CN116417792A - 天线阵元及阵列天线 - Google Patents

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CN116417792A CN202111671133.8A CN202111671133A CN116417792A CN 116417792 A CN116417792 A CN 116417792A CN 202111671133 A CN202111671133 A CN 202111671133A CN 116417792 A CN116417792 A CN 116417792A
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李金凯
王雅妮
王天鹏
陈特彦
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Abstract

本申请提出了一种天线阵元及阵列天线。该天线阵元采用移相器和能够改变介电常数的介质块配合的方案，来精确调节各个天线阵元的激励相位。这种方案可适用于任何低副瓣阵列天线，从而提高信噪比并降低主波束外杂波信号的影响,可以有效提高采用天线阵元的阵列天线的抗干扰能力，而且还有利于阵列天线实现空分复用技术。另外，本申请的天线阵元除了能够精确调节激励相位之外节省了成本，而且由于可以采用低精度移相器而使得插入损耗较低。

Description

天线阵元及阵列天线
技术领域
本申请涉及天线领域，具体地涉及一种天线阵元及包括多个这种天线阵元的阵列天线。
背景技术
近年来，低副瓣阵列天线因其可以提升抗干扰性能并可实现空分复用技术而广泛应用于高性能通信系统。本领域技术人员对低副瓣阵列天线的相关技术进行了深入的研究，基于研究结论，想要实现低副瓣阵列天线的需求，需要采用优化算法迭代出满足工程需要的天线阵元的幅相(幅度和相位)分布，再设计相应的馈电系统激励各个天线阵元。
在现有技术的馈电系统的一种实现方案中，采用无源功分器形式的馈电系统提供阵列天线的激励，通过设计功分器的具体尺寸与参数可使总端口能量(幅度和相位)按照一定的比例提供到各个天线阵元的端口。但是，对于低副瓣阵列天线，各个天线阵元激励的幅度和相位往往各不相同，需要设计多路不等幅不同相的功分器对各个阵元的端口进行有效激励。对于一个多端口不等幅不同相的无源功分器，其设计难度通常比较大且成本较高。而且，由于功分器功率分布比值与负载匹配状态相关，因此在无源功分器与天线阵列连接之后，各个天线阵元实际输入的能量的幅度和相位与设计值存在一定的偏差，导致基于无源功分器的低副瓣阵列天线性能劣化。
在现有技术的馈电系统的另一种实现方案中，阵列天线的各个天线阵元的接收/发射组件通过数字电路控制的方式实现幅度和相位调整。通过数字电路可以直接控制每个接收/发射组件的幅度和相位，从而完成对阵列天线的各个天线阵元的馈电。现阶段高精度的接收/发射组件的高精度移相器可以实现精确的相位控制，例如6位移相器可以实现5.625°相位步进，8位移相器可以实现1.4°的相位步进。但是接收/发射组件的调相精度通常与成本和插入损耗相关，精度越高，成本越高，插入损耗越大。因此，利用高精度移相器的低副瓣阵列天线的成本较高，插入损耗较大。
综上，在实现阵列天线的馈电系统的上述技术方案中，无源功分器的成本较高且在实现调相过程中容易出现偏差，而高精度移相器虽然能够实现精确的相位控制，但是成本较高且插入损耗较大。
发明内容
有鉴于此，提出了一种新型的天线阵元，其能够在兼顾成本的情况下实现精确的相位控制且插入损耗较低，还提供了一种包括上述天线阵元的阵列天线。
为此，本申请采用如下的技术方案。
第一方面，本申请的实施例提供了一种天线阵元，包括：
介质板，其包括彼此相反的第一面和第二面；
辐射单元，其设置于所述第一面；
馈电巴伦，其设置于所述第二面；
移相器，其与所述馈电巴伦电性导通；以及
介质块，其位于所述介质板的一侧，所述介质块与所述馈电巴伦接触且完全遮盖所述馈电巴伦，所述介质块的介电常数能够受控地进行调节。
