一种电磁环境测量天线制造技术

本发明专利技术提供一种电磁环境测量天线，属于无线电监测工作领域。所述电磁环境测量天线包括：介质基板、馈电结构和多个超表面单元；多个超表面单元呈阵列式布置在所述介质基板的上表面形成超表面单元阵列；所述馈电结构设置在所述介质基板的下表面；所述馈电结构包括T型金属贴片和开设在所述T型金属贴片上的T型环缝；所述T型环缝由横向第一开口和纵向第二开口构成；所述超表面单元阵列的中心点与第一开口的中心点重合。本发明专利技术提供的电磁环境测量天线有异于传统的喇叭天线和抛面天线，不仅具有双频带特性，具有较宽的带宽，更重要的是其馈电结构小，传输效率高，且天线整体结构呈现出规则的立体状态，低剖面，整体尺寸小，节省了机箱的空间。箱的空间。箱的空间。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁环境测量天线


[0001]本专利技术涉及无线电监测工作领域，具体地涉及一种电磁环境测量天线。

技术介绍

[0002]随着电子技术的迅速发展，现代电力电子装备多是机
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电
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仪一体化技术与自动控制技术紧密结合的产物，其电磁敏感度越来越高，而机箱内复杂电磁环境（EME）能使其性能降低、损伤甚至爆炸，再者由于广泛的电磁波使用，致使一些频率的背景噪声大幅提高，严重的可能引起电磁环境整个频段的恶化。电磁环境从最初的射频干扰（RFI）到电磁干扰（EMI）、电磁兼容（EMC），直到现在的电磁环境效应（E3），为了确保机箱内部的电磁环境中共存的部件及元器件正常工作而相互影响在容许的范围内，实现评估系统在复杂电磁环境下的适应和生存能力，最直接有效的方法是对系统在复杂电磁环境下进行测试。
[0003]电磁环境测量系统目前已由全手动测试系统发展为自动测试系统。自动测试系统由硬件和软件部分组成。硬件部分由频谱分析仪、低噪声放大器、微波接收天线、计算机、转台控制器和转台等设备组成。使用自动测试系统开展电磁环境测试工作时，只需输入少量参数，就可以自动的完成电磁兼容分析及电磁环境测试，可以大大减轻工作量，提高测试的准确性和一致性。天线是辐射和接收电磁波的变换装置，辐射干扰和场强的测量系统离不开天线，电磁环境测量用到的天线有：有线天线（3GHz以下），喇叭天线（2GHz以上）和抛物面天线（1GHz以上）。
[0004]为了实现设备小型化、便携的特点，要求机箱内电子设备高度集成化，那么天线的结构尺寸必须趋于小型化，而现有的抛物面和喇叭天线尽管拥有高增益、宽带宽等方面的优势，但其设计结构较为复杂，而且结构尺寸过大，占据机箱的体积较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施方式的目的是提供一种电磁环境测量天线，该天线结构简单，超表面单元具有频率选择特性，本身对电磁波而言相当于一个具有带通或带阻特性的滤波器，会对电磁波会产生选择性通过的作用，可以有效的实现机箱内电磁波的测量；此外超表面能够在特定的频段实现电磁波的部分反射，使得透射出来的电磁波实现同相位叠加，从而提高了天线的增益；馈电结构与参考地面处于同一平面，使得天线的尺寸减小，极大的缩减了天线在机箱内所占空间，且该馈电结构有效的激发了所需频率天线的模态。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种电磁环境测量天线，所述电磁环境测量天线包括：介质基板、馈电结构和多个超表面单元；多个超表面单元呈阵列式布置在所述介质基板的上表面形成超表面单元阵列；所述馈电结构设置在所述介质基板的下表面；所述馈电结构包括T型金属贴片和开设在所述T型金属贴片上的T型环缝；所述T型环缝由横向的第一开口和纵向的第二开口构成；所述超表面单元阵列的中心点与第一开口的中心点重合。
[0007]在本申请实施例中，所述超表面单元为具有两个对称设置的异形开口的圆形金属
片，所述异形开口的中心线与水平面之间具有夹角30度
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75度。
[0008]在本申请实施例中，所述异形开口的中心线与水平面之间的夹角为45度。
[0009]在本申请实施例中，所述异形开口为喇叭状开口。
[0010]在本申请实施例中，所述喇叭状开口由作为开口大端的底边、作为开口小端的矩形部和矩形部与底边之间的两条弧形腰构成，两个喇叭状开口的底边相对设置。
[0011]在本申请实施例中，所述矩形部的两条对边之间的间距为2
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2.5mm。
[0012]在本申请实施例中，所述超表面单元为n*n个，n≥4。
[0013]在本申请实施例中，所述超表面单元为16个，所述超表面单元阵列为4*4的阵列。
[0014]在本申请实施例中，所述介质基板为由Rogers RO4003c材料制成的介质基板。
[0015]在本申请实施例中，所述介质基板的厚度为1.2
