(4011)与圆形贴片(4010)之间的圆环槽(402)等效为电容C1，小圆形贴片(4011)等效为电感L1，通过改变电容C1和电感L1，增大AMC反射器(401)反射带宽。
作为本发明技术的进一步改进，所述的AMC反射器(401)反射带宽的计算公式为：
其中，L1为小圆形贴片(4011)等效电感，L2为周围合成圆形贴片(4010)等效电感；C1为圆环槽(402)的等效电容，C2为AMC反射器(401)间的等效电容，C3为AMC反射器(401)和金属导体接地面(801)间的等效电容；fAMC为AMC反射器(401)的中心频率、
为相对带宽。
作为本发明技术的进一步改进，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的尺寸设计如下：
L≈0.5λ (4)
W≈0.25λ (5)
Lm+Wm≈0.37λ (6)
Lq+Wq≈0.25λ (7)
其中，L为贴片天线的长度、W为贴片天线的宽度、Lm为L形槽(201)的长度、Wm为L形槽(201)的宽度、Lq为矩形切角(301)的长度、Wq为矩形切角(301)的宽度，f为第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的中心频率，λ为中心频率对应的波长；c为自由空间中的光速。
作为本发明技术的进一步改进，所述的下层微波介质基板(701)的长度与上层微波介质基板(601)的长度相等，所述的上层微波介质基板(601)与下层微波介质基板(701)的尺寸设计如下：
LG≈1.1λ (8)
WG≈0.43λ (9)
WG1≈0.95λ (10)
H≈0.125λ (11)
其中，LG为上层微波介质基板(601)的长度，WG为上层微波介质基板(601)的宽度，WG1为下层微波介质基板(701)的宽度，H为上层微波介质基板(601)与下层微波介质基板(701)之间的距离。
作为本发明技术的进一步改进，所述的AMC反射器(401)的尺寸设计如下：
R1≈0.037λ (12)
R2≈0.01λ (13)
Wd≈0.005λ (14)
其中，R1为外圈圆形贴片的半径，R2小圆形贴片的半径，Wd为圆环宽度。
本发明的优点在于：
(1)所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的表面电流在经过L形槽(201)时发生改变，使表面电流沿着L形槽(201)的边缘流动，延长了贴片天线表面的电流路径，增大了贴片天线的电尺寸，使辐射天线在低频段产生一个谐振点，来拓宽天线的阻抗带宽；在相位为0°和90°时，在L型槽边缘处分别产生水平电流和垂直电流，使天线在相位为0°和90°产生水平和垂直的两个相互正交的线极化波，两个空间正交、等幅、相位相差90°的线极化波构成了圆极化辐射波；AMC反射器(401)的加载在第一不规则开槽矩形贴片天线(101)与第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的下方，相较于传统的偶极子天线在底部四分之一波长处加反射器，利用AMC反射器(401)的同相反射带隙特性来降低天线整体的剖面高度，实现了天线的低剖面，减小了天线的体积，符合当前射频电路的小型化、盖度集成的要求。
(2)贴片天线的表面电流在经过矩形切角(301)处发生改变，表面电流沿着矩形切角(301)边缘处流动，进一步延长了表面电流的路径；同时改变了L形槽(201)处表面电流，改善了表面电流在L形槽(201)处产生的两个相互正交的模式，改变切角处电流分布来进一步改善和提高天线的阻抗带宽和轴比带宽。
(3)改变圆形合成贴片(4010)形状、小圆形贴片(4011)和圆环槽(402)的大小，也就改变了等效的电感和电容，增大等效电感、减小等效电容，从而增大AMC结构的反射带宽。
(4)加载AMC反射器极大的降低了天线整体剖面的高度。在不规则的矩形贴片上开槽和切角极大的提高了天线的带宽并使天线产生圆极化的效果。同时本发明天线工作带宽涵盖了作为5G通信的所有中频频段3.3GHz-3.6GHz和4.8GHz-5GHz并包括了三大运营商的4G频段2300MHz-2655MHz，宽带天线具有支持多网络通信系统的特点，在通信基站应用中能够减少基站天线数量、降低成本和节约空间资源，满足了未来5G通信向下兼容2G/3G/4G通信网络的需要。
附图说明
图1为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的结构主视图；
图2为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的结构侧视图；
图3为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的结构俯视图；
图4为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的不规则开槽矩形贴片天线的结构图；
