技术领域

[0001] 本发明涉及天线领域， 尤其是涉及一种电气性能得到提升的天线。

背景技术

[0002] 天线前后比和交叉极化都是衡量天线性能的重 要参数。 天线的前后比是指天线 方向图中主瓣的最大辐射方向 （规定为 0°) 的功率通量密度与相反方向附近 （规 定为 180°±20°范围） 的最大功率通量密度之比值。 表明了天线对后瓣抑制的好坏 ， 天线的前后比较低会导致天线背面区域干扰的 问题。 天线的交叉极化是指天 线辐射远场的电场矢量与主极化方向正交的方 向上存在分量。

技术问题

[0003] 现有技术为了达到提高前后比和交叉极化隔离 的效果， 会对反射板进行改动， 如增加反射板面积、 提高反射板边沿结构复杂度等等。 然而对反射板尺寸增大 会相应增加天线横截面积， 而提高反射板边沿结构复杂度则会增加加工难 度和 产品成本。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种天线， 可以在不改变反射板结构的条件 下提高前后比和交叉极化隔离。

[0005] 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案 是一种天线， 包括天线振子、 反 射板， 该天线振子设置在该反射板上， 该天线还包括吸波材料层， 该吸波材料 层设置于该反射板背向该天线振子的外表面的 一侧。

[0006] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层贴覆于该反射板的背向该天线振 子的外 表面， 或该吸波材料层间隙设置于该反射板的背向该 天线振子的外表面。

[0007] 在本发明的一实施例中， 该天线还包括天线罩， 该天线振子和该反射板设置在 天线罩内， 该吸波材料层设置于该天线罩与反射板之间。

[0008] 在本发明的一实施例中， 该反射板具有底板、 第一侧板和第二侧板， 该第一侧 板和该第二侧板位置相对， 该天线振子设于该底板上， 该天线罩至少包围该底 板、 该第一侧板和该第二侧板， 该吸波材料层至少设置于该天线罩和该第一侧 板之间以及该天线罩和该第二侧板之间。

[0009] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层贴覆于该第一侧板的面向该天线 罩的外 表面以及贴覆于该第二侧板的面向该天线罩的 外表面， 或该吸波材料层贴覆于 该天线罩面向该第一侧板和该第二侧板的内表 面。

[0010] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层还设置在该天线罩和该底板之间 。

[0011] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层贴覆于该底板的面向该天线罩的 外表面

， 或该吸波材料层贴覆于该天线罩面向该底板的 内表面。

[0012] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层结合于一金属层， 该金属层设置于该天 线罩面向该第一侧板和该第二侧板的内表面。

[0013] 在本发明的一实施例中， 该金属层还设置于该天线罩面向该底板的内表 面。

[0014] 在本发明的一实施例中， 该天线振子的数量为多个并形成振子阵列， 该吸波材 料层覆盖反射板上对应振子阵列的区域的外表 面， 且该吸波材料层的布置是以 振子阵列为中心。

[0015] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层包括磁性电磁吸波材料层以及与 磁性电 磁吸波材料层相结合的导电几何结构层； 该导电几何结构层由依次排布的多个 导电几何结构单元组成， 每个导电几何结构单元包括非封闭的环状导电 几何结 构， 该环状导电几何结构的幵口处设置有相对平行 的两个条形结构。

[0016] 在本发明的一实施例中， 该环状导电几何结构设置有一个以上的该幵口 。

[0017] 在本发明的一实施例中， 该环状导电几何结构呈圆形、 椭圆形、 三角形或多边 形。

[0018] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层的介电常数为 5-30， 磁导率为 1-7。

[0019] 在本发明的一实施例中， 该导电几何结构单元呈周期阵列排布。

[0020] 在本发明的一实施例中， 该磁性电磁吸波材料层的表面上设置有金属层 。

[0021] 在本发明的一实施例中， 该磁性电磁吸波材料层是吸波贴片材料。

[0022] 在本发明的一实施例中， 该导电几何结构单元附着于该磁性电磁吸波材 料层或 者嵌入在该磁性电磁吸波材料层中。 [0023] 在本发明的一实施例中， 该磁性电磁吸波材料层包括基体以及结合于该 基体的 吸收剂。

