[0001]

技术领域

[0002] 本发明主要涉及天线领域， 尤其涉及一种电气性能得到提升的双极化天线 。

背景技术

[0003] 天线前后比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。 天线的前后比表明了天线对后瓣抑制的好 坏， 前后比较低会导致天线背面区域干扰的问题。

[0004] 对双极化天线来说， 当前后比不足吋， 双极化天线的电磁波会绕射过反射板后 在天线背面产生后瓣， 造成越区覆盖， 严重干扰通信。

技术问题

[0005] 现有技术为了达到提高天线前后比的效果， 通常会改变发射板形状、 结构， 或 者修改天线的馈电方式 （例如馈电位置） 等。 但是现有方法有的修改方案太复 杂， 一致性得不到保证， 有的会对天线其他电气性能产生副作用， 实用性不强 问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种双极化天 线， 可以在不显著改变天线结构 的条件下提高前后比。

[0007] 为解决上述技术问题， 本发明提供了一种双极化天线， 包括天线振子和反射板 ， 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 置于该天线振子与该反射板之间。

[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， 该天线振 子设于该底板之上， 该第一侧板和该第二侧板位置相对， 该吸波材料层至少设 置于该天线振子和该第一侧板之间以及该天线 振子和该第二侧板之间。 [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 振子的 内表面以及该第二侧板的面向该天线振子的内 表面。

[0010] 在本发明的一实施例中， 该吸波材料层还贴覆于该底板的面向该天线振 子的上

[0011] 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内表 面， 且该吸波材料层的布置是以 振子阵列为中心。

[0012] 在本发明的一实施例中， 该天线还包括天线罩， 该天线罩至少包围该底板、 该 第一侧板和该第二侧板。

[0013] 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。

[0014] 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 。

[0015] 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。

[0016] 在本发明的一实施例中 _: 该吸波材料层的介电常数为 4-36， 磁导率为 1-12， 损 耗角正切为 0.01-0.05。

[0017] 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。

[0018] 在本发明的一实施例中 _: 该磁性电磁吸波材料层结合有金属层。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 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该工作频率段的该金属 层的趋肤深度。

[0025] 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。

[0026] 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。

[0027] 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： 设置于天线振子与反射板之间的吸波材料层， 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

[0028] 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

[0029] 图 1是本发明第一实施例的双极化天线的立体结� �图。

[0030] 图 2是本发明第二实施例的双极化天线的立体结� �图。

[0031] 图 3是本发明第三实施例的双极化天线的立体结� �图。

[0032] 图 4是为原始状态不加吸波材料、 第一实施例增加吸波材料 1、 第一实施例增加 由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1755MHz下的天线的方 向图对比。 [0033] 图 5是为原始状态不加吸波材料、 第一实施例增加吸波材料 1、 第一实施例增加 由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1935MHz下的天线的方 向图对比。

[0034] 图 6是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 2、 第二实施例增加 由吸波材料 2及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1755MHz下的天线的方 向图对比。

[0035] 图 7是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 2、 第二实施例增加 由吸波材料 2及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1935MHz下的天线的方 向图对比。

[0036] 图 8是为原始状态不加吸波材料、 第三实施例增加吸波材料 1、 第三实施例增加 由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 825MHz下的天线的方 向图对比。

[0037] 图 9是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 1、 第三实施例增加 由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1755MHz下的天线的方 向图对比。

[0038] 图 10是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 1、 第三实施例增 加由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 2125MHz下的天线的 方向图对比。

[0039] 图 11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； [0040] 图 12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

[0041] 图 13为本发明第一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

[0042] 图 14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；

[0043] 图 15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

[0044] 图 16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 [0045] 图 17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；

[0046] 图 18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；

[0047] 图 19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

[0048] 图 20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；

[0049] 图 21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

[0050] 图 22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。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0051] 在此处键入本发明的最佳实施方式描述段落。

