[發明專利]一種通信的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110074069.5
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102694274A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 劉若鵬;張洋洋;石小紅
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及通信領域，具體地涉及一種通信的方法和裝置。?

背景技術

電磁波極化狀態在衛星通信中有著廣泛的應用，傳統的接收電磁波加以極化轉換是通過極化轉換器實現的，即：天線饋源輸出端通常要與帶有矩形接口的室外接收單元聯接，所以，反射面天線的饋源通常需要一段極化轉換器和矩圓過渡波導，例如：對于接收采用圓極化波的衛星廣播信號，裝在接收天線饋源后的極化器先將圓極化波轉換為線極化波，再通過矩圓過渡波導將圓波導中的波型變換為矩形波導中的波型，以便與其后的衛星接收高頻頭(LNB)接口配接。?

傳統的衛星通信在實施過程中，不僅需要經過一系列復雜的器件，還要考慮各器件在不同的頻段的匹配問題，例如：在國內很難找得到專用的圓極化饋源和高頻頭，一般是用線極化饋源高頻頭來接收圓極化波，但直接用線極化饋源收視圓極化波信號要損失3dB。?

且，傳統的衛星通信方式中，極化轉換器件通常限制一種極化波透射，將不需要的極化波反射；或者將波分為兩束具有不同極化狀態的波束，因此一種極化波只能攜帶不到一半的能量，并且工藝要求和成本高。此外，利用截面漸變的波導可以實現圓極化波與線極化波之間的轉換。前者具有較大的能量損耗，后者能量損耗小但所要得到極化隔離度好的出射波對加工精度要求相當高，實現難度較大。?

在各種天線及微波與光學的儀器設備中，經常需要實現不同極化狀態之間的轉換，以獲得某種單極化波或雙極化波。極化轉換主要關注以下幾個方面的指標：?

1)高性能。轉換后的極化波應具有較高的極化隔離度，接近所需要的極化狀態。?

2)低損耗。具有較高的能量轉換效率，以實現節能降耗的目標。?

3)尺寸小。不占用過多空間。?

此外，極化轉換方法應易于實現，設計不應太復雜，器件成本不應過高。?

超材料由介質基材和設置上基材上的多個人造微結構組成，可以提供各種普通材料具有和不具有的材料特性。單個人造微結構大小一般小于1/10個波長，其對外加電場和/或磁場具有電響應和/或磁響應，從而具有表現出等效介電常數和/或等效磁導率，或者等效折射率和波阻抗。人造微結構的等效介電常數和等效磁導率(或等效折射率和波阻抗)由單元幾何尺寸參數決定，可人為設計和控制。并且，人造微結構可以具有人為設計的各向異性的電磁參數，從而產生許多新奇的現象，為實現極化轉換提供了可能。?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種低成本、高效率、功能多樣、便于控制和設計的基于超材料的通信的方法。?

本發明解決其技術問題所采用的第一個技術方案是：一種通信的方法，?

S1.接收電磁波；?

S2.利用超材料將電磁波極化轉換，其中，所述超材料使得所述平面電磁波離開超材料時，所述電場矢量的兩個正交分量產生一個不等于2Kπ(K為整數)的相位差Δ□，從而實現上述平面電磁波極化方式的相互轉換；?

S3.接收所述的極化轉換后的電磁波并加以發送。?

在本發明所述的通信方法中，所述基材由多個片狀基板堆疊形成，每個片狀基板上均附著有多個人造微結構，所有的人造微結構在空間中形成周期陣?列。?

在本發明所述的通信方法中，所述所有的人造微結構在空間中呈均勻性的周期陣列。?

在本發明所述的通信方法中，在基材選定的情況下，通過改變人造微結構的圖案、設計尺寸和/或人造微結構在空間中的排布獲得想要的相位差Δ□。?

在本發明所述的通信方法中，若要實現水平極化與垂直極化的相互轉換，需Δ□＝(2K+1)·π，其中K為整數。?

在本發明所述的通信方法中，若要實現線極化與圓極化的相互轉換，需Δ□＝(2K+1)·(π/2)，且所述平面電磁波離開超材料極化轉換器時，所述電場矢量的兩個正交分量幅度相等，其中K為整數。?

在本發明所述的通信方法中，若要實現線極化與橢圓極化的相互轉換，需Δ□不等于(2K+1)·(π/2)且Δ□不等于(2K+1)·π且Δ□不等于2Kπ，或者所述平面電磁波離開超材料極化轉換器時，所述電場矢量的兩個正交分量幅度不相等，其中K為整數。?

在本發明所述的通信方法中，所述的每個人造微結構為一具有圖案的附著在片狀基板上的金屬線，所述金屬線的圖案為一非旋轉90度對稱圖形。?

在本發明所述的通信方法中，所述金屬線通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或粒子刻的方法附著在片狀基板上。?