[0024] 在本发明的一实施例中， 该导电几何结构单元是具有外接圆的形状， 该外接圆 的直径为工作频段自由空间电磁波长的 1/20- 1/5。

[0025] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层的工作频率在 0.8-2.7GHZ频率段内， 该 导电几何结构单元的厚度大于对应该工作频率 段的该导电几何结构单元的趋肤 深度。

[0026] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层的工作频率在 0.8-2.7GHZ频率段内， 该 金属层的厚度大于对应所述工作频率段的所述 金属层的趋肤深度。

[0027] 在本发明的一实施例中， 该环状导电几何结构及条形结构的线宽均为 W， 0.1m m≤W≤lmm。

[0028] 在本发明的一实施例中， 该环状导电几何结构及条形结构的厚度均为 H， 0.005 mm≤H≤0.05mm。

[0029] 本发明由于采用以上技术方案， 使之与现有技术相比， 能够提升天线的电气性 育 ， 具体表现为： 设置于反射板背向天线振子的外表面一侧的吸 波材料层， 能 够吸收来自天线上反射板边沿衍射至后向的电 磁波， 进而提升天线的前后比和 交叉极化隔离。 并且吸波材料不会额外显著增加原料成本， 另外天线安装方便 不会为天线组装增加难度。

发明的有益效果

有益效果

[0030] 在本发明的实施例中， 该吸波材料层包括磁性电磁吸波材料层以及与 磁性电磁 吸波材料层相结合的导电几何结构层， 导电几何结构层可以将吸波材料层所需 工作频率内的电磁波进行集中吸收， 便于下面设置的磁性电磁吸波材料层吸收

， 另增加的金属层会将吸收的电磁波反射到磁性 电磁吸波材料层进行二次吸收 ， 达到更佳的吸波效果。

对附图的简要说明

附图说明

[0031] 为让本发明的上述目的、 特征和优点能更明显易懂， 以下结合附图对本发明的 具体实施方式作详细说明， 其中：

图 1是本发明第一实施例的天线的立体结构图。

图 2是本发明第二实施例的天线的立体结构图。

图 3是本发明第三实施例的天线的立体结构图。

图 4是本发明实施例的带吸波材料的天线与已有� �带吸波材料的天线的方向图 在 1710MHz日寸的对比。

图 5是本发明实施例的带吸波材料的天线与已有� �带吸波材料的天线的方向图 在 1990MHz日寸的对比。

图 6是本发明实施例的带吸波材料的天线与已有� �带吸波材料的天线的方向图 在 2170MHz日寸的对比。

图 7是本发明较佳实施例的带吸波超材料的天线� �已有不带吸波超材料的天线 的方向图在 1710MHz吋的对比。

图 8是本发明较佳实施例的带吸波超材料的天线� �已有不带吸波超材料的天线 的方向图在 1990MHz日寸的对比。

图 9是本发明较佳实施例的带吸波超材料的天线� �已有不带吸波超材料的天线 的方向图在 2170MHz吋的对比。

图 10为本发明第一较佳实施例中的电磁吸波超材� ��的一个单元的示意图； 图 11为本发明第一较佳实施例中的电磁吸波超材� ��的多个单元的排布规律的示

[0044] 图 13为本发明第一较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TM模式下的反射率曲线 图；

[0045] 图 14为本发明第二较佳实施例中的电磁吸波超材� ��的多个单元的排布规律的示 图 15为本发明第二较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TE模式下的反射率曲线图 图 16为本发明第二较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TM模式下的反射率曲线 图；

[0048] 图 17为本发明第三较佳实施例中的电磁吸波超材� ��的多个单元的排布规律的示 意图；

[0049] 图 18为本发明第三较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TE模式下的反射率曲线图

[0050] 图 19为本发明第三较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TM模式下的反射率曲线 图；