图5为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的AMC反射器的单元结构图；
图6为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的AMC结构单元间等效示意图；
图7为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的AMC结构单元间等效电路图；
图8为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的加载与不加载圆形环槽的反射相位带宽结果对比展示图；
图9为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的加载与不加载L型槽和矩形切角的S参数结果对比展示图；
图10为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的加载与不加载L型槽和矩形切角的天线轴比带宽结果展示图；
图11为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的加与不加AMC反射器的S参数结果对比展示图；
图12为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线的加与不加AMC反射器的轴比带宽结果对比展示图；
图13为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线为3.5GHz在xz、yz面上的辐射方向图；
图14为本发明实施例的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线为4.8GHz在xz、yz面上的辐射方向图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例一
如图1和图2所示，面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，包括上层微波介质基板601、下层微波介质基板701、第一不规则开槽矩形贴片天线101、第二不规则开槽矩形贴片天线102、同轴线501、金属导体接地面801；所述的下层微波介质基板701的上表面周期性的印刷有多个AMC反射器401，多个AMC反射器401等间距的分布在下层微波介质基板701的上表面，本实施例中的周期数为7*6，下层微波介质基板701的下表面覆铜层，形成金属导体接地面801；所述的第一不规则开槽矩形贴片天线101是在上层微波介质基板601的上表面刻蚀形成的铜覆层，所述的第二不规则开槽矩形贴片天线102是在下层微波介质基板601的下表面刻蚀形成的铜覆层，第二不规则开槽矩形贴片天线102的结构与第一不规则开槽矩形贴片天线101的结构相同。
如图3和图4所示，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线101与第二不规则开槽矩形贴片天线102的安装位置关系为：以○点为中心，将第一不规则开槽矩形贴片天线101顺时针旋转180°得到第二不规则开槽矩形贴片天线102的安装位置。
所述的上层微波介质基板601位于下层微波介质基板701的上方，两层微波介质基板之间用泡沫板进行支撑；在上层微波介质基板601的中心位置开设与同轴线501内导体形状相适应的圆形通孔，在下层微波介质基板701的对应的中心位置开设与同轴线501外导体相适应的圆形通孔。
本实施例中所述的上层微波介质基板601的型号为Rogers 4350，介电常数为3.66、损耗角正切为0.004、厚度为0.254mm，下层微波介质基板701的型号为FR4，介电常数为4.4、损耗角正切为0.02、厚度为3mm。
所述的同轴线501用于给第一不规则开槽矩形贴片天线101以及第二不规则开槽矩形贴片天线102提供馈电；所述的同轴线501穿过下层微波介质基板701，同轴线501的外导体与第二不规则开槽矩形贴片天线102电连接，同轴线501的内导体通过在上层微波介质基板601的中心位置开设与同轴线501内导体形状相适应的圆形通孔与第一不规则开槽矩形贴片天线101电连接；为了防止同轴线501穿过AMC反射器401与AMC反射表面相接触，在AMC反射器401的AMC反射表面与同轴线501相接处切一个矩形口。
如图4所示，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线101的内部刻蚀有一个L形槽201，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线101和第二不规则开槽矩形贴片天线102的表面电流在经过L形槽201时发生改变，使表面电流沿着L形槽201的边缘流动，延长了贴片天线表面的电流路径，增大了贴片天线的电尺寸，使辐射天线在低频段产生一个谐振点，来拓宽天线的阻抗带宽；在相位为0°和90°时，在L型槽边缘处分别产生水平电流和垂直电流，使天线在相位为0°和90°产生水平和垂直的两个相互正交的线极化波，两个空间正交、等幅、相位相差90°的线极化波构成了圆极化辐射波。
