[发明专利]一种基于电磁吸波体的高隔离度阵列天线

说明书

本发明公开了一种基于电磁吸波体的高隔离度阵列天线，包括金属底板，金属底板上垂直设置有四个单元天线，四个单元天线相对于金属底板的中心呈对称分布，并依次旋转90°；金属底板上互相垂直的两条轴线上设置由电磁吸波墙组成的电磁吸波体单元；电磁吸波墙为双面结构，包括两层背靠背贴合的电磁吸波板，电磁吸波板的正面设置有等间距的多个微带结构，微带结构包括十字形微带贴片及其外侧设置的方环形微带线。该天线用于北斗卫星导航系统，通过电磁吸波体单元，吸收单元天线近厂区的空间电磁波，降低单元天线之间的空间波耦合，提高单元天线之间的隔离度。

技术领域

本发明属于天线技术领域，还涉及电磁超导体技术领域；具体涉及一种基于电磁吸波体的高隔离度阵列天线。

背景技术

卫星导航系统是现代军事武器装备和作战指挥领域的重要信息源，可以为全球陆、海、空、天各类军事载体提供精确的三维位置与速度信息和高精度的时间基准。但是，地面接收到的卫星导航信号功率相当微弱，卫星导航接收机极易受到无意或者人为的射频信号的干扰，致使导航精度降低，严重时甚至无法捕获卫星导航信号。卫星导航自适应抗干扰天线基于阵列信号处理技术，能够自适应调整阵列天线的方向图，滤除干扰信号的同时保留卫星导航信号，可以极大地提高卫星导航接收机在复杂电磁环境中的抗干扰能力，已经广泛应用于战机、战车、舰船、无人机、雷达、精确制导导弹、单兵手持机等军事领域。

然而，现代军事武器装备的体积越来越紧凑，卫星导航自适应抗干扰天线必须尽可能减小尺寸以满足适装性需求。但是，阵列孔径缩减将导致单元天线之间的电磁耦合加剧，使卫星导航自适应抗干扰天线的性能遭到严重恶化。单元互耦不仅会影响单元天线自身的阻抗匹配、辐射方向图和极化特性，而且会导致阵列的零陷深度变浅、角度偏离干扰信号的波达方向。因此，采取必要的措施降低阵列单元天线之间的电磁耦合，提高阵列单元天线之间的隔离度，对增强卫星导航自适应抗干扰天线的性能至关重要。

电磁吸波体是电磁超材料技术的一个重要分支。电磁吸波体能够吸收特定频带的电磁波，通过将入射的电磁波能量转化为热能的形式消耗掉。与传统的吸波材料相比，电磁吸波体具有吸波率高、厚度薄、频带灵活可调、制作成本低廉的优势，目前在消除电磁干扰和雷达电磁隐身方面得到大量的应用。但是，电磁吸波体应用于提高阵列天线隔离度，尤其是圆极化阵列天线隔离度方面的研究报道，还比较少见。

北斗卫星导航系统是我国拥有自主知识产权的全球卫星导航系统。随着北斗卫星导航系统在我国军事领域当中的深入推广和广泛应用，高性能的北斗卫星导航自适应抗干扰天线已成为北斗卫星导航接收机在复杂电磁环境中正常工作的关键保障。而面对当前日趋紧凑的载体空间尺寸，实现高隔离度的北斗卫星导航阵列天线，则成为保证北斗卫星导航自适应抗干扰天线性能的必要前提。综上所述，有必要基于电磁吸波体，研究设计具有圆极化辐射特性好、单元天线隔离度高、结构尺寸紧凑、制作简单方便、加工成本低廉的新型北斗卫星导航阵列天线。

发明内容

本发明提供了一种基于电磁吸波体的高隔离度阵列天线；该天线用于北斗卫星导航系统，通过电磁吸波体单元，吸收单元天线近厂区的空间电磁波，降低单元天线之间的空间波耦合，提高单元天线之间的隔离度。

本发明的技术方案是：一种基于电磁吸波体的高隔离度阵列天线，包括金属底板，金属底板上垂直设置有四个单元天线，四个单元天线相对于金属底板的中心呈对称分布，并依次旋转90°；金属底板上互相垂直的两条轴线上设置由电磁吸波墙组成的电磁吸波体单元；电磁吸波墙为双面结构，包括两层背靠背贴合的电磁吸波板，电磁吸波板的正面设置有等间距的多个微带结构，微带结构包括十字形微带贴片及其外侧设置的方环形微带线。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中电磁吸波板包括第二介质基板，第二介质基板的背面印制有金属地，第二介质基板的正面印制有微带结构。

其中第二介质基板为环氧树脂玻璃材质。

其中单元天线为右旋圆极化微带单元天线。