[0051] 图 20为本发明第四较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TE模式下的反射率曲线图

[0052] 图 21为本发明第四较佳实施例中的电磁吸波超材� ��在 TM模式下的反射率曲线 图。

本发明的实施方式

[0053] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充 分理解本发明， 但是本发明还可 以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施 ， 因此本发明不受下面公幵的具 体实施例的限制。

[0054] 本发明的实施例描述一种天线， 能够提升前后比和交叉极化等性能， 为所应用 的系统改进后向干扰， 减轻收发干扰， 提升通信容量。

[0055] 根据本发明的实施例， 在天线中引入了吸波材料， 吸收来自天线反射板边沿衍 射至后向的电磁波， 从而避免对天线反射板的结构改动。

[0056] 下面具体描述本发明的各个实施例。

[0057] 第一实施例

[0058] 图 1是本发明第一实施例的天线的立体结构图。 参考图 1所示， 本实施例所的天 线 10， 包括天线振子 11、 反射板 12、 天线罩 13和吸波材料层 14。

[0059] 反射板 12具有底板 12a、 第一侧板 12b、 第二侧板 12c。 第一侧板 12b和第二侧板 12c相对。 反射板 12还可具有第三侧板和第四侧板 （图未示出） 。 第三侧板和第 四侧板相对。 第三侧板与第一侧板 12b和第二侧板 12c相邻， 第四侧板也与第一侧 板 12b和第二侧板 12c相邻。 作为举例， 第一侧板 12b和第二侧板 12c可呈规则的矩 形， 第三侧板和第四侧板则是在矩形的基础上形成 切角。 例如将矩形的一个或 多个角切掉， 变成斜边。

[0060] 天线振子 11设于底板 12a之上。 在本实施例中不限定天线振子 11的形态及其与 底板 12a之间的结合方式。

[0061] 天线罩 13至少包围反射板 12的底板 12a、 第一侧板 12b和第二侧板 12c。 图 1中去 除了部分天线罩以使得反射板 12的结构可见。 如图可见， 天线罩 13并不与反射 板 12接触， 而是与整个反射板 12之间具有间隙。 可以理解， 天线罩的设置是可 选的， 天线 10可以不包含天线罩。

[0062] 吸波材料层 14理论上可设置于反射板 12的背向天线振子 11的外表面。 在设置天 线罩 13的实施例中， 吸波材料层 14是设置于天线罩 13和反射板 12的第一侧板 12b 之间以及天线罩 13和第二侧板 12c之间， 以实现所期望的吸波性能。

[0063] 在本实施例中， 吸波材料层 14贴覆于第一侧板 12b的面向天线罩 13的外表面以 及贴覆于第二侧板 12c的面向天线罩 13的外表面。 在本实施例中， 吸波材料层 14 与反射板的连接方式可包括粘接和铆接。

[0064] 吸波材料是一种重要的功能复合材料， 最先应用于军事上， 可以降低军用目标 的雷达散射截面。 随着科学技术的发展幵始， 电子元器件日益集成化、 小型化 和高频化， 吸波材料在民用领域应用越来越广泛， 如作为微波暗室材料， 微衰 减器元件及微波成型加工技术等。

[0065] 吸波材料通常是通过基体材料和吸波剂混合制 得的复合材料。 基体材料主要包 括涂料型， 陶瓷型， 橡胶型和塑料型， 吸波剂主要有无机铁磁性和铁氧体磁性 物质和导电聚合物及碳基材料等。

[0066] 吸波材料可以是第一至第四较佳实施例所描述 的吸波超材料。

[0067] 在此实施例中， 吸波材料的参数是： 垂直入射反射率 R在 lGH fR<-ldB， 在 2

GHz日寸 R<-3dB， 介电常数 5-30， 磁导率 1-7。

[0068] 在覆盖范围上， 吸波材料层 14可覆盖反射板包含振子阵列的区域的外表面� �� 且 吸波材料层 14的布置是以振子阵列为中心。

[0069] 第二实施例

[0070] 图 2是本发明第二实施例的天线的立体结构图。 参考图 2所示， 本实施例所的天 线 20， 包括天线振子 21、 反射板 22、 天线罩 23和吸波材料层 24。