具体实施方式

[0052] 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。

[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双极化天线， 能够提升前后比， 解决天线后瓣过大产 生干扰的问题。

[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缘绕 设部分的电磁波， 从而避免对天线的整体结构进行显著改动。

[0056] 第一实施例 [0057] 图 1是本发明第一实施例的双极化天线的立体结� �图。 参考图 1所示， 本实施例 的双极化天线 10， 包括天线振子 11、 反射板 12和吸波材料层 13。

[0058] 反射板 12具有底板 12a、 第一侧板 12b和第二侧板 12c。 第一侧板 12b和第二侧板

12c相对。 作为举例， 第一侧板 12b和第二侧板 12c可呈规则的矩形。

[0059] 反射板 12还可包括第三侧板 12d， 与第一侧板 12b和第二侧板 12c相邻。 第三侧 板 12d的形状可以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] 吸波材料层 13理论上至少设置于天线振子 11和第一侧板 12b之间以及天线振子 1

1和第二侧板 12c之间。 在本实施例中， 吸波材料层 13贴覆于第一侧板 12b的面向 天线振子 11的内表面以及第二侧板 12c的面向天线振子 11的内表面。

[0062] 本实施例的天线还可包括天线罩 （图未示出） ， 天线罩至少包围底板、 第一侧 板和第二侧板。

[0063] 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。

[0064] 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。

[0065] 在本实施例中， 天线振子 11的数量为多个并形成振子阵列， 吸波材料层 13覆盖 反射板 12上对应振子阵列的区域的内表面， 且吸波材料层 13的布置是以振子阵 列为中心。

[0066] 吸波材料可以是下述的第一至第四较佳实施例 的吸波超材料。

[0067] 本实施例中选择的吸波材料的参数为： 反射率 R为 lGH fR<-2dB， 2GH fR< -

5dB， 介电常数为 4-32， 磁导率为 2-12， 损耗角正切为 0.01-0.05。

[0068] 下表 1示出本实施例中吸波材料对天线前后比的提� �效果。

本发明的实施方式

[0069] 在表 1中， 材料 1的参数是介电常数 5-20， 磁导率 2-6， 损耗角正切 0.01-0.05， 反 射率 R为 1GHz日寸 R<-2dB， 2GHz日寸 R<-5dB; 材料 2的参数是： 介电常数 10-30， 磁 导率 4-8， 损耗角正切 0.01-0.05， 反射率 R为 1GHz日寸 R<-2dB， 2GHz日寸 R<-5dB。

[0070] 从表格中可以看出， 在列出的整个频段 1700MHz-2000MHz内， 在反射板侧板 内表面添加吸波材料后， 前后比都获得提升， 前后比相对于原始状态提升幅度 都达到 2-3dB。

[0071] 图 4是为原始状态不加吸波材料、 第一实施例增加吸波材料 1、 第一实施例增加 由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1755MHz下的天线的方 向图对比。 图 5是为原始状态不加吸波材料、 第一实施例增加吸波材料 1、 第一 实施例增加由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1935MHz下 的天线的方向图对比。 从图 4和图 5亦可直观的看出本实施例的前后比提升效果 ： 增加吸波材料 1、 增加由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料 在 1755MHz下的前后比提升分别为： 例如 1.21dB， 1.85dB , 在 1935MHz下的前后 比提升分别为： 例如 1.32 dB， 2.68dB。

[0072] 由此， 本实施例在双极化天线的反射板侧板内表面贴 上吸波材料层后， 将天线 振子辐射的电磁波在反射板边缘绕射的部分吸 收， 从而减小了天线背面的辐射 电磁波， 提高了天线前后比。 [0073] 第二实施例

[0074] 图 2是本发明第二实施例的双极化天线的立体结� �图。 参考图 2所示， 本实施例 的双极化天线 20， 包括天线振子 21、 反射板 22和吸波材料层 23。

