[發(fā)明專利]一種微波天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110333474.4
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN102570045A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;李星昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00;H01Q15/02;H01Q19/06;H01Q19/10
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種微波天線，包括一側(cè)開口的外殼以及設(shè)置在外殼另一側(cè)的饋源，其特征在于：還包括緊貼于所述饋源口徑面的第一超材料以及封閉所述外殼開口的第二超材料，所述饋源、所述第一超材料以及所述第二超材料同軸設(shè)置；所述第一超材料包括第一基材以及周期排布于第一基材上的多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)，所述第一超材料包括一個(gè)圓形區(qū)域以及與所述圓形區(qū)域同心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率變化范圍相同，均隨著半徑的增大，從所述第一超材料所具有的最小折射率n_min連續(xù)增大到最大折射率n_max且相同半徑處的折射率相同；所述第二超材料由多片厚度相等、折射率分布相同的超材料片層構(gòu)成，所述超材料片層包括第二基材以及周期排布于第二基材上的多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)，所述超材料片層的折射率分布通過如下步驟得到：

S1：在微波天線未設(shè)置超材料的情況下，用空氣填充超材料區(qū)域并標(biāo)注出各超材料片層的邊界，測(cè)試并記錄所述饋源輻射的電磁波在第i層超材料片層前表面的初始相位其中，第i層超材料片層前表面中心點(diǎn)處的初始相位為

S2：根據(jù)公式得到第二超材料后表面的相位∩，

其中，d為每層超材料片層的厚度，λ為饋源輻射的電磁波波長(zhǎng)，n_max’為所述第二超材料所具有的最大折射率值，M為構(gòu)成所述第二超材料的超材料片層的總層數(shù)；

S3：根據(jù)公式得到超材料片層各點(diǎn)的折射率n(y)，其中，y為超材料片層上任一點(diǎn)距超材料片層中心軸線的距離。

2.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于：同一超材料片層上的所有第二人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，且在第二基材上呈圓形排布，圓心處的第二人造微結(jié)構(gòu)幾何尺寸最大，相同半徑處的第二人造微結(jié)構(gòu)幾何尺寸相同。

3.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于：所述第一超材料上以其中心點(diǎn)為圓心，半徑為r處的折射率分布為：

其中，L表示第一超材料的長(zhǎng)度，n_min表示所述第一超材料所具有的最小折射率值，n_max表示所述第一超材料所具有的最大折射率值，n表示L長(zhǎng)度的第一超材料截取的折射率變化周期數(shù)，第一超材料上折射率由最小折射率變化到最大折射率為一個(gè)周期。

4.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于：所述第一基材與所述第二基材材質(zhì)相同，所述第一基材與所述第二基材由高分子材料、陶瓷材料、鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料制成。

5.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于：所述第一人造微結(jié)構(gòu)與所述第二人造微結(jié)構(gòu)材質(zhì)和幾何形狀相同。

6.如權(quán)利要求5所述的微波天線，其特征在于：所述第一人造微結(jié)構(gòu)與所述第二人造微結(jié)構(gòu)為具有“工”字形幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)包括豎直的第一金屬分支以及位于所述第一金屬分支兩端且垂直于所述第一金屬分支的兩個(gè)第二金屬分支。

7.如權(quán)利要求6所述的微波天線，其特征在于：所述金屬微結(jié)構(gòu)還包括位于每一第二金屬分支兩端且垂直于所述第二金屬分支的第三金屬分支。

8.如權(quán)利要求5所述的微波天線，其特征在于：所述第一人造微結(jié)構(gòu)與所述第二人造微結(jié)構(gòu)為具有平面雪花型的幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)包括相互垂直的兩條第一金屬分支以及位于所述第一金屬分支兩端且垂直于所述第一金屬分支的第二金屬分支。

9.如權(quán)利要求8所述的微波天線，其特征在于：所述兩條第一金屬分支過中點(diǎn)垂直相交，所述第二金屬分支中點(diǎn)與所述第一金屬分支端點(diǎn)重合。

10.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于：所述饋源為圓形波導(dǎo)，其開口端正對(duì)超材料的中心。