通过采用上述技术方案，利用移相器和介质块对馈电巴伦的激励相位进行调节，能够得到与期望的理想激励相位接近的激励相位，从而降低由天线阵元构成的天线的副瓣电平。而且，在利用介质块对馈电巴伦的激励相位进行调节的基础上，移相器可以选用低精度移相器，由此降低天线阵元的成本且降低了由于采用高精度移相器导致的插入损耗。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，所述介质块的介电常数的调控范围为(1，εr2max)，所述调控范围的上限值εr2max满足：
Figure BDA0003453027750000021
其中，εr1是所述介质板的介质层的介电常数，λ为所述馈电巴伦的微带线的信号的波长，L是所述馈电巴伦的微带线的延伸长度，N是所述移相器的位数，q1和q2为预定的变量值。
通过采用上述技术方案，能够基于移相器的位数量化介质块的介电常数的调控范围，使得有利于根据实际需要精确构建介质块。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，N≤4。
通过采用上述技术方案，具有特定位数的电子移相器能够兼顾成本和调相功能，而且抑制了插入损耗。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，所述介质块具有实心结构，所述介质块包括铁电材料和/或液晶材料。
通过采用上述技术方案，提出了易于构造介质块的一种方案，这样构造的介质块能够通过从天线阵元的馈源引出的偏置电压调节该介质块的介电常数，因而这种介质块的介电常数调节方式也易于实现。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，所述铁电材料为钛酸锶钡或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物。
通过采用上述技术方案，提供了铁电材料的典型示例，兼顾了介质块的调相能力和成本。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，所述介质块包括空心的壳体和在所述壳体内填充的液态介质。
通过采用上述技术方案，提出了易于构造介质块的另一种方案，这种构造的介质块的成本更低，而且与采用铁电材料和/或液晶材料的介质块相比，调谐范围更大。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，所述壳体具有长方体形状，所述壳体的高度方向与所述天线阵元的高度方向一致，所述介质块整体的介电常数εr满足以下关系式，
Figure BDA0003453027750000022
其中，所述壳体的壁厚为D，所述壳体内的中空区域的高度为H，所述液态介质的高度为d1，所述壳体的材料的介电常数为εr1，所述液态介质的介电常数为εr2。
通过采用上述技术方案，能够对利用壳体和液态介质构造的介质块的介电常数进行足够精确的控制，从而对天线阵元的激励相位进行调节。
在根据第一方面的一种可能的实施方式中，所述液态介质为水或乙醇。
通过采用上述技术方案，提供了液态介质的典型示例，兼顾了介质块的调相能力和成本。
第二方面，本申请的实施例提供了一种阵列天线，所述阵列天线包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的天线阵元。
通过采用上述技术方案，能够实现一种低副瓣阵列天线。
在根据第二方面的一种可能的实施方式中，多个所述天线阵元在同一条直线上等间隔开地布置。
通过采用上述技术方案，提出了本申请的阵列天线的一种易于实现的结构布局。
在根据第二方面的一种可能的实施方式中，所述阵列天线为偶极子阵列天线。
有益效果，通过采用上述技术方案，提出了本申请的阵列天线的典型示例。
本申请的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1A是以透视的方式示出了根据本申请的第一实施例的天线阵元的结构的示意图。
图1B是示出了图1A中的天线阵元的介质块的介电常数随着加载到介质块的偏置电压变化的曲线图，其中横坐标为偏置电压，纵坐标为介电常数。
