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Title:
ANTENNA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/157218
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an antenna, capable of improving a front-to-back ratio and cross polarization isolation under the condition of not changing the structure of a reflection plate. The antenna comprises an antenna oscillator and a reflection plate. The antenna oscillator is arranged on the reflection plate. The antenna further comprises a wave-absorbing material layer. The wave-absorbing material layer is arranged on one side, facing away from an outer surface of the antenna oscillator, of the reflection plate.

Inventors:
LIU, Ruopeng (Software Building, No.9 GaoxinZhong 1st RoadHigh-Tech Industrial Estate,Nanshan Distric, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
ZHOU, Tian (Software Building, No.9 GaoxinZhong 1st RoadHigh-Tech Industrial Estate,Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
LI, MuSen (Software Building, No.9 GaoxinZhong 1st RoadHigh-Tech Industrial Estate,Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
WEI, Dong (Software Building, No.9 GaoxinZhong 1st RoadHigh-Tech Industrial Estate,Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
Application Number:
CN2017/076109
Publication Date:
September 21, 2017
Filing Date:
March 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KUANG-CHI INSTITUTE OF ADVANCED TECHNOLOGY (Software Building, No.9 GaoxinZhong 1st RoadHigh-Tech Industrial Estate,Nanshan Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
International Classes:
H01Q17/00; H01Q19/17
Foreign References:
CN203589220U2014-05-07
CN105811118A2016-07-27
CN104733870A2015-06-24
CN205051003U2016-02-24
US20120098723A12012-04-26
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Claims:
权利要求书

一种天线, 其特征在于, 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。

如权利要求 1所述的天线, 其特征在于, 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。

如权利要求 1所述的天线, 其特征在于, 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。

如权利要求 3所述的天线, 其特征在于, 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。

如权利要求 4所述的天线, 其特征在于, 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。

如权利要求 4或 5所述的天线, 其特征在于, 该吸波材料层还设置在该 天线罩和该底板之间。

如权利要求 6所述的天线, 其特征在于, 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。

如权利要求 7所述的天线, 其特征在于, 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

[权利要求 9] 如权利要求 8所述的天线, 其特征在于, 该金属层还设置于该天线罩 面向该底板的内表面。

[权利要求 10] 如权利要求 1所述的天线, 其特征在于, 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。

[权利要求 11] 如权利要求 1所述的天线, 其特征在于, 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。

[权利要求 12] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该环状导电几何结构设置有 一个以上的该幵口。

[权利要求 13] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该环状导电几何结构呈圆形

、 椭圆形、 三角形或多边形。

[权利要求 14] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该吸波材料层的介电常数为

5-30, 磁导率为 1-7。

[权利要求 15] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该导电几何结构单元呈周期 阵列排布。

[权利要求 16] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该磁性电磁吸波材料层的表 面上设置有金属层。

[权利要求 17] 如权利要求 16所述的天线, 其特征在于, 该磁性电磁吸波材料层是吸 波贴片材料。

[权利要求 18] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 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。

[权利要求 19] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 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。

[权利要求 20] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 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。 [权利要求 21] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 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。

[权利要求 22] 如权利要求 16所述的天线, 其特征在于, 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。

[权利要求 23] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该环状导电几何结构及条形 结构的线宽均为 W, 0.1mm≤W≤lmm。

[权利要求 24] 如权利要求 11所述的天线, 其特征在于, 该环状导电几何结构及条形 结构的厚度均为 H, 0.005mm≤H≤0.05mm。

Description:
一种天线

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。