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申请/专利权人：广东工业大学

摘要：本申请公开了一种阵列天线，包括天线、电磁诱导透明组件以及金属板；所述天线设置于所述金属地板上方第一目标距离处且各所述天线相互平行；所述电磁诱导透明组件同方向、周期性设置于所述金属板上方第二目标距离处；其中，所述第二目标距离小于所述第一目标距离。本申请所提供的阵列天线无需采用较多的复杂技术即可拓展阵列天线的带宽，且可以产生陷波特性，从而在实现宽频带特性的同时，能够有效降低成本、缩减体积、便于调试维护。

主权项：1.一种阵列天线，其特征在于，包括：天线、电磁诱导透明组件以及金属板；所述天线设置于所述金属板上方第一目标距离处且各所述天线相互平行；所述电磁诱导透明组件同方向、周期性设置于所述金属板上方第二目标距离处；其中，所述第二目标距离小于所述第一目标距离。

全文数据：一种阵列天线技术领域本申请涉及天线技术领域，特别涉及一种阵列天线。背景技术天线作为发射和接收电磁波信号的硬件，是无线通信领域中重要组成部分。随着天线技术的不断发展，现代天线逐渐朝着宽频带、小型化和多频化等方向发展。天线按其性能可分为许多种类，用于不同的领域。其中，由工作在同频率的两个及其以上的天线按照一定的规律组合排列而构成天线称之为阵列天线，构成阵列天线的各天线称之为阵列单元。阵列天线通过不同的馈电方式以及阵列单元采用不同的排列组合方式可得到不同辐射特性以适应不同的工作需求。目前，宽带阵列天线因具有宽频带、波束扫描等优势而被广泛关注与应用。传统的宽频带阵列天线设计方案通过设计宽带化的阵列单元，然后将各阵列单元进行合适的排列组合来减小阵列单元间的互耦影响，从而实现宽频带特性。但是阵列单元间的耦合效应对宽带阵列天线的性能有较大影响，如果设计不当，将对宽带阵列天线的带宽等性能产生极大的影响。因此，传统宽带阵列天线的设计方案需采用较多复杂技术，从而产生成本高、体积大、不便于调试维护等问题。有鉴于此，如何解决上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。发明内容本申请的目的是提供一种阵列天线，无需采用较多的复杂技术即可拓展阵列天线的带宽，以在实现宽频带特性的同时，降低成本、缩减体积、便于调试维护。为解决上述技术问题，本申请提供了一种阵列天线，包括：天线、电磁诱导透明组件以及金属板；所述天线设置于所述金属地板上方第一目标距离处且各所述天线相互平行；所述电磁诱导透明组件同方向、周期性设置于所述金属板上方第二目标距离处；其中，所述第二目标距离小于所述第一目标距离。可选的，所述电磁诱导透明组件包括：上基板、下基板、开口环谐振器以及U型对称谐振器；所述开口环谐振器设置于所述上基板的上表面，所述U型对称谐振器设置于所述下基板的上表面。可选的，所述天线具体为半波偶极子天线。可选的，所述天线具体为贴片天线。可选的，所述上基板与所述下基板均为陶瓷基板。可选的，所述天线的数量为2个。可选的，所述电磁诱导透明组件中所述U型对称谐振器的数量具体为1个，所述开口环谐振器的数量具体为1个。可选的，各所述电磁诱导透明组件排布于同一水平线上。本申请所提供的阵列天线，包括天线、电磁诱导透明组件以及金属板；所述天线设置于所述金属地板上方第一目标距离处且各所述天线相互平行；所述电磁诱导透明组件同方向、周期性设置于所述金属板上方第二目标距离处；其中，所述第二目标距离小于所述第一目标距离。可见，较之采用复杂技术对各阵列单元即天线进行排列组合而构成具有宽频带特性的传统阵列天线，本申请所提供的阵列天线中各天线只需相互平行的设置于金属地板上方第一目标距离处，而不必采用复杂技术对各天线进行排列组合。另外，本申请所提供的阵列天线，在金属板上方第二目标距离处设置有同方向且周期性排布的电磁诱导透明组件，且该第二目标距离小于第一目标距离，以在此电磁诱导透明组件产生在特定频带的“透明”窗口的作用下拓宽阵列天线带宽同时产生陷波特性。从而，在能够实现宽频带特性的同时，本申请所提供的阵列天线可以有效降低成本、缩减体积、便于调试维护。