图1C是示出了图1A中的天线阵元的馈电电压的相位随介质块的介电常数变化的曲线图，其中横坐标为介电常数，纵坐标为馈电电压的相位。
图1D是示出了用于说明本申请的效果的天线方向图，其中横坐标为空间角，纵坐标为波瓣电平，曲线1为仅采用4位电子移相器调相之后的天线方向图，曲线2为采用4位电子移相器和介质块调相之后的天线方向图，曲线3为采用通过优化算法迭代得到的理想馈电相位的天线方向图。
图2A是以透视的方式示出了根据本申请的第二实施例的天线阵元的结构的示意图。
图2B是示出了图2A中的天线阵元的介质块的介电常数随着液态介质高度变化的曲线图，其中横坐标为液态介质高度，纵坐标为介电常数。
图2C是示出了图2A中的天线阵元的馈电电压的相位随介质块的介电常数变化的曲线图，其中横坐标为介电常数，纵坐标为馈电电压的相位。
图2D是示出了图2A中的天线阵元的介质块的透视示意图。
图2E是示出了用于本申请的效果的天线方向图，其中横坐标为空间角，纵坐标为波瓣电平，曲线1为仅采用4位电子移相器调相之后的天线方向图，曲线2为采用4位电子移相器和介质块调相之后的天线方向图，曲线3为采用通过优化算法迭代得到的理想馈电相位的天线方向图。
图3是示出了根据本申请的阵列天线的结构的示意图。
图4是用于说明本申请的天线阵元的介质块的介电常数的调控范围所参考的示意图。
附图标记说明
1介质板 2辐射单元 3馈电巴伦 4移相器 5介质块 51壳体 52液态介质 L高度方向。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
在本申请中，如无特殊说明，“高度方向”是指天线阵元的高度方向，也可以认为是实施例中馈电巴伦(平衡器)的高度方向。
以下概略阐述本申请的技术思路。本申请提出了一种新型低副瓣阵列天线的天线阵元设计。该天线阵元采用低精度移相器和能够改变介电常数的介质块配合的方案，来精确调节各个天线阵元的激励相位。这种方案可适用于任何低副瓣阵列天线，从而提高信噪比并降低主波束外杂波信号的影响,可以有效提高采用天线阵元的阵列天线的抗干扰能力，而且还有利于阵列天线实现空分复用技术。另外，本申请的天线阵元除了能够精确调节激励相位之外节省了成本，而且由于采用了低精度移相器而使得插入损耗较低。
以下首先结合说明书附图说明根据本申请的第一实施例的天线阵元。
(根据本申请的第一实施例的天线阵元)
如图1A所示，根据本申请的第一实施例的天线阵元为偶极子天线阵元，其包括介质板1、辐射单元2、馈电巴伦3、移相器4和介质块5。
具体地，介质板1具有平板形状且具有相反的第一面和第二面。辐射单元2印刷设置于介质板1的第一面，馈电巴伦3为微带线馈电巴伦并印刷设置于介质板1的第二面，馈电巴伦3为辐射单元2的双臂馈电，从而使得辐射单元2发射和接收电磁波信号。
在本实施例中，移相器4为精度较低的4位电子移相器，移相器4与馈电巴伦3电性导通，用于对激励信号的电压相位进行调节。
在本实施例中，介质块5形成为实心的薄片形状,介质块5从馈电巴伦3的一侧与馈电巴伦3接触且完全遮盖馈电巴伦3。在本实施例中，介质块5由例如钛酸锶钡(BST)或者聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))等的铁电材料制成。在这种情况下，可以直接在天线阵元的馈源处引出偏置电压与介质块5电性导通，并通过数字电路控制加在介质块5上的电压，使得根据外加电压的变化介质块5的内部分子结构极化发生旋转，进而介电常数发生改变。例如，当介电常数可调的介质块5采用聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物制成的薄片形式时，该薄片可根据外加电压的变化,材料内部相邻的晶格的自发极化发生改变。如图1B所示，介质块5的介电常数变化范围一般可以达到16-26，因此加载于介质块5一侧的馈电巴伦3所传输的激励信号的电压相位也会如图1C那样发生变化，实现了介质块5的介电常数能够受控地进行调节从而改变激励信号的电压相位的目的。