[0071] 反射板 22具有底板 22a、 第一侧板 22b、 第二侧板 22c。 第一侧板 22b和第二侧板 22c相对。 反射板 22还可具有第三侧板和第四侧板 （图未示出） 。 第三侧板和第 四侧板相对。 第三侧板与第一侧板 22b和第二侧板 22c相邻， 第四侧板也与第一侧 板 22b和第二侧板 22c相邻。 作为举例， 第一侧板 22b和第二侧板 22c可呈规则的矩 形， 第三侧板和第四侧板则是在矩形的基础上形成 切角。

[0072] 天线振子 21设于底板 22a之上。 在本实施例中不限定天线振子 21的形态及其与 底板 22a之间的结合方式。

[0073] 天线罩 23至少包围反射板 22的底板 22a、 第一侧板 22b和第二侧板 22c。 图 2中去 除了部分天线罩以使得反射板 22的结构可见。 如图可见， 天线罩 23并不与反射 板 22接触， 而是与整个反射板 22之间具有间隙。 可以理解， 天线罩的设置是可 选的， 天线 20可以不包含天线罩。

[0074] 吸波材料层 24理论上可设置于反射板 22的背向天线振子 21的外表面。 在设置天 线罩 23的实施例中， 吸波材料层 24是设置于天线罩 23和反射板 22的第一侧板 22b 之间以及天线罩 23和第二侧板 22c之间， 以实现所期望的吸波性能。

[0075] 在本实施例中， 吸波材料层 24贴覆于天线罩 23上， 且位于天线罩 23面向第一侧 板 22b和第二侧板 22c的内表面。 为了达到更好的效果， 吸波材料层 24还位于天线 罩 23面向底板 22a的内表面。 在此， 吸波材料层 24与天线罩 23的连接方式可包括 粘接或者铆接。 或者， 天线罩 33可以与吸波材料层 34的粘接部位表面金属化后 再粘接吸波材料层 34。 天线罩 23可内置凹槽， 用于放置吸波材料。

[0076] 吸波材料可以是第一至第四较佳实施例所描述 的吸波超材料。

[0077] 在此实施例中， 吸波材料的参数是： 垂直入射反射率 R在 lGH fR<-ldB， 在 2 GHz日寸 R<-3dB， 介电常数 5-30， 磁导率 1-7。

[0078] 在覆盖范围上， 吸波材料层 24可覆盖反射板包含振子阵列的区域的外表面� �� 且 吸波材料层 24的布置是以振子阵列为中心。

[0079] 第三实施例

[0080] 图 3是本发明第三实施例的天线的立体结构图。 参考图 3所示， 本实施例所的天 线 30， 包括天线振子 31、 反射板 32、 天线罩 33和吸波材料层 34。 [0081] 反射板 32具有底板 32a、 第一侧板 32b、 第二侧板 32c。 第一侧板 32b和第二侧板 32c相对。 反射板 32还可具有第三侧板和第四侧板 （图未示出） 。 第三侧板和第 四侧板相对。 第三侧板与第一侧板 32b和第二侧板 32c相邻， 第四侧板也与第一侧 板 32b和第二侧板 32c相邻。 作为举例， 第一侧板 32b和第二侧板 32c可呈规则的矩 形， 第三侧板和第四侧板则是在矩形的基础上形成 切角。

[0082] 天线振子 31设于底板 32a之上。 在本实施例中不限定天线振子 31的形态及其与 底板 32a之间的结合方式。

[0083] 天线罩 33至少包围反射板 32的底板 32a、 第一侧板 32b和第二侧板 32c。 图 3中去 除了部分天线罩以使得反射板 22的结构可见。 如图可见， 天线罩 33并不与反射 板 32接触， 而是与整个反射板 32之间具有间隙。 可以理解， 天线罩的设置是可 选的， 天线 30可以不包含天线罩。

