本发明涉及相控阵天线，具体地说，涉及一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构。
背景技术：
1、种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构是一种先进的无线通信和雷达系统关键组件，旨在适应未来无线通信系统对更大带宽和更高传输速率的需求，使用轻量化的周期性结构和集总电阻设计，能够实现宽频带、高传输速率、强抗干扰性能和良好的保密性。
2、现有的相控阵天线单元和阵列结构在频带宽度和扫描角度方面存在局限，且由于传统耦合馈电部分、非线性阻抗匹配网络和多层介质材料设计的复杂性且体积较大及阻抗匹配困难，会导致系统增益不稳定、方向图失真和带内谐振的问题。因此，设计一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，以解决上述背景技术中提出的由于传统耦合馈电部分、非线性阻抗匹配网络和多层介质材料设计的复杂性且体积较大及阻抗匹配困难，会导致系统增益不稳定、方向图失真和带内谐振的问题。
2、为实现上述目的，本发明目的在于提供了一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，包括：
3、馈电部分，所述馈电部分利用同轴线进行直接馈电；
4、还包括指数渐变巴伦，所述指数渐变巴伦利用指数渐变线构成实现超宽带不同工作频率条件下的阻抗匹配；
5、还包括偶极子单元，所述偶极子单元由一对对称的贴片构成将能量辐射至自由空间；
6、还包括吸波层结构，所述吸波层结构由方阻与超材料结构搭建吸收由偶极子辐射至地板的信号；
7、还包括周期化贴片，所述周期化贴片由周期性排布的介质贴片构成形成二阶阻抗匹配网络。
8、作为本技术方案的进一步改进，所述馈电部分利用同轴线馈电方式进行直接馈电，其中同轴线馈电方式通过在天线和馈电线之间的直接连接。
9、作为本技术方案的进一步改进，所述指数渐变巴伦利用指数渐变线构成，实现超宽带不同工作频率条件下的阻抗匹配，通过逐渐变化的特性阻抗，达到在宽频带范围内的良好阻抗匹配，指数渐变巴伦通过平衡-不平衡传输线的设计，确保天线在各种频率下的工作性能，维持稳定的天线增益；
10、其中，所述的逐渐变化的特性阻抗是指数渐变巴伦通过渐变线的设计，使得传输线的特性阻抗从输入端到输出端逐渐变化，平滑地过渡不同阻抗之间的变化，并使用指数函数来描述特性阻抗的变化，指数函数涉及的数学公式具体为：
11、
12、其中，为初始阻抗；为渐变率常数；为距离。
13、作为本技术方案的进一步改进，所述偶极子单元由一对对称的贴片构成，将能量辐射至自由空间，通过对称贴片设计，将电信号转换为电磁波辐射至自由空间，提供稳定的辐射特性，提升天线的辐射效率以及在宽频带范围内的辐射性能。
14、作为本技术方案的进一步改进，所述吸波层结构由方阻与超材料结构搭建，吸收由偶极子辐射至地板的信号，通过高效吸收偶极子辐射至地板的杂散信号，减少地板反射对天线方向图的干扰，优化天线的增益方向图。
15、作为本技术方案的进一步改进，所述周期化贴片由周期性排布的介质贴片构成，形成二阶阻抗匹配网络，降低天线阵列大角度扫描时的有源驻波比，增大天线阵列的扫描角度，通过形成二阶阻抗匹配网络，改善天线阵列在大角度扫描时的阻抗匹配，降低有源驻波比，扩展天线阵列的扫描角度；
16、其中，所述二阶阻抗匹配网络所涉及的数学模型公式为：
17、
18、其中，为电感；为电容；为角频率；为特性阻抗。
19、作为本技术方案的进一步改进，所述天线阵列由偶极子天线单元在e面与h面进行紧密交叠排布，构建超宽带紧耦合偶极子相控阵天线阵列，拓展低频工作频率下限。
20、作为本技术方案的进一步改进，所述天线阵列尺寸为高度尺寸为，宽度尺寸为，渐变巴伦高度为，其中对应最高工作频率波长;
21、通过对天线阵列和渐变巴伦的尺寸进行严格控制，确保天线在高频和低频段的性能优化，满足不同频率下的工作要求。
22、作为本技术方案的进一步改进，所述渐变巴伦可通过改变渐变率，调整单元结构的阻抗匹配，实现不同频率下天线性能的动态调谐,渐变巴伦的渐变率调整机制使其能够根据工作频率的变化，动态调整阻抗匹配，实现宽频带范围内的天线性能优化。