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种阵列天线的结构示意图；图2为本申请实施例所提供的一种阵列天线的俯视图；图3为本申请实施例所提供的一种阵列天线的侧视图；图4为本申请实施例所提供的一种反射系数曲线图；图5为本申请实施例所提供的一种增益曲线图。具体实施方式本申请的核心是提供一种阵列天线，无需采用较多的复杂技术即可拓展阵列天线的带宽，以在实现宽频带特性的同时，降低成本、缩减体积、便于调试维护。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种阵列天线的结构示意图；参考图1所示，该阵列天线包括天线1、电磁诱导透明组件2以及金属板3；天线1设置于金属地板上方第一目标距离处且各天线1相互平行；电磁诱导透明组件2同方向、周期性设置于金属板3上方第二目标距离处；其中，第二目标距离小于第一目标距离。具体的，天线1通过非金属材料架设于金属地板上方的第一目标距离处，该第一目标距离的具体数值可根据实际需要进行设置，本申请在此不做限定。各设置于金属地板上方第一目标距离处的天线1彼此间相互平行，并作为阵列单元构成阵列天线。其中，对于上述天线1的具体数量，本申请不做唯一限定，在保障各天线1彼此平行的基础上，可以结合实际应用需要进行差异性设置。在一种具体的实施方式中，上述天线1的数量为2个。具体的，本实施例中，天线1的数量具体为2个，且两个天线1在同一水平面上相互平行，从而由此设置于金属板3上方第一目标距离处的天线1构成二元阵列天线。通过调节天线1的尺寸，即可使天线1在特定频点产生谐振，例如，调节天线1的尺寸，使天线1的谐振频点为3.30GHz。在一种具体的实施方式中，上述天线1具体为半波偶极子天线1。具体的，本实施例中天线1具体为半波偶极子天线1，从而以半波偶极子天线1作为阵列单元构成阵列天线。各半波偶极子天线1中心馈电，馈电端口如图1所示11。通过调节各半波偶极子天线1间的距离以及各半波偶极子天线1距离金属地板的高度可使阵列天线达到阻抗匹配。在另外一种具体的实施方式中，上述天线1具体为贴片天线1。具体的，本实施例中天线1具体为贴片天线1，进而以贴片天线1作为阵列单元构成阵列天线。通过调节各贴片天线1间的距离以及各贴片天线1距离金属地板的高度可使阵列天线达到阻抗匹配。可以明白的是，上述天线1的具体类型仅为本申请所提供具体实施方式，而非唯一限定，除半波偶极子天线1与贴片天线1外，还可以设置为其他类型的天线1。电磁诱导透明组件2通过非金属材料架设于金属板3上方的第二目标距离处，该第二目标距离小于上述第一目标距离，即电磁诱导透明组件2位于天线1的下方。且各电磁诱导透明组件2呈同方向、周期性排布。所谓同方向即各电磁诱导透明组件2排布于同一平面，例如，均排布于x轴、y轴所在的平面。其中，在一种具体的实施方式中，电磁诱导透明组件2可以包括：上基板21、下基板22、开口环谐振器23以及U型对称谐振器24；开口环谐振器23设置于上基板21的上表面，U型对称谐振器24设置于下基板22的上表面。具体的，参考图2与图3所示，本实施例中，电磁诱导透明组件2具体包括上基板21、下基板22、开口环谐振器23以及U型对称谐振器24。顾名思义，上基板21位于下基板22的上方，且开口环谐振器23设置于上基板21的上表面，U型对称谐振器24设置于下基板22的上表面。通过调节开口环谐振器23以及U型对称谐振器24的尺寸，即可使电磁诱导透明组件2产生在特定频带的“透明”窗口。具体而言，电磁诱导透明组件通常包含两种谐振单元，一种谐振单元是能够直接与入射电磁场相耦合的“明模”谐振单元，另一种是不能直接被入射电磁场激发，但是能够通过“明模”诱导而产生耦合的“暗模”谐振单元。将两种谐振单元组合排列成一个电磁诱导透明组件2，在电磁波同时照射下，由于高辐射的“明模”与低辐射的“暗模”间发生相互耦合，会激发电磁能量传输到“暗模”，从而使得电磁场产生相消干涉，从而在阻带的中心频率处产生一个锐利的“透明”窗口。