[0084] 吸波材料层 34理论上可设置于反射板 32的背向天线振子 31的外表面。 在设置天 线罩 33的实施例中， 吸波材料层 34是设置于天线罩 33和反射板 32的第一侧板 32b 之间以及天线罩 33和第二侧板 32c之间， 以实现所期望的吸波性能。

[0085] 在本实施例中， 吸波材料层 34结合于一金属层 35， 金属层 35位于天线罩 33面向 第一侧板 32b和第二侧板 32c的内表面。 为了达到更好的效果， 金属层 35还位于天 线罩 23面向底板 32a的内表面。 在此， 吸波材料层 34与金属层 35的连接方式可包 括粘接和铆接。 金属层 35与天线罩 33的连接方式可包括粘接和铆接。 天线罩 33 内可设置凹槽， 用来放置金属层 35和吸波材料层 34。 金属层可以例如是铜箔。

[0086] 吸波材料可以是第一至第四较佳实施例所描述 的吸波超材料。

[0087] 在此实施例中， 吸波材料的参数是： 垂直入射反射率 R在 lGH fR<-ldB， 在 2 GHz日寸 R<-3dB， 介电常数 5-30， 磁导率 1-7。

[0088] 在覆盖范围上， 吸波材料层 34可覆盖反射板包含振子阵列的区域的外表面� �� 且 吸波材料层 34的布置是以振子阵列为中心。

[0089] 在下文中， 网格是以导电几何结构单元的中心为节点， 相邻节点间连线形成， 其用于描述导电几何结构单元的排布规律。

[0090] 第一较佳实施例

[0091] 如图 10所示， 吸波超材料包括磁性电磁吸波材料层 2以及与磁性电磁吸波材料 层 2相结合的导电几何结构单元 1。 磁性电磁吸波材料层 2可以是以橡胶为基体结 合电磁波吸收剂， 电磁波吸收剂可以是颗粒铁氧体或者微米 /亚微米金属颗粒吸 收剂或者磁性纤维吸收剂或者纳米磁性吸收剂 ， 其可以通过惨杂或者配比的方 式结合于橡胶基体中。 磁性电磁吸波材料层 2可以是吸波贴片材料， 具有较小的 厚度并能自动化生产。 磁性电磁吸波材料层 2的厚度和电磁参数可以根据吸波超 材料的工作频段来设定， 工作频率段为 0.8-2.7GHz， 吸波超材料的介电常数为 5- 30， 磁导率为 1-7， 此吋垂直入射反射率 R为在 1GHz日寸 R<-ldB， 在 2GHz日寸 R<-3d B。 导电几何结构单元 1呈两个幵口的圆形， 在幵口处设置有平行的金属条带 la 。 如图 11所示， 导电几何结构单元 1的排布规律为成周期规律， 周期规律表现为 平面内相互垂直的两个方向周期性排布， 以方形网格形式延伸， 但排布规律不 限于此， 可以是错位排布或者无序排布或者不均匀排布 。 在磁性电磁吸波材料 层 2的背侧还可设置有金属层 3。 金属层 3是选择性设置的， 在一些应用场合， 可 以省略金属层 3。 例如在第三实施例中， 由于吸波材料层已经附着在金属层上， 吸波材料层内部不再设置金属层。 导电几何结构单元 1的材料可以是铜、 银、 金 。 导电几何结构单元 1的厚度大于工作频率段的趋肤深度。 导电几何结构单元 1 及其金属条带 la的线宽均为 W， 厚度均为 H， 其可以设置成 0.1mm≤W≤lmm， 0.005mm≤H≤0.05mm， 在该尺寸范围内的导电几何结构单元 1具有良好的吸波效 果。 导电几何结构单元 1是具有外接圆的形状， 其外接圆的直径可以设定成工作 频段自由空间电磁波长的 1/20~1/5。 导电几何结构单元 1的外接圆即为其本身限 定的圆形。 在其他实施例中， 外接圆可以是由最外侧的端点限定的圆。 金属层 3 的厚度可以设置成大于对应工作频段的趋肤深 度。 趋肤深度是当频率很高的电 流通过导体吋， 可以认为电流只在导体表面上很薄的一层中流 过， 所述很薄的 一层的厚度就是趋肤深度。 当金属层 3的厚度的设置以趋肤深度为参考， 可以省 略导体中心部分的材料。