23、作为本技术方案的进一步改进，所述超宽带紧耦合偶极子相控阵天线阵列的周期为：
24、
25、阵列规模为：
26、
27、天线单元的宽度尺寸为:
28、
29、其中，为天线单元的最高工作频率；
30、阵元尺寸为：
31、
32、周期化贴片高度为：
33、
34、宽度为：
35、
36、其中，为天线单元最高工作频率所对应的高频波长。
37、与现有技术相比，本发明的有益效果：
38、1、该一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构中，使用轻量化的周期性结构和集总电阻设计，可以简化设计，减小体积，改善阻抗匹配，从而提升系统的增益稳定性，减少方向图失真和带内谐振问题。
39、2、该一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构中，使用同轴线馈电方式和指数渐变巴伦，实现宽频带范围内的良好阻抗匹配，减少反射损耗，提高天线的工作效率和性能稳定性
1.一种超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：天线阵列结构包括：
2.根据权利要求1所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述馈电部分（1）利用同轴线馈电方式进行直接馈电，其中同轴线馈电方式通过在天线和馈电线之间的直接连接。
3.根据权利要求2所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述指数渐变巴伦（2）利用指数渐变线构成，实现超宽带不同工作频率条件下的阻抗匹配，通过逐渐变化的特性阻抗，达到在宽频带范围内的良好阻抗匹配，指数渐变巴伦通过平衡-不平衡传输线的设计，确保天线在各种频率下的工作性能，维持稳定的天线增益；
4.根据权利要求3所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述偶极子单元（3）由一对对称的贴片构成，将能量辐射至自由空间，通过对称贴片设计，将电信号转换为电磁波辐射至自由空间，提供稳定的辐射特性，提升天线的辐射效率以及在宽频带范围内的辐射性能。
5.根据权利要求4所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述吸波层结构（4）由方阻与超材料结构搭建，吸收由偶极子辐射至地板的信号，通过高效吸收偶极子辐射至地板的杂散信号，减少地板反射对天线方向图的干扰，优化天线的增益方向图。
6.根据权利要求5所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述周期化贴片（5）由周期性排布的介质贴片构成，形成二阶阻抗匹配网络，降低天线阵列大角度扫描时的有源驻波比，增大天线阵列的扫描角度，通过形成二阶阻抗匹配网络，改善天线阵列在大角度扫描时的阻抗匹配，降低有源驻波比，扩展天线阵列的扫描角度。
7.根据权利要求6所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述天线阵列由偶极子天线单元在e面与h面进行紧密交叠排布，构建超宽带紧耦合偶极子相控阵天线阵列，拓展低频工作频率下限。
8.根据权利要求7所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述天线阵列尺寸为高度尺寸为，宽度尺寸为，渐变巴伦高度为，其中对应最高工作频率波长;
9.根据权利要求8所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述渐变巴伦可通过改变渐变率，调整单元结构的阻抗匹配，实现不同频率下天线性能的动态调谐,渐变巴伦的渐变率调整机制使其能够根据工作频率的变化，动态调整阻抗匹配，实现宽频带范围内的天线性能优化。
10.根据权利要求9所述的超宽带紧耦合偶极子相控阵天线单元阵列结构，其特征在于：所述超宽带紧耦合偶极子相控阵天线阵列的周期为：