其中，本实施例中的开口环谐振器23作为电磁诱导透明组件2的“明模”谐振单元，“明模”谐振单元能够被外场直接激励产生新的辐射从而能够拓展天线的带宽，U型对称谐振器24作为电磁诱导透明结构的“暗模”谐振单元，通过“明模”谐振单元开口环谐振器23诱导产生耦合，从而出现电磁诱导透明现象，形成吸收窗口，在吸收窗口频点处会抑制天线的辐射而产生陷波特性。其中，电磁诱导透明组件2中上基板21与下基板22可均为陶瓷基板。当然，在实际应用中上基板21与下基板22还可以选用其他材料的非金属基板。另外，作为一种具体的实施方式各电磁诱导透明组件2排布于同一水平线，如图2所示。此外，在一种具体的实施方式中，电磁诱导透明组件2中U型对称谐振器24的数量具体可为1个，开口环谐振器23的数量为1个。综上所述，较之采用复杂技术对各阵列单元即天线进行排列组合而构成具有宽频带特性的传统阵列天线，本申请所提供的阵列天线中各天线只需相互平行的设置于金属地板上方第一目标距离处，而不必采用复杂技术对各天线进行排列组合。另外，本申请所提供的阵列天线，在金属板上方第二目标距离处设置有同方向且周期性排布的电磁诱导透明组件，且该第二目标距离小于第一目标距离，以在此电磁诱导透明组件产生在特定频带的“透明”窗口的作用下拓宽阵列天线带宽同时产生陷波特性。从而，在能够实现宽频带特性的同时，本申请所提供的阵列天线可以有效降低成本、缩减体积、便于调试维护。以下结合图4与图5对本申请所提供的阵列天线的技术效果作进一步的阐述：参考图4所示的反射系数曲线图，图4中实线A表示阵列天线未加入电磁诱导透明组件的情况下的反射系数变化曲线，实线B表示阵列天线加入开口环谐振器之后的反射系数变化曲线，实线C表示阵列天线加入电磁诱导透明组件之后的反射系数变化曲线，由图4可知，在阵列天线未加入电磁诱导透明组件的情况下，阵列天线的带宽较窄，而加入电磁诱导透明组件后，在3.17GHz～3.67GH频段内反射系数均小于-10dB，由此可见，加入电磁诱导透明组件能够有效拓展阵列天线的带宽。参考图5所示的增益曲线图，图5中实线D表示阵列天线未加入电磁诱导透明组件的情况下的增益变化曲线，实线E表示阵列天线加入开口环谐振器之后的增益变化曲线，实线F表示阵列天线加入电磁诱导透明组件之后的增益变化曲线；对比阵列天线未加入开口环谐振器以及电磁诱导透明组件的情况可见，加入电磁诱导透明组件之后有效拓展了阵列天线带宽，带内增益更平稳；且在3.70GHz时，由于陷波特性，增益曲线出现滚降。因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。以上对本申请所提供的阵列天线进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

权利要求：1.一种阵列天线，其特征在于，包括：天线、电磁诱导透明组件以及金属板；所述天线设置于所述金属地板上方第一目标距离处且各所述天线相互平行；所述电磁诱导透明组件同方向、周期性设置于所述金属板上方第二目标距离处；其中，所述第二目标距离小于所述第一目标距离。2.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，所述电磁诱导透明组件包括：上基板、下基板、开口环谐振器以及U型对称谐振器；所述开口环谐振器设置于所述上基板的上表面，所述U型对称谐振器设置于所述下基板的上表面。3.根据权利要求2所述的阵列天线，其特征在于，所述天线具体为半波偶极子天线。4.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于，所述天线具体为贴片天线。5.根据权利要求4所述的阵列天线，其特征在于，所述上基板与所述下基板均为陶瓷基板。6.根据权利要求5所述的阵列天线，其特征在于，所述天线的数量为2个。7.根据权利要求6所述的阵列天线，其特征在于，所述电磁诱导透明组件中所述U型对称谐振器的数量具体为1个，所述开口环谐振器的数量具体为1个。8.根据权利要求7所述的阵列天线，其特征在于，各所述电磁诱导透明组件排布于同一水平线上。

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