[0092] 导电几何结构单元 1可以通过薄膜或者贴片方式固定在磁性电磁� �波材料层 2之 上， 也可以是嵌入到磁性电磁吸波材料层 2中。 磁性电磁吸波材料层 2可以粘接 或者其他方式固定在金属层 3上。

[0093] TE波为电磁波中的横向波， 如图 12所示， 在 TE模式下的反射率在增加导电几 何结构单元后材料的垂直入射反射率下降， 当导电几何结构单元 1的直径 lm为 3 微米吋， 图 11所示的吸波超材料的反射率相对于没有导电� ��何结构单元的磁性 电磁吸波材料层的反射率要更低。 当导电几何结构单元 1的直径 lm为 3.5微米吋， 吸波超材料的反射率进一步降低。 当导电几何结构单元的直径 lm为 4微米吋， 吸 波超材料的反射率最低。 图 12所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0094] TM波为电磁波中的纵向波， 如图 13所示， 在 TM模式下的反射率在增加导电几 何结构单元后材料的垂直入射反射率下降， 当导电几何结构单元 1的直径 lm为 3 微米吋， 图 11所示的吸波超材料的反射率相对于没有导电� ��何结构单元的磁性 电磁吸波材料层的反射率要更低。 当导电几何结构单元 1的直径 lm为 3.5微米吋， 吸波超材料的反射率进一步降低。 当导电几何结构单元的直径 lm为 4微米吋， 吸 波超材料的反射率最低。 图 13所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。 值得一提的是， 根据本发明的实施例不限于特定工作频率， 而可以根据设定的工作频率和所采 用的吸波材料而对应设计电磁微结构。

[0095] 第二较佳实施例

[0096] 本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内 容， 其中采用相同的标号来表示 相同或近似的元件， 并且选择性地省略了相同技术内容的说明。 关于省略部分 的说明可参照前述实施例， 本实施例不再重复赘述。

[0097] 如图 14所示， 与第一较佳实施例不同的是， 导电几何结构单元 4带幵口的八边 形， 在幵口处设置有平行的金属条带 40。 如图 14所示， 导电几何结构单元 4的排 布规律为成周期规律， 周期规律表现为平面内相互垂直的两个方向周 期性排布 ， 以方形网格形式延伸， 但排布规律不限于此， 可以是错位排布或者无序排布 或者不均匀排布。 导电几何结构单元 4外接圆的直径可以设定成工作频段自由空 间电磁波长的 1/20~1/5。

[0098] 如图 15所示， 在 TE模式下的反射率在增加导电几何结构单元后� ��料的垂直入射 反射率下降， 当导电几何结构单元 4的直径 lm为 3微米吋， 图 14所示的吸波超材 料的反射率相对于没有导电几何结构单元的磁 性电磁吸波材料层的反射率要更 低。 当导电几何结构单元 4的直径 lm为 3.5微米吋， 吸波超材料的反射率进一步降 低。 当导电几何结构单元的直径 lm为 4微米吋， 吸波超材料的反射率最低。 图 15 所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0099] 如图 16所示， 在 TM模式下的反射率在增加导电几何结构单元后� ��料的垂直入 射反射率下降， 当导电几何结构单元 4的直径 lm为 3微米吋， 图 14所示的吸波超 材料的反射率相对于没有导电几何结构单元的 磁性电磁吸波材料层的反射率要 更低。 当导电几何结构单元 4的直径 lm为 3.5微米吋， 吸波超材料的反射率进一步 降低。 当导电几何结构单元 4的直径 lm为 4微米吋， 吸波超材料的反射率最低。 图 16所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0100] 第三较佳实施例

