[發明專利]一種微波天線

有效

• 申請號: 201110333575.1
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102544743A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;楊青
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/02;H01Q19/06;H01Q19/10
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1.一種微波天線，其特征在于：包括饋源、緊貼于所述饋源口徑面且形狀與所述饋源口徑面相適配的第一超材料、緊鄰所述第一超材料上下表面設置的第二超材料以及與所述第一超材料、第二超材料構成封閉腔體的外殼，與第一超材料和第二超材料相對的外殼表面為金屬反射面，所述饋源、所述第一超材料以及所述金屬反射面的中心軸線重合；所述第一超材料包括第一基材以及在第一基材上周期排布的多個第一人造金屬微結構，所述第一超材料的折射率以其中心點為圓心呈同心圓形分布，圓心處的折射率最小，相同半徑處折射率相同，隨著半徑的增大折射率增大；所述第二超材料由多片超材料片層疊加構成，每片超材料片層包括第二基材以及在第二基材上周期排布的多個第二人造金屬微結構，所述超材料片層的折射率分布通過如下步驟得到：

S1：在微波天線未設置第二超材料的情況下，用空氣填充第二超材料區域并標注出各超材料片層的邊界，測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處的初始相位為

S2：根據公式得到第二超材料后表面的相位Ψ，

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，n_max為所述第二超材料所具有的最大折射率值，M為構成所述第二超材料的超材料片層的總層數；

S3：根據公式得到超材料片層各點的折射率n(y)，

其中，y為超材料片層上任一點距超材料片層中心軸線的距離。

2.如權利要求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金屬微結構具有相同的幾何形狀，且在第二基材上呈圓形排布，緊鄰第一超材料上下表面處的第二人造金屬微結構幾何尺寸最大，相同半徑處的第二人造金屬微結構幾何尺寸相同。

3.如權利要求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為圓心，半徑為r處的折射率分布為：

n1(r)=n0+1d1*(L+r*sinθ1-L2+r2)]]>

其中，n₀為第一超材料中心點處折射率值，θ₁為電磁波經過第一超材料后的偏折角度，d₁為第一超材料厚度，L為饋源的等效點源距第一超材料前表面的垂直距離。

4.如權利要求3所述的微波天線，其特征在于：所述θ₁的正弦值sinθ₁應大于等于其中r₁為所述饋源口徑面半徑，ss為所述第一超材料后表面距所述金屬反射面的距離。

5.如權利要求1所述的微波天線，其特征在于：所述第一人造金屬微結構與所述第二人造金屬微結構材質和幾何形狀相同。

6.如權利要求5所述的微波天線，其特征在于：所述第一人造金屬微結構與所述第二人造金屬微結構為具有“工”字形幾何形狀的金屬微結構，所述金屬微結構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第二金屬分支。

7.如權利要求6所述的微波天線，其特征在于：所述金屬微結構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。