[发明专利]容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩

说明书

本发明公开了一种容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩。主要由周期单元阵列组成频率选择表面，每一周期单元分为介质层和金属层，介质层包括上下两层介质层及其中间的一层介质层，金属层包括上下两层介质层外表面的完整金属贴片和相邻介质层之间的金属缝隙贴片；自由空间的电磁波经过所述天线罩选择性滤波后输出所需工作频段的电磁波。本发明适用于角度、极化稳定性高的超宽带通信天线罩设计，通带内插入损耗小且稳定，通带后拥有高抑制的宽阻带，带通到带阻工作状态转化速度快，角度、极化稳定性极佳。在现代通信、雷达及军事国防等领域应用价值巨大。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及了一种容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩，可应用于高频段5G通信及雷达方面。

背景技术

随着4G通信技术的成熟上市，超高速5G通信技术为满足更高移动通信性能要求的新一代通信技术，并成为如今移动通信行业研究的热点，2020年5G移动通信的上市目标也极大地推动5G通信技术的研究。

5G通信将更加注重用户体验，提高通信网络的传输速率、降低能耗，充分利用高频段频谱资源，实现5G普遍广泛应用。因此，要求5G通信需要具有更高传输速率和更宽带宽。按照10Gbit/s的传输速率要求，实际中需要有2GHz的通带带宽，并且为了保证通信质量需要在如此宽通带内的插入损耗小于0.8dB，此外，实际通信中电磁波信号来自四面八方，需要设备具有很好的角度稳定性才能保证通信质量，对天线罩的设计提出了更高的要求。

如今，天线罩的设计通常采用频率选择表面技术来实现，国内外对于这种技术也有了数年的研究。传统的频率选择表面结构可以实现较窄的通带或者阻带，现在也有人设计出不少新型的频率选择表面，可以实现较宽的通带，但是多数还是局限于10GHz甚至更低的低频段，另外，如今的结构选择性能还有待改进，主要表现在通带插入损耗过大，造成通信质量下降，另一方面主要是通带边沿下降速度缓慢，从通带到阻带的转换速度不够快，造成选择性变差。更重要的一个问题是，角度稳定性是如今面临的一大难题，当电磁波入射角度发生改变时，造成很大的偏移，对传输性能影响很大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩，通过4层金属层的巧妙耦合设计，对于空间多个方向入射的电磁波有着稳定、高效的选择透过性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一、一种容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩：

所述天线罩是主要由周期单元阵列组成的频率选择表面，每一周期单元分为介质层和金属层，介质层包括上下两层介质层及其中间的一层介质层，金属层包括上下两层介质层外表面的完整金属贴片和相邻介质层之间的金属缝隙贴片；自由空间的电磁波经过所述天线罩选择性滤波后，滤除其余杂波，输出所需工作频段的电磁波。

本发明为高频段通信中角度、极化稳定性要求高的超宽带天线罩设计，通带内插入损耗小且稳定，通带后拥有高抑制的宽阻带，带通到带阻工作状态转化速度快，角度、极化稳定性及频率选择性能极佳。