在此基础上，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线101和第二不规则开槽矩形贴片天线102的外边缘的拐角处分别刻蚀有一个矩形切角301，贴片天线的表面电流在经过矩形切角301处发生改变，表面电流沿着矩形切角(301)边缘处流动，进一步延长了表面电流的路径；同时改变了L形槽201处表面电流，改善了表面电流在L形槽201处产生的两个相互正交的模式，改变切角处电流分布来进一步改善和提高天线的阻抗带宽和轴比带宽。
如图5至图8所示，所述的AMC反射器401的单元结构由5个半径相同的圆形贴片4010围绕合并构成，周围四个圆形贴片4010环绕中心一个圆形贴片4010，并在周围的四个圆形贴片4010上挖四个圆环槽402，中心小圆形贴片4011与圆形贴片4010之间的圆环槽402等效为电容C1，小圆形贴片4011等效为电感L1，通过改变电容C1和电感L1，由AMC相对带宽公式：
其中，L1为小圆形贴片4011等效电感，L2为周围合成圆形贴片4010等效电感；C1为圆环槽402的等效电容，C2为AMC反射器401单元间的等效电容，C3为AMC反射器401和金属导体接地面801间的等效电容；fAMC为AMC反射器401的中心频率、
为相对带宽。
改变小圆形贴片4011形状和圆环槽402的大小，也就改变了等效的电感和电容，增大等效电感、减小等效电容，从而增大AMC结构的反射带宽。
所述的AMC反射器401的加载在第一不规则开槽矩形贴片天线101与第二不规则开槽矩形贴片天线102的下方，相较于传统的偶极子天线在底部四分之一波长处加反射器，利用AMC反射器401的同相反射带隙特性来降低天线整体的剖面高度，实现了天线的低剖面，减小了天线的体积，符合当前射频电路的小型化、高度集成的要求。
如图4所示，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线101和第二不规则开槽矩形贴片天线102的尺寸设计如下：
L≈0.5λ (4)
W≈0.25λ (5)
Lm+Wm≈0.37λ (6)
Lq+Wq≈0.25λ (7)
其中，L为贴片天线的长度、W为贴片天线的宽度、Lm为L形槽201的长度、Wm为L形槽201的宽度、Lq为矩形切角301的长度、Wq为矩形切角301的宽度，f为第一不规则开槽矩形贴片天线101和第二不规则开槽矩形贴片天线102的中心频率，λ为中心频率对应的波长；c为自由空间中的光速。
如图2和图3所示，所述的下层微波介质基板701的长度与上层微波介质基板601的长度相等，所述的上层微波介质基板601与下层微波介质基板701的尺寸设计如下：
LG≈1.1λ (8)
WG≈0.43λ (9)
WG1≈0.95λ (10)
H≈0.125λ (11)
其中，LG为上层微波介质基板601的长度，WG为上层微波介质基板601的宽度，WG1为下层微波介质基板701的宽度，H为上层微波介质基板601与下层微波介质基板701之间的距离。
如图5所示，所述的AMC反射器401的尺寸设计如下：
R1≈0.037λ (12)
R2≈0.01λ (13)
Wd≈0.005λ (14)
其中，R1为外圈圆形贴片的半径，R2小圆形贴片的半径，Wd为小圆形环槽宽度。
如图9至图12所示，其提供了根据本发明设计的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线S参数结果展示图以及增益和轴比带宽结果展示图，天线工作时，天线的阻抗带宽为2.25GHz-5.39GHz，在带宽内回波损耗S11均小于-10dB，相对带宽为82.2％，轴比带宽为37.3％(3.36GHz-4.9GHz)，带宽远大于传统基于AMC圆极化天线的带宽，不仅包含5G通信频段，并兼容了三大运营商的4G频段2300MHz-2655MHz，显示出优良的带宽特性，而且加载AMC反射器之后，也降低了天线剖面的高度，解决了传统基站天线剖面较高的问题。
