[發(fā)明專利]基于超材料的天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110337716.7
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN103094704A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;李云龍
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/02
• 分類號: H01Q15/02;H01Q19/06;H01Q19/17;H01Q21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種天線，特別涉及一種基于超材料的天線。

背景技術

隨著移動互聯(lián)時代的到來，人們越來越多地借助個人終端裝置來獲取信息，因此，無線信號的收發(fā)至關重要，進而對設置于個人終端裝置上的天線的性能提出了更高的要求，比如天線的方向性、增益等。一般，用于衡量天線性能的參數(shù)包括遠場的最大dB值及半功率角。天線的遠場的最大dB值越大、半功率角越小，無線信號的傳播距離就越遠。

超材料是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合材料，其可對天線輻射出來的電磁波波束進行匯聚，減小天線的半功率角，提高天線的方向性，讓電磁波傳播的更遠。可見，超材料的獨特的電磁特性為高性能天線的設計帶來了曙光，從而引起了產業(yè)界的極大興趣。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種由超材料設計而成的天線。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于超材料的天線，包括接收和/或發(fā)射電磁波的天線模塊和設置于電磁波傳播方向上的超材料模塊，所述天線模塊包括反射體及設置于所述反射體內的振子，所述超材料模塊包括至少一個超材料片層，每個超材料片層對應每一振子的位置形成一折射率分布區(qū)，在每個折射率分布區(qū)內以正對相應振子的位置為中心形成一個各點的折射率均相同的區(qū)域；而在所述區(qū)域外，以正對相應振子的位置為圓心形成多個同心的折射率圓，同一折射率圓上各點的折射率均相同，而隨著折射率圓的半徑的增大，各個折射率圓的折射率減小，讓電磁波經過所述超材料模塊時匯聚其波束。

優(yōu)選地，每個區(qū)域內各點的折射率等于所述折射率分布區(qū)的最大折射率。

優(yōu)選地，以每個折射率分布區(qū)內正對相應振子的一點為極點O、平行于所述折射率分布區(qū)的任一條以所述極點O為端點的射線Oy為極軸建立極坐標系，則所述極軸Oy上任一點(y，0)的折射率n(y)為：

式中，

rtemp=ytemp-halfd,ytemp>halfdytemp,-halfd≤ytemp≤halfdytemp+halfd,ytemp<-halfd]]>

y_temp＝mod(y+bb/2，bb)-bb/2，mod為求余函數(shù)，bb為所述反射體對應所述振子所在位置的線長度；ss為所述振子到所述折射率分布區(qū)的距離；d為所述折射率分布區(qū)的厚度，且λ為電磁波的波長，n_max和n_min分別為所述折射率分布區(qū)的最大折射率和最小折射率；halfd為所述振子的線長度的一半；以所述極點O為中心、兩倍的halfd為長度形成所述區(qū)域；以所述極點O為圓心、以y為半徑在每個區(qū)域外的折射率分布區(qū)內形成所述各點的折射率均相同的折射率圓，而以不同的y為半徑形成所述多個同心的折射率圓。

優(yōu)選地，所述超材料模塊包括多個沿垂直于片層表面的方向疊加的超材料片層，各個超材料片層上對應同一振子形成相同的折射率分布區(qū)和相同的區(qū)域。

優(yōu)選地，各個超材料片層上對應同一振子的各個區(qū)域內的各點的折射率均相同、對應同一振子的各個區(qū)域外的折射率分布區(qū)內半徑相同的折射率圓的折射率均相同。