[0075] 反射板 22具有底板 22a、 第一侧板 22b和第二侧板 22c。 第一侧板 22b和第二侧板

22c相对。 作为举例， 第一侧板 22b和第二侧板 22c可呈规则的矩形。

[0076] 反射板 22还可包括第三侧板 22d， 与第一侧板 22b和第二侧板 22c相邻。 第三侧 板 22d的形状可以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。

[0077] 天线振子 21设于底板 22a之上， 具体为底板 22a的上表面上。 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。 吸波材料层 23理论上至少 设置于天线振子 21和第一侧板 22b之间以及天线振子 21和第二侧板 22c之间。 在本 实施例中， 吸波材料层 23贴覆于底板 22a的面向天线振子 21的上表面。

[0078] 本实施例的天线还可包括天线罩 （图未示出） ， 天线罩至少包围底板、 第一侧 板和第二侧板。

[0079] 在本实施例中， 天线振子 21的数量为多个并形成振子阵列， 吸波材料层 23覆盖 反射板 22上对应振子阵列的区域的内表面， 且吸波材料层 23的布置是以振子阵 列为中心。

[0080] 吸波材料可以是下述的第一至第四较佳实施例 的吸波超材料。

[0081] 本实施例中选择的吸波材料的参数为： 反射率 R为 lGH fR<-2dB， 2GH fR< -

5dB， 介电常数为 3-30， 磁导率为 1-9， 损耗角正切为 0.01-0.05。

[0082] 下表 2示出本实施例中吸波材料对天线前后比的提� �效果。

[]

[0083] 在表 2中， 材料 1的参数是介电常数 5-20， 磁导率 2-6， 损耗角正切 0.01-0.05， 反 射率 R为 1GHz日寸 R<-2dB， 2GHz日寸 R<-5dB; 材料 2的参数是： 介电常数 10-30， 磁 导率 4-8， 损耗角正切 0.01-0.05， 反射率 R为 1GHz日寸 R<-2dB， 2GHz日寸 R<-5dB。

[0084] 从表格中可以看出， 在列出的整个频段 1700MHz-2000MHz内， 在反射板侧板 内表面添加吸波材料后， 前后比都获得提升， 前后比相对于原始状态提升幅度 都达到 2-3dB。

[0085] 图 6是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 2、 第二实施例增加 由吸波材料 2及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1755MHz下的天线的方 向图对比。 图 7是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 2、 第二 实施例增加由吸波材料 2及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1935MHz下 的天线的方向图对比。 从图 6和图 7亦可直观的看出本实施例的前后比提升效果 ： 增加吸波材料 2、 增加由吸波材料 2及导电几何结构层结合形成的吸波超材料 在 1755MHz下的前后比提升分别为： 例如 1.56 dB， 2.63dB , 在 1935MHz下的前 后比提升分别为： 例如 1.87 dB， 2.36dB。

[0086] 由此， 本实施例在双极化天线的反射板的底板上表面 贴上吸波材料层后， 将天 线振子辐射的电磁波在反射板边缘绕射的部分 吸收， 从而减小了天线背面的辐 射电磁波， 提高了天线前后比。

[0087] 第三实施例

[0088] 图 3是本发明第三实施例的双极化天线的立体结� �图。 参考图 3所示， 本实施例 的双极化天线 30， 包括天线振子 31、 反射板 32和吸波材料层 33。

[0089] 反射板 32具有底板 32a、 第一侧板 32b和第二侧板 32c。 第一侧板 32b和第二侧板

32c相对。 作为举例， 第一侧板 32b和第二侧板 32c可呈规则的矩形。

[0090] 反射板 32还可包括第三侧板 32d， 与第一侧板 32b和第二侧板 32c相邻。 第三侧 板 32d的形状可以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。

