本发明属于宽带相控阵天线领域，具体而言，涉及一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线。
背景技术：
1、无线通信技术日渐成熟，未来的无线通信系统需要更大的带宽来适应数据增长和用户需求，提高通信系统传输速率和增大其信道容量是大势所趋。超宽带技术具有高传输速率、极宽的带宽等特点，受到业界的广泛关注。作为无线通信系统中的重要组成部分，天线自然也需要更宽的带宽来适应最新的需求。根据现有理论，紧耦合天线具有超宽带的特性。
2、相控阵天线是一种由多个发射或接收元件组成的天线阵列，每个元件可以单独控制相位和幅度，从而实现对电磁波的定向发射或接收。这些元件通常排列成一个二维的阵列，使得整个天线系统能够通过相位控制实现波束的定向和调整，广泛应用于雷达、通信、无线电导航、无线电测向、航空航天等领域，随着微波集成电路和射频器件技术的不断发展，相控阵天线在各个领域的应用也在不断扩大和深化。
3、常见的超宽带天线多种多样，诸如螺旋天线、对数周期天线以及vivaldi型，传统宽带相控阵天线的设计思路通常是：先设计一个独立的宽带天线单元，然后再将该宽带单元进行合理组阵。组阵时单元间距不能过大，以避免在工作频带和扫描范围内出现栅瓣。同时，还需要特别注意减小单元间的互耦，以避免对单元原本的宽带性能造成较大的影响。并且不同的相控阵天线性能有着不同的要求，其中，较为常见的有，在进行大范围探测时有大角度扫描的性能需求；适应于多种频率的宽频带或多频段性能需求；又比如高信噪比需求带来的天线的高增益性能需求；或者应用于特定场合的波束赋形的性能需求。在满足一种或多种性能需求的前提下，通常也需要天线有着合适的体积、重量与结构强度，而传统相控阵天线倾向于增大天线的尺寸实现较好的阻抗匹配，大的尺寸往往又不符合实际工程的需要，因此传统宽带相控阵天线的设计方法具有不易同时兼顾互耦和尺寸较大的问题。
4、授权公告号为cn201820161841.4的中国专利公开了一种圆极化紧耦合天线阵，包括顶部的双层透射型线极化转圆极化平板金属结构、交指结构偶极子、馈线巴仑还有介于天线单元与金属地之间的电阻型频率选择表面。顶部的双层透射型线极化转圆极化平板金属结构，用来实现天线的线极化到圆极化的转换，馈线巴仑由三部分组成：平面双线，作为地的渐变传输线以及最终的微带线，再者，我们引入了电阻型频率选择表面来消除原本金属地带来的高频端的短路效益，使原本的阻抗带宽整整拓宽一倍，同时也在渐变巴伦地与金属地之间加载50欧姆电阻来消除电阻型频率选择表面引入的共模谐振。
5、上述技术方案存在以下缺陷：
6、这种结构不利于集中电流分布以及优化天线匹配，该天线采取竖置半圆形交指偶极子，不利于加工，且该天线未提及扫描范围且带宽较窄，不利于工程应用；
7、授权公告号为cn201910839951.0的中国专利公开了一种基于末端重叠的双极化紧耦合相控阵天线该天线，包括多个周期排布的阵列单元，所述阵列单元包括正方形介质基板，偶极子天线，介质宽角匹配层，馈电结构，金属地板；所述介质宽角匹配层叠置于介质基板上表面，偶极子天线紧贴于介质基板下表面，所述金属地板平行置于介质基板之下，所述馈电结构置于介质基板与金属地板之间，上端与偶极子天线相连，下端与金属地板相连；所述偶极子天线为末端重叠的双极化紧耦合天线。
8、上述技术方案存在以下缺陷：
9、该天线的宽角匹配层采用二等分的开环谐振器，易形成环流，在h面进行驻波扫描时容易产生恶化，从而影响天线扫描范围，且该天线未提及扫描范围且带宽较窄，不利于工程应用。
技术实现思路
1、针对以上缺陷，本发明提供了一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，克服现有技术中天线频带窄、扫描角小的问题，能够在2-12ghz的频带内实现e面和h面的±60°扫描。
2、实现本发明目的技术方案为：
3、一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，包括金属地板、馈电结构、吸波结构和介质基板，所述金属地板通过馈电结构贯穿吸波结构处的开孔与介质基板底部的偶极子连接；
4、所述馈电结构包括同轴馈电机构和微带渐变线巴伦，所述微带渐变线巴伦的正反面焊接有与同轴馈电机构连接的馈电贴片；
5、所述介质基板的上表面为由呈阵列状的谐振环组成的宽角匹配层。
6、进一步地，所述同轴馈电机构包括同轴馈电外导体和同轴馈线内导体；
7、微带渐变线巴伦的顶部与偶极子的一臂连接，微带渐变线巴伦的底部与同轴馈电外导体连接；
8、馈电贴片的窄端与偶极子的另一臂连接，馈电贴片的宽端与同轴馈线内导体连接。
9、进一步地，所述偶极子为交指结构。
10、进一步地，所述谐振环的材料为taconic tsm-ds3，且半径为0.7mm，外半径为0.8mm，相邻间隔为0.15mm，每个谐振环切割部分宽度均为0.2mm。
11、进一步地，所述微带渐变线巴伦两侧的边缘处均开设有相对称的过孔，且数量为7对，过孔的直径值为0.2mm，并同时贯穿微带渐变线巴伦正反两面的馈电贴片。
12、进一步地，所述金属地板的尺寸为9mm*9mm。
13、进一步地，所述吸波结构与金属地板之间的间距为8.5mm，且吸波结构上表面印刷有方阻贴片，其上阻值为100ohm，二者厚度之和为0.51mm。
14、进一步地，所述介质基板采用介电常数为ε＝3.48的neltec nh9348，厚度值为0.208mm。
15、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
16、1、通过在微带渐变线巴伦两侧的边缘处开设有周期性的过孔，使电流更加向馈电贴片中心集中，更有利于改善天线匹配；
17、2、通过设置宽角匹配层为由谐振环组成的超表面，可以提高天线扫描范围。
1.一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：包括金属地板、馈电结构、吸波结构和介质基板，所述金属地板通过馈电结构贯穿吸波结构处的开孔与介质基板底部的偶极子连接；
2.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述同轴馈电机构包括同轴馈电外导体和同轴馈线内导体；
3.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述偶极子为交指结构。
4.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述谐振环的材料为taconic tsm-ds3，且半径为0.7mm，外半径为0.8mm，相邻间隔为0.15mm，每个谐振环切割部分宽度均为0.2mm。
5.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述过孔的数量为7对，过孔的直径值为0.2mm，并同时贯穿微带渐变线巴伦正反两面的馈电贴片。
6.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述金属地板的尺寸为9mm*9mm。
7.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述吸波结构与金属地板之间的间距为8.5mm，且吸波结构上表面印刷有方阻贴片，其上阻值为100ohm，二者厚度之和为0.51mm。
8.如权利要求1所述的一种超宽带宽扫描角的单极化紧耦合天线，其特征在于：所述介质基板采用介电常数为ε＝3.48的neltec nh9348，厚度值为0.208mm。
