一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线，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，及设置于天线辐射单元和反射板之间以抑制反射电磁波干扰的磁介质。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抑制反射板反射的电磁波对天线的干扰，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。介质提升天线性能的目的。介质提升天线性能的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线


[0001]本专利技术涉及天线工程
，具体涉及一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线。

技术介绍

[0002]实际应用中的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工作中心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30MHz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。随着无线通信技术的发展，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、辐射方向图稳定等性能，以提升无线系统的通信能力。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。
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技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线。
[0004]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线，包括：天线辐射单元，设置于所述天线辐射单元下方以反射所述天线辐射单元辐射电磁波的反射板，及设置于所述天线辐射单元和所述反射板之间以抑制所述反射板反射的电磁波干扰的磁介质。
[0005]本方案的有益效果是：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抑制反射板反射的电磁波对天线的干扰，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。
[0006]进一步地，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上且结构相同的第一辐射臂和第二辐射臂。
[0007]该进一步方案的有益效果是：本专利技术通过在介质基板上印制第一辐射臂和第二辐射臂组成偶极子天线，使得辐射方向图对称且在较宽范围内辐射方向图稳定。
[0008]更进一步地，所述介质基板上还设置有连接所述第一辐射臂和所述第二辐射臂的馈电结构。
[0009]该进一步方案的有益效果是：本专利技术通过在第一辐射臂和第二辐射臂之间设置馈电结构，能够避免调节阻抗匹配的外加巴伦或者阻抗匹配电路引入的欧姆损耗，并且结构更简单，成本更低，更方便实际应用。
[0010]更进一步地，所述第一辐射臂和第二辐射臂上分别开设有结构相同且对称的第一缝隙槽和第二层缝隙槽。
[0011]该进一步方案的有益效果是：本专利技术通过在第一辐射臂和第二辐射臂上分别开设第一缝隙槽和第二层缝隙槽，能够提升天线的阻抗匹配性能，并且扩展天线的应用带宽。
[0012]更进一步地，所述第一辐射臂和第二辐射臂的两侧分别设置有互不接触的第一耦合臂和第二耦合臂。
[0013]该进一步方案的有益效果是：本专利技术在第一辐射臂和第二辐射臂的两侧分别设置有互不接触的第一耦合臂和第二耦合臂，能够保证减小磁介质面积，提高了磁介质使用效率，降低了天线整体的重量及成本的同时，提升天线的阻抗匹配性能，扩展天线的应用带宽。
[0014]进一步地，所述磁介质的面积等于或小于反射板面积。
[0015]该进一步方案的有益效果是：本专利技术将磁介质的面积设置为等于反射板面积，使得磁介质完全覆盖反射板，从而有效抑制反射板反射的电磁波对天线的干扰；本专利技术将磁介质的面积设置为小于反射板面积，能够结合天线辐射单元的结构设计，在特定位置加载磁介质材料降低天线剖面并且提升天线性能，提高了磁介质使用效率，降低了天线整体的重量及成本。
[0016]进一步地，所述磁介质的材料类型包括无机类磁性材料、有机类磁性材料、复合磁性材料中的一种或多种。
[0017]该进一步方案的有益效果是：由于磁介质具有高的磁性能和介电性能，与反射板反射的电磁波可以发生相互作用，从而抑制了反射板反射的电磁波对天线辐射单元的干扰，从而提升天线的带宽、增益及效率性能。
[0018]进一步地，所述天线辐射单元与所述反射板之间的距离小于0.1λ，其中λ为天线工作中心频率在自由空间中的波长。
[0019]该进一步方案的有益效果是：本专利技术能够保证天线剖面高度大幅降低的同时具有高宽带、高增益的优秀性能。
[0020]进一步地，所述天线辐射单元与所述反射板之间设置有固定天线整体结构的固定结构。
[0021]该进一步方案的有益效果是：本专利技术利用固定结构固定天线整体结构，构建低剖面高性能天线。
[0022]进一步地，所述反射板具体为导电载体。
[0023]该进一步方案的有益效果是：本专利技术利用导电载体作为反射板，使得天线可以实际应用于各种导电载体平台上，扩展了天线的应用范围。
附图说明
[0024]图1为本专利技术第一实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图2为本专利技术第二实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图3为本专利技术第三实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图4为本专利技术第四实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图5为本专利技术第五实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图6为本专利技术第六实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图7为本专利技术第七实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图8为本专利技术第八实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图9为本专利技术第九实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图10为本专利技术第十实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图11为本专利技术第十一实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图12为本专利技术第十一实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线结构示意图；图13为本专利技术第十实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线俯视图；图14为本专利技术第十实施例的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线侧视图；图15为本专利技术第十实施例的天线端口反射系数图；图16为本专利技术第十实施例的天线增益图；图17为本专利技术第十实施例的天线效率图；图18为本专利技术第十实施例在500MHz的辐射方向图；图19为本专利技术第十实施例在600MHz的辐射方向图。
[0025]其中附图说明为：1、天线辐射单元，101、介质基板，102、第一辐射臂，103、第二辐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁介质加载的低剖面高性能宽带天线，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）下方以反射所述天线辐射单元（1）辐射电磁波的反射板（2），及设置于所述天线辐射单元（1）和所述反射板（2）之间以抑制所述反射板（2）反射的电磁波干扰的磁介质（3）。2.根据权利要求1所述的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线，其特征在于，所述天线辐射单元包括介质基板（101）、以及对称设置在所述介质基板（101）上且结构相同的第一辐射臂（102）和第二辐射臂（103）。3.根据权利要求2所述的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线，其特征在于，所述介质基板（101）上还设置有连接所述第一辐射臂（102）和所述第二辐射臂（103）的馈电结构（104）。4.根据权利要求3所述的磁介质加载的低剖面高性能宽带天线，其特征在于，所述第一辐射臂（102）和第二辐射臂（103）上分别开设有结构相同且对称的第一缝隙槽（105）和第二层缝隙槽（106）。5.根据权利要求2所述的磁介质加载的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宗良，尹平，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：