[0101] 本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内 容， 其中采用相同的标号来表示 相同或近似的元件， 并且选择性地省略了相同技术内容的说明。 关于省略部分 的说明可参照前述实施例， 本实施例不再重复赘述。

[0102] 如图 17所示， 与第一较佳实施例不同的是， 导电几何结构单元 5带幵口的四边 形， 在幵口处设置有平行的金属条带 50， 幵口所在的边的中心位移至四边形内 。 如图 17所示， 导电几何结构单元 5的排布规律为成周期规律， 周期规律表现为 平面内相互垂直的两个方向周期性排布， 以方形网格形式延伸， 但排布规律不 限于此， 可以是错位排布或者无序排布或者不均匀排布 。 导电几何结构单元 5外 接圆的直径可以设定成工作频段自由空间电磁 波长的 1/20~1/5。

[0103] 如图 18所示， 在 TE模式下的反射率在增加导电几何结构单元后� ��料的垂直入射 反射率下降， 当导电几何结构单元 5的直径 lm为 3微米吋， 图 17所示的吸波超材 料的反射率相对于没有导电几何结构单元的磁 性电磁吸波材料层的反射率要更 低。 当导电几何结构单元 5的直径 lm为 3.5微米吋， 吸波超材料的反射率进一步降 低。 当导电几何结构单元的直径 lm为 4微米吋， 吸波超材料的反射率最低。 图 18 所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0104] 如图 19所示， 在 TM模式下的反射率在增加导电几何结构单元后� ��料的垂直入 射反射率下降， 当导电几何结构单元 5的直径 lm为 3微米吋， 图 17所示的吸波超 材料的反射率相对于没有导电几何结构单元的 磁性电磁吸波材料层的反射率要 更低。 当导电几何结构单元 5的直径 lm为 3.5微米吋， 吸波超材料的反射率进一步 降低。 当导电几何结构单元 5的直径 lm为 4微米吋， 吸波超材料的反射率最低。 图 19所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0105] 第四较佳实施例

[0106] 本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内 容， 其中采用相同的标号来表示 相同或近似的元件， 并且选择性地省略了相同技术内容的说明。 关于省略部分 的说明可参照前述实施例， 本实施例不再重复赘述。

[0107] 本实施例采用第三较佳实施例或者类似于第三 较佳实施例的吸波超材料。 如图 20所示， 在 TE模式下的反射率在增加导电几何结构单元后� ��料的大角度入射反 射率下降。 当采用带导电几何结构单元 5的吸波超材料吋， 图 17所示的吸波超材 料的反射率相对于没有导电几何结构单元的磁 性电磁吸波材料层的反射率要更 低， 即便在 50度、 60度、 70度的大角度入射， 反射率也明显下降， 虽然在图中 没有示出， 其在入射角度为 85度吋， 反射率也会下降。

[0108] 如图 21所示， 在 TM模式下的反射率在增加导电几何结构单元后� ��料的大角度 入射反射率下降， 当采用带导电几何结构单元 5的吸波超材料吋， 图 17所示的吸 波超材料的反射率相对于没有导电几何结构单 元的磁性电磁吸波材料层的反射 率要更低， 即便在 50度、 60度、 70度的大角度入射， 反射率也明显下降， 虽然 在图中没有示出， 其在入射角度为 85度吋， 反射率也会下降。

[0109] 在已有技术中， 针对"电磁波在吸波材料表面的反射比较严重� � 不利于对电磁 波的吸收， 尤其在大角度入射的条件下， 反射更加严重 "的情况， 业内通常采取 利用多层吸波材料， 或者在吸波材料中实现有梯度的电磁参数变化 来实现更好 的阻抗匹配， 减少表面反射， 但多层吸波带来产品面密度的上升， 需要更多的 安装空间， 增加生产制备和检测的复杂度， 梯度变化的吸波材料工艺复杂度上 升， 工艺控制难度增加， 通常伴随产品一致性的下降。

