[發(fā)明專利]一種超材料和超材料天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110176783.5
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102810752A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/02;H01Q19/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種超材料和超材料天線。

背景技術(shù)

在常規(guī)的光學(xué)器件中，利用透鏡能使位于透鏡焦點上的點光源輻射出的球面波經(jīng)過透鏡折射后變?yōu)槠矫娌āＤ壳巴哥R的匯聚是依靠透鏡的球面形狀的折射來實現(xiàn)，如圖1所示，輻射器30發(fā)出的球面波經(jīng)過球形的透鏡40匯聚后以平面波射出。發(fā)明人在實施本發(fā)明過程中，發(fā)現(xiàn)透鏡天線至少存在如下技術(shù)問題：球形透鏡40的體積大而且笨重，不利于小型化的使用；球形透鏡40對于形狀有很大的依賴性，需要比較精準(zhǔn)才能實現(xiàn)天線的定向傳播；電磁波反射干擾和損耗比較嚴(yán)重，電磁能量減少。而且，多數(shù)透鏡天線的折射率的跳變是沿一條簡單的且垂直于透鏡表面的直線，導(dǎo)致電磁波經(jīng)過透鏡時的折射、衍射和反射較大，嚴(yán)重影響透鏡性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述折射、衍射和反射較大、透鏡性能差的缺陷，提供一種高性能的超材料和超材料天線。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種超材料，相對設(shè)置于輻射源的電磁波傳播方向上；設(shè)輻射源與所述超材料第一表面上一點的連線與垂直于超材料的直線之間的夾角為θ，夾角θ唯一對應(yīng)所述超材料內(nèi)的一曲面，且夾角θ唯一對應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同，所述曲面的母線為拋物線弧；所述超材料的折射率隨著夾角θ的增大逐漸減小；電磁波經(jīng)過所述超材料后在每一圓環(huán)體的頂面平行射出。

在本發(fā)明所述的超材料中，所述曲面的折射率分布滿足：

n(θ)=1S(θ)[F(1-1cosθ)+nmaxd];]]>

其中S(θ)為所述拋物線弧的弧長，F(xiàn)為所述輻射源到所述超材料的距離，d為所述超材料的厚度；n_max為所述超材料的最大折射率。

在本發(fā)明所述的超材料中，所述拋物線弧的弧長S(θ)滿足：

S(θ)=d2[log(|tanθ|+1+tan2θ)+δ|tanθ|+δ+1+tan2θ];]]>

其中，δ為預(yù)設(shè)小數(shù)。

在本發(fā)明所述的超材料中，以經(jīng)過所述超材料第一表面的中心且垂直于所述超材料的直線為橫坐標(biāo)軸，以經(jīng)過所述超材料第一表面的中心且平行于所述第一表面的直線為縱坐標(biāo)軸，所述拋物線弧所在的拋物線方程為：