如图13和图14所示，显示了根据本发明圆极化天线在xz平面和yz平面的辐射方向图，如图可知，在谐振带宽内天线方向图较为对称。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；所述的天线辐射组件用于信号的辐射，所述的反射器组件用于反射天线辐射组件辐射的信号；所述的天线辐射组件包括上层微波介质基板(601)以及分别刻蚀在上层微波介质基板(601)上下表面的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)；所述的反射器组件包括下层微波介质基板(701)以及多个等间距的分布在下层微波介质基板(701)的上表面的AMC反射器(401)；所述的AMC反射器(401)加载在第一不规则开槽矩形贴片天线(101)与第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的下方；所述的天线馈电组件分别给第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)提供馈电；所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的内部分别刻蚀有一个L形槽(201)；所述的AMC反射器(401)由5个半径相同的圆形贴片(4010)围绕合并构成，周围四个圆形贴片(4010)环绕中心一个圆形贴片(4010)，并在周围的四个圆形贴片(4010)上挖四个圆环槽(402)，中心小圆形贴片(4011)与圆形贴片(4010)之间的圆环槽(402)等效为电容C1，小圆形贴片(4011)等效为电感L1，通过改变电容C1和电感L1，增大AMC反射器(401)反射带宽。
2.根据权利要求1所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的外边缘的拐角处分别刻蚀有一个矩形切角(301)。
3.根据权利要求1所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的天线馈电组件包括同轴线(501)，所述的同轴线(501)穿过下层微波介质基板(701)，同轴线(501)的外导体与第二不规则开槽矩形贴片天线(102)电连接，同轴线(501)的内导体通过在上层微波介质基板(601)的中心位置开设与同轴线(501)内导体形状相适应的圆形通孔与第一不规则开槽矩形贴片天线(101)电连接。
4.根据权利要求3所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的AMC反射器(401)的AMC反射表面与同轴线(501)相接处切有一个矩形口。
5.根据权利要求1所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，上层微波介质基板(601)的型号为Rogers 4350，介电常数为3.66、损耗角正切为0.004、厚度为0.254mm，下层微波介质基板(701)的型号为FR4，介电常数为4.4、损耗角正切为0.02、厚度为3mm。
6.根据权利要求1所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的AMC反射器(401)反射带宽的计算公式为：
其中，L1为小圆形贴片(4011)等效电感，L2为周围合成圆形贴片(4010)等效电感；C1为圆环槽(402)的等效电容，C2为AMC反射器(401)间的等效电容，C3为AMC反射器(401)和金属导体接地面(801)间的等效电容；fAMC为AMC反射器(401)的中心频率、
为相对带宽。
7.根据权利要求2所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的尺寸设计如下：
L≈0.5λ (4)
W≈0.25λ (5)
Lm+Wm≈0.37λ (6)
Lq+Wq≈0.25λ (7)
其中，L为贴片天线的长度、W为贴片天线的宽度、Lm为L形槽(201)的长度、Wm为L形槽(201)的宽度、Lq为矩形切角(301)的长度、Wq为矩形切角(301)的宽度，f为第一不规则开槽矩形贴片天线(101)和第二不规则开槽矩形贴片天线(102)的中心频率，λ为中心频率对应的波长；c为自由空间中的光速。
8.根据权利要求1所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的下层微波介质基板(701)的长度与上层微波介质基板(601)的长度相等，所述的上层微波介质基板(601)与下层微波介质基板(701)的尺寸设计如下：
LG≈1.1λ (8)
WG≈0.43λ (9)
WG1≈0.95λ (10)
H≈0.125λ (11)
其中，LG为上层微波介质基板(601)的长度，WG为上层微波介质基板(601)的宽度，WG1为下层微波介质基板(701)的宽度，H为上层微波介质基板(601)与下层微波介质基板(701)之间的距离。
9.根据权利要求1所述的面向于5G通信的低剖面宽带圆极化天线，其特征在于，所述的AMC反射器(401)的单元尺寸设计如下：
R1≈0.037λ (12)
R2≈0.01λ (13)
Wd≈0.005λ (14)
其中，R1为外圈圆形贴片的半径，R2小圆形贴片的半径，Wd为圆环宽度。
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