[0110] 在前述实施例中， 导电几何结构单元中的环状导电几何结构等效 于电路中的电 感 L， 相对平行的两个条形结构等效于电路中的电容 C， 组合起来就是一个 LC电 路， 图 10等效于两个电感及两个电容串联， 通过调节该导电几何结构单元的尺 寸改变其电磁参数性能， 达到我们所要求的效果， 即可以将吸波超材料所需工 作频率内的电磁波进行集中吸收， 便于下面设置的磁性电磁吸波材料层吸收， 另增加的金属层会将吸收的电磁波进行发射到 磁性吸波材料层进行二次吸收。 根据本发明的实施例可以降低吸波材料针对电 磁波垂直入射和大角度入射吋的 反射， 通过针对传统吸波材料的电磁特性， 通过改变电磁超材料的拓扑结构和 排布规律来改变工作频段内自身的电磁参数和 整体等效电磁参数， 从而达到降 低反射率的效果。 并且无需多层吸波材料， 因此可以在更加轻薄的条件下实现 与已有技术等效的吸波效果， 即在更低面密度的条件下实现与传统材料等效 的 吸收效果。

[0111] 本发明的有益效果为提升天线的电气性能， 具体表现为前后比和交叉极化隔离 。 图 4是本发明实施例的带吸波材料的天线与已有� �带吸波材料的天线的方向图 在 1710MHz吋的对比。 图 5是本发明实施例的带吸波材料的天线与已有� �带吸波 材料的天线的方向图在 1990MHz吋的对比。 图 6是本发明实施例的带吸波材料的 天线与已有不带吸波材料的天线的方向图在 2170MHz吋的对比。 加载吸波材料 后， 前后比提升在 1710， 1990， 2170MHz分别为: 2.15， 1.51， 1.80dB。

[0112] 图 7是本发明较佳实施例的带吸波超材料的天线� �已有不带吸波超超材料的天 线的方向图在 1710MHz吋的对比。 图 8是本发明较佳实施例的带吸波超材料的天 线与已有不带吸波超材料的天线的方向图在 1990MHz吋的对比。 图 9是本发明较 佳实施例的带吸波超材料的天线与已有不带吸 波超材料的天线的方向图在 2170M Hz吋的对比。 参考图 7-9所示， 通过测试， 未加载吸波超材料吋， 天线前后比在 1710MHz, 1990MHz和 2170MHz日寸前后比分别为 23.85dB， 24.50dB和 23.18dB ; 加载吸波超材料后， 天线前后比分别为 29.83dB， 28.17dB和 27.67dB; 提升幅度 分别为 5.97， 3.67和 4.48dB， 因此本发明实施例的电气性能提升明显。

[0113] 本发明实施例还具有如下优点： 吸波超材料和制作超材料中的导电几何结构的 导电材料如铜箔等不会额外显著增加原料成本 ； 安装方便， 不会为天线组装增 加难度。 在使用吸波超材料的实施例中， 吸波超材料环境适应性优于传统吸波 材料。

[0114] 本发明的实施例可以应用于基站天线、 WIFI天线、 收费站 ETC天线等定向覆盖 产品， 应用在移动通信、 无线覆盖领域， 会为天线产品提升前后比和交叉极化 等性能， 为系统改进后向干扰， 减轻收发干扰， 提升通信容量等等。 其中， 前 后比的提升使得天线覆盖更多向前向覆盖， 后向覆盖干扰降低， 在市区移动通 信和无线覆盖环境中尤为有利。 交叉极化隔离改善可以减轻发射天线对接收天 线的干扰， 因为存在收发天线为正交极化的情况。 交叉极化的改善还可以提升 通信容量。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述， 但是本技术领域中的普通技术人 员应当认识到， 以上的实施例仅是用来说明本发明， 在没有脱离本发明精神的 情况下还可作出各种等效的变化或替换， 因此， 只要在本发明的实质精神范围 内对上述实施例的变化、 变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。