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3.6mm。
[0016]通过上述技术方案，提供一种小型化环缝馈电超表面天线，有异于传统的喇叭天线和抛面天线，不仅具有双频带特性，具有较宽的带宽，更重要的是其馈电结构小，传输效率高，且天线整体结构呈现出规则的立体状态，低剖面，整体尺寸小，节省了机箱的空间。
[0017]本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]附图是用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施方式，但并不构成对本专利技术实施方式的限制。在附图中：图1是本专利技术一种实施方式提供的电磁环境测量天线立体示意图；图2是本专利技术一种实施方式提供的电磁环境测量天线上表面示意图；图3是本专利技术一种实施方式提供的电磁环境测量天线下表面示意图；图4是本专利技术一种实施方式提供的电磁环境测量天线中的超表面单元放大示意图；图5是本专利技术实施例一提供的电磁环境测量天线回波损耗特性（S11）曲线图；图6是本专利技术实施例一提供的电磁环境测量天线输入阻抗（Z11）曲线图；图7是本专利技术实施例一提供的电磁环境测量天线电压驻波比(VSWR)曲线图；图8是本专利技术实施例一提供的电磁环境测量天线增益曲线图；图9是本专利技术实施例二提供的电磁环境测量天线上表面示意图。
[0019]附图标记说明1
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介质基板，2
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超表面单元，21
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圆形金属片，22
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异形开口，221
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底边，222
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弧形腰，223
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矩形部，3
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馈电结构，31
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T型金属贴片，32
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T型环缝，321
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第一开口，322
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第二开口。
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0021]在本申请实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。
[0022]术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0024]此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁环境测量天线，其特征在于，所述电磁环境测量天线包括：介质基板（1）、馈电结构（3）和多个超表面单元（2）；多个超表面单元（2）呈阵列式布置在所述介质基板（1）的上表面形成超表面单元阵列；所述馈电结构（3）设置在所述介质基板（1）的下表面；所述馈电结构（3）包括T型金属贴片（31）和开设在所述T型金属贴片（31）上的T型环缝（32）；所述T型环缝（32）由横向的第一开口（321）和纵向的第二开口（322）构成；所述超表面单元阵列的中心点与第一开口（321）的中心点重合。2.根据权利要求1所述的电磁环境测量天线，其特征在于，所述超表面单元（2）为具有两个对称设置的异形开口（22）的圆形金属片（21），所述异形开口（22）的中心线与水平面之间具有30度
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75度的夹角。3.根据权利要求2所述的电磁环境测量天线，其特征在于，所述异形开口（22）的中心线与水平面之间的夹角为45度。4.根据权利要求2所述的电磁环境测量天线，其特征在于，所述异...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕宁，赵扬，徐鲲鹏，成睿琦，任强，王琳，朱慧，黄保成，
申请(专利权)人：北京芯可鉴科技有限公司北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：