在采用上述方案的基础上，根据理想馈电情况，天线阵元的激励信号的电压首先通过精度较低的移相器4进行大致调相(粗调)。之后，通过改变介质块5的介电常数，使得馈电巴伦3的有效介电常数发生大致线性变化，由此进行精确调相(细调)，实际馈入阵元的激励信号的相位趋近于理想值，进而实现降低阵列天线的副瓣电平的目的。
以下通过仿真数据来说明根据本申请的第一实施例的天线阵元构成的阵列天线的效果。
在利用十二个根据本申请的第一实施例的天线阵元构成如图3所示的直线阵列天线的情况下，假设目标任务为在空间角20°至90°范围内E面方向图副瓣电平低至-40dB以下，如下表1-1和表1-2所示，通过优化算法迭代出了各个天线阵元理想激励下的幅度(省略)和相位，以及由此确定的通过4位电子移相器进行调相的相位。
如图1D所示，当各个天线阵元馈入理想优化值时，阵列天线的方向图如曲线3所示，在空间角20°至90°可以实现-40db以下的低副瓣电平。当仅利用4位电子移相器(4位电子移相器的相位步进为22.5°)对各个天线阵元调相时，阵列天线的方向图如曲线1所示，可见相位误差大范围地抬升了副瓣电平。当利用4位电子移相器和介电常数可调的介质块5对各个天线阵元调相时，阵列天线的方向图如曲线2所示，在4位电子移相器的基础上通过精确控制各个天线阵元一侧的介质块5(铁电薄片)的偏置电压，改变馈电巴伦3的相位值，进而实现对天线阵元相位的精准调控，可见由本申请的技术所实现的阵列天线可以较好地实现理想的低副瓣效果。
[表1-1]
理想相位 7.785 -18.063 -31.252 -31.132 -19.208 0.583
4位电子移相器 0 -22.5 -22.5 -22.5 -22.5 0
[表1-2]
理想相位 32.268 46.117 53.039 40.598 3.119 -54.349
4位电子移相器 22.5 45 45 45 0 -45
可以理解，将介电常数可调的铁电材料制成的介质块5加载到馈电巴伦3处来实现调相功能，不仅结构简单且成本较低，而且可以在小于15°的范围精确调整激励信号的电压相位。而且，还避免了直接采用高精度电子移相器4导致插入损耗较大的问题，使得插入损耗较小。
以下结合说明书附图说明根据本申请的第二实施例的天线阵元。
(根据本申请的第二实施例的天线阵元)
如图2A所示，根据本申请的第二实施例的天线阵元与根据本申请的第一实施例的天线阵元的结构基本相同，以下主要说明两者之间的不同之处。
在本实施例中，如图2A所示，介质块5包括空心的壳体51和在壳体51内填充的液态介质52,介质块5从馈电巴伦3的一侧与馈电巴伦3接触且完全遮盖馈电巴伦3。在本实施例中，介质块5的壳体51整体具有长方体形状，壳体51的内部空间也形成为长方体形状，壳体51的高度方向与天线阵元的高度方向L一致。壳体51由塑料(介电常数为2.7)制成且具有相同的壁厚，壳体51内的空间的一部分填充液态介质52为水(可以为纯水，介电常数为81)，未填充的部分充满空气(介电常数为1)。在这种情况下，可以通过外加机械泵控制壳体51内液态介质52的高度，进而使得介质块的整体等效介电常数发生改变。如图2B所示，介质块5的介电常数变化范围可以达到1-20，因此加载于介质块5一侧的馈电巴伦3所传输信号的相位也会如图2C那样发生变化，实现了介质块5的介电常数能够受控地进行调节从而改变激励信号的电压相位的目的。
进一步地，为了对介质块5的等效介电常数进行精确控制，通过试验得到了精确控制介质块5的介电常数的方法。具体地，如图2D所示，当壳体51的壁厚为D(mm)，壳体51内的中空区域的高度为H(mm)，液态介质52的高度为d1(mm)，壳体51的材料的介电常数为εr1，液态介质52的介电常数为εr2,介质块5整体的介电常数εr满足以下关系式，由此能够实现对介质块5的介电常数进行精确的控制。
Figure BDA0003453027750000061
在采用上述方案的基础上，根据理想馈电情况，天线阵元的激励信号的电压首先通过精度较低的移相器4进行大致调相(粗调)。之后，通过改变介质块5的介电常数，使得馈电巴伦3的有效介电常数发生大致线性变化，由此进行精确调相(细调)，实际馈入阵元的激励信号的相位趋近于理想值，进而实现降低阵列天线的副瓣电平的目的。