[0091] 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。

[0092] 吸波材料层 33理论上至少设置于天线振子 31和第一侧板 32b之间以及天线振子 3

1和第二侧板 32c之间。 在本实施例中， 吸波材料层 33同吋贴覆于第一侧板 32b的 面向天线振子 31的内表面、 第二侧板 32c的面向天线振子 31的内表面和底板 32a的 面向天线振子 31的上表面。

[0093] 本实施例的天线还可包括天线罩 （图未示出） ， 天线罩至少包围底板、 第一侧 板和第二侧板。

[0094] 在本实施例中， 天线振子 31的数量为多个并形成振子阵列， 吸波材料层 33覆盖 反射板 32上对应振子阵列的区域的内表面， 且吸波材料层 33的布置是以振子阵 列为中心。

[0095] 吸波材料可以是下述的第一至第四较佳实施例 的吸波超材料。

[0096] 本实施例中选择的吸波材料的参数为： 反射率为 lGH fR<-2dB， 2GH fR<-5 dB， 介电常数为 5-36， 磁导率为 2-10， 损耗角正切为 0.01-0.05。

[0097] 下表 3示出本实施例中吸波材料对天线前后比的提� �效果。

[]

[0098] 在表 3中， 材料 1的参数是介电常数 5-20， 磁导率 2-6， 损耗角正切 0.01-0.05， 反 射率 R为 1GHz日寸 R<-2dB， 2GHz日寸 R<-5dB; 材料 2的参数是： 介电常数 10-30， 磁 导率 4-8， 损耗角正切 0.01-0.05， 反射率 R为 1GHz日寸 R<-2dB， 2GHz日寸 R<-5dB。

[0099] 从表格中可以看出， 在列出的整个频段 800MHz-2100MHz内， 侧壁内外两面均 添加材料后前后比都获得提升， 前后比相对于原始状态提升幅度都达到 2-4dB,低 频段提升幅度更大。

[0100] 图 8是为原始状态不加吸波材料、 第三实施例增加吸波材料 1、 第三实施例增加 由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 825MHz下的天线的方 向图对比。 图 9是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波材料 1、 第三 实施例增加由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料在 1755MHz下 的天线的方向图对比。 图 10是为原始状态不加吸波材料、 第二实施例增加吸波 材料 1、 第三实施例增加由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸波超材料 在 2125MHz下的天线的方向图对比。 从图 8-10亦可直观的看出本实施例的前后比 提升效果： 增加吸波材料 1、 增加由吸波材料 1及导电几何结构层结合形成的吸 波超材料在 825MHz下的前后比提升分别为： 例如 1.95 dB， 3.19dB , 在 1755MHz 下的前后比提升分别为： 例如 2.15 dB， 3.31dB , 在 2125MHz下的前后比提升分 别为： 例如 1.36 dB， 1.55dB。

[0101] 由此， 本实施例在双极化天线的反射板侧板的内表面 和底板上表面贴上吸波材 料层后， 将天线振子辐射的电磁波在反射板边缘绕射的 部分吸收， 从而减小了 天线背面的辐射电磁波， 提高了天线前后比。

[0102] 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。

[0103] 第一较佳实施例

[0104] 如图 11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 12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。 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 l/20~l/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， 这里很薄的 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。

[0105] 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。

[0106] TE波为电磁波中的横向波， 如图 13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 12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。

[0107] TM波为电磁波中的纵向波， 如图 14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 12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 14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。

[0108] 第二较佳实施例

[0109] 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。

[0110] 如图 15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 15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。

[0111] 如图 16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 15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 16 所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0112] 如图 17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 15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 17所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0113] 第三较佳实施例

[0114] 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。

[0115] 如图 18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 18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。

[0116] 如图 19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 18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 19 所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0117] 如图 20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 18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 20所示的工作频率段为 0.8-2.7GHz。

[0118] 第四较佳实施例

[0119] 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。

[0120] 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 21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 18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。

[0121] 如图 22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 18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。

[0122] 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。

[0123] 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 11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。

[0124] 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等性能。 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。

[0125] 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。