陶瓷天线是什么(陶瓷天线内部结构图)

导语：美国，盯上了陶瓷天线

陶瓷天线是一种由多层天线结构组成的，有一定频率特性的天线系统。 它的工作原理是利用高频电磁波在特定方向上散射和吸收，实现电磁信号转换，从而完成信息传输。 根据其传输原理和结构形式的不同可分为辐射天线、同轴/多模复合介质辐射天线等。 辐射天线是指利用特殊材料将电磁波在不同方向上辐射出去，以实现信息通信；而耦合天线是利用多层结构的介质将电磁波在同一方向上进行能量转换，以实现电磁信号和能量的传递。

陶瓷天线工作在微波频段，其性能受到陶瓷材料本身特性（如介电常数和磁导率）、厚度尺寸、结构材料性能（如结晶度）、表面形态（如平面或圆孔等）以及表面处理工艺等多种因素影响。 其中陶瓷材料中某些组分或成分之间的化学键结合强度较大，可形成特殊的晶体结构或化学键，对电磁波起到屏蔽作用。 为了满足高频段工作要求，天线一般采用多层结构。 根据其结构不同可分为：金属介质型和混合型三种；根据电磁波与物质作用原理不同可分为：辐射型、反射型和散射型三种。 下面介绍一下常用陶瓷种类及其特点及发展现状。

一、介电常数

介电常数反映材料对频率的介电特性，它是材料的重要参数，一般在10-6~10-4量级（温度为T）之间。 材料的介电常数越大，意味着绝缘性越好。 通常用介电常数来表征电子元件的特性要求。 介电常数越大，则电磁波损耗系数越小，电磁波的散射损耗就越高。 因此介电常数对天线具有重要影响，特别是对于谐振频率在一定范围内、工作环境恶劣的天线来说更是如此。

二、磁导率

磁导率是描述材料对电磁波信号衰减快慢的一个重要参数，磁导率越高，说明介质材料的导电性能越好。 在高密度时，随着电子迁移率的提高，介质材料的磁导率也会相应降低；当电子迁移率增加到一定程度时，则会使介质材料的有效介电常数变小。 介质材料的导电性与介质材料本身特性有关，陶瓷作为金属和非金属组成的混合导体，其导电性能受两者特性影响最大。 高密度陶瓷材料具有优良的导电性和介电性，其介电常数一般较低。 在某些条件下（如高温、高湿等），陶瓷也会表现出磁性，这也是其具有磁性的原因。

三、介电损耗

介电损耗，指陶瓷材料在电磁场中受到作用时吸收的能量与其在电磁场中传播时消耗的能量之比。 介质损耗系数用来表征陶瓷材料对电磁干扰的衰减能力，通常以W/cm2表示。 介质损耗是衡量陶瓷材料的重要指标，一般用相对介电常数（ε）或磁导率（ρ）来表示。 介质损耗一般用介电常数d和磁导率ω表示，其中d表示复介电常数，ω表示磁导率。 当ε>0时，介质损耗值增大；当ε<1时，电磁波可以通过该层，而不会被吸收掉，因而介电常数小的陶瓷材料具有较好的介电性能。 介电常数为：（e=0.03）；（e=-0.2）；（e=0.2）；（e=0.03）。

四、磁导率稳定性

磁导率是衡量材料对磁场响应的能力，而稳定的磁性能可以提高天线系统的传输性能，尤其是高频应用时更为重要。 陶瓷在高频下具有磁导率稳定、高磁导的特点，能有效抑制电磁波在陶瓷介质中的反射干扰，使高频信号更加稳定。 由于电子元器件、计算机、通信系统等现代工业技术的发展，微波器件对天线提出了越来越高的要求，因此微波频率材料的性能对微波器件发展起着越来越重要的作用。

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