在利用十二个根据本申请的第一实施例的天线阵元构成如图3所示的直线阵列天线的情况下，假设目标任务同样为在空间角20°至90°范围内E面方向图副瓣压低至-40dB以下，如以上的表1-1和表1-2所示，通过优化算法迭代出了各个天线阵元理想激励下的幅度(省略)和相位，以及由此确定的通过4位电子移相器进行调相的相位。
如图2E所示，当各个天线阵元的激励馈入理想优化值时，阵列天线的方向图如曲线3所示，在空间角20°至90°可以实现-40db以下的低副瓣电平。当仅利用4位电子移相器(4位电子移相器的相位步进为22.5°)对各个天线阵元调相时，阵列天线的方向图如曲线1所示，可见相位误差大范围的抬升了副瓣电平。当利用4位电子移相器和介电常数可调的介质块5对各个天线阵元调相时，阵列天线的方向图如曲线2所示，在4位电子移相器的基础上通过精确控制各个天线阵元一侧的介质块5(包含液态介质52)的高度，改变馈电巴伦3的相位值，进而实现对天线阵元相位的精准调控，可见由本申请的技术所实现的阵列天线可以较好地实现理想低副瓣效果。
可以理解，将介电常数可调的包含液态介质52的介质块5加载到馈电巴伦3处来实现调相功能。不仅方案实现结构简单，成本较低，而且调谐范围较大。
以上内容对本申请的具体实施方式的示例性实施例及相关的变型例进行了阐述，以下进行补充说明。
i.除了上述实施例中说明的结构和相关效果之外，发明人通过研究得出移相器4的位数与介质块5的介电常数的调控范围存在对应的量化关系，以有利于根据相位器4的位数精确构建对应的介质块。在移相器4为N位数字移相器的情况下，移相器4的相位步进为
Figure BDA0003453027750000062
在本申请的技术方案中，通过设置介质块5能够在上述移相器4的相位步进基础上再进行精细调控，使得馈电巴伦3的激励相位趋近于理想值。
进一步地，馈电巴伦3的微带线中的信号的相移
Figure BDA0003453027750000063
(单位为°)为：
Figure BDA0003453027750000064
其中，L为馈电巴伦3的微带线的延伸长度，c为真空中光速，f为馈电巴伦3的微带线的信号传输频率，εe为馈电巴伦3的微带线的等效介电常数。因此，可以通过改变εe的值来改变其相移。
进一步地，经过该馈电巴伦3的微带线的信号的最大相移量
Figure BDA0003453027750000065
(单位为°)为：
Figure BDA0003453027750000066
其中，εemax是介质板1和介质块5的等效介电常数变化的最大值，εemin是介质板1和介质块5的等效介电常数变化的最小值。考虑到实际工程应用，一般εemin为介质板1的介电常数，即外加介质块介电常数为1的情况。
进一步地，在移相器4为N位数字移相器的情况下，介质块5所需实现的附加相位调制区间
Figure BDA0003453027750000071
需要等于该移相器4的相位步进，即：
Figure BDA0003453027750000072
得：
Figure BDA0003453027750000073
基于参考文件1和参考文件2，介电板1和介质块5的等效介电常数εe的关系可以表示为：
Figure BDA0003453027750000074
其中，如图4所示，εr1是介质板1的介质层的介电常数，εr2是介质块5的介电常数。q1，q2的变量值在参考文件1和参考文件2中有详细的说明。由此，在移相器4为N位数字移相器的情况下，介质块5的介电常数调控的最大值为：
Figure BDA0003453027750000075
由此，介质块5的介电常数调控范围为：(1，εr2max)。
参考文献1：吉拉尼、穆罕默德·塔哈等人，“基于微带环形谐振器的肉质传感技术”，无线技术与应用(Jilani,Muhammad Taha,et al."Microstrip ring resonatorbased sensing technique for meat quality".Wireless Technology andApplications)IEEE,2013:220-224.
参考文献2：大卫M.波扎，微波工程，第三版(David M.Pozar,MicrowaveEngineering,Third Edition),张肇仪，周乐柱，吴德明等译.北京：电子工业出版社,2006.124-124.
此外，可以理解，在本申请中，为了节省成本以及减小插入损耗，移相器4为低精度的电子移相器，其中N≤4。典型地，N＝4或者N＝3。
ii.可以理解，当介质块5具有实心结构时，介质块5除了可以由铁电材料制成之外，还可以由液晶材料制成。另外，液态介质不限于上述实施例中说明的水，而且还可以是乙醇等其它液态介质。
iii.本申请还提供了包括上述天线阵元的阵列天线。例如，如图3所示，该阵列天线可以包括十二个天线阵元，这些天线阵元可以构成直线阵列天线。在其它可选的方案中，阵列天线可以包括数量为两个以上的天线阵元，这些天线阵元也可以排列成其它形状的阵列天线。另外，本申请的天线阵元可以是偶极子天线阵元，也可以是其它类型的天线阵元。
iv.可以理解，本申请的方案可以根据实际需要，在天线阵元的激励信号的电压相位被粗调的基础上通过介质块5再次进行更精细的相位调整，由此利用介质块5结合低位电子移相器完成一个高位电子移相器的精准调相功能。进一步地，由于本申请的方案的结构简单且集成度高，因此还可以对已加载功分器的阵列天线作误差修正，修正功分器引入的误差。进一步地，相比于采用高位电子移相器的方案，本申请的方案结构简单，没有过多的级联数字电路，引入的插入损耗更小，可以减少超过3db以上的插入损耗。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种天线阵元，其特征在于，包括：
介质板，其包括彼此相反的第一面和第二面；
辐射单元，其设置于所述第一面；
馈电巴伦，其设置于所述第二面；
移相器，其与所述馈电巴伦电性导通；以及
介质块，其位于所述介质板的一侧，所述介质块与所述馈电巴伦接触且完全遮盖所述馈电巴伦，所述介质块的介电常数能够受控地进行调节。
2.根据权利要求1所述的天线阵元，其特征在于，所述介质块的介电常数的调控范围为(1，εr2max)，所述调控范围的上限值εr2max满足：
Figure FDA0003453027740000011
其中，εr1是所述介质板的介质层的介电常数，λ为所述馈电巴伦的微带线的信号的波长，L是所述馈电巴伦的微带线的延伸长度，N是所述移相器的位数，q1和q2为预定的变量值。
3.根据权利要求2所述的天线阵元，其特征在于，N≤4。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线阵元，其特征在于，所述介质块具有实心结构，所述介质块包括铁电材料和/或液晶材料。
5.根据权利要求4所述的天线阵元，其特征在于，所述铁电材料为钛酸锶钡或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的天线阵元，其特征在于，所述介质块包括空心的壳体和在所述壳体内填充的液态介质。
7.根据权利要求6所述的天线阵元，其特征在于，所述壳体具有长方体形状，所述壳体的高度方向与所述天线阵元的高度方向一致，所述介质块整体的介电常数εr满足以下关系式，
Figure FDA0003453027740000012
其中，所述壳体的壁厚为D，所述壳体内的中空区域的高度为H，所述液态介质的高度为d1，所述壳体的材料的介电常数为εr1，所述液态介质的介电常数为εr2。
8.根据权利要求6所述的天线阵元，其特征在于，所述液态介质为水或乙醇。
9.一种阵列天线，其特征在于，所述阵列天线包括多个权利要求1至8中任一项所述的天线阵元。
10.根据权利要求9所述的阵列天线，其特征在于，多个所述天线阵元在同一条直线上等间隔开地布置。
11.根据权利要求9或10所述的阵列天线，其特征在于，所述阵列天线为偶极子阵列天线。
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