[發明專利]一種前饋式微波天線

有效

• 申請號: 201210051088.0
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103296456B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;劉斌
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/14;H01Q1/38
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技術領域

本發明涉及天線領域，更具體地說，涉及一種前饋式微波天線。

背景技術

現有的前饋式微波天線，通常由金屬拋物面及位于金屬拋物面焦點的輻射源構成，金屬拋物面的作用為將外部的電磁波反射給輻射源或將輻射源發射的電磁波反射出去。金屬拋物面的面積以及金屬拋物面的加工精度直接決定微波天線的各項參數，例如增益、方向性等。

但現有的前饋式微波天線存在以下缺點：一是從金屬拋物面反射的電磁波部分會被輻射源阻擋造成一定的能量損失，二是金屬拋物面制作困難，成本較高。金屬拋物面通常利用模具鑄造成型或者采用數控機床進行加工的方法。第一種方法的工藝流程包括：制作拋物面模具、鑄造成型拋物面和進行拋物反射面的安裝。工藝比較復雜，成本高，而且拋物面的形狀要比較準確才能實現天線的定向傳播，所以對加工精度的要求也比較高。第二種方法采用大型數控機床進行拋物面的加工，通過編輯程序，控制數控機床中刀具所走路徑，從而切割出所需的拋物面形狀。這種方法切割很精確，但是制造這種大型數控機床比較困難，而且成本比較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種加工簡單、成本低廉、增益較高的前饋式微波天線。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，提出一種前饋式微波天線，包括固定于天線罩上的饋源、與所述饋源相對設置的金屬反射板，設置于金屬反射板內側表面的超材料，與所述天線罩、所述金屬反射板構成密封腔體的外殼；所述超材料包括多片折射率分布相同的功能超材料片層，所述功能超材料片層包括基材以及在基材上周期排布的多個第一人造金屬微結構，所述功能超材料片層上以其中心點為圓心，半徑為r處的折射率n₀(r)為：

其中，ss為饋源距所述超材料表面的垂直距離，λ為饋源輻射的電磁波的波長，n_max為所述超材料的最大折射率值，n_min為所述超材料的最小折射率值。

進一步地，所述功能超材料片層還包括覆蓋于所述多個第一人造金屬微結構上的覆蓋層，所述覆蓋層的材質和厚度均與所述基材的材質和厚度相同。

進一步地，所述超材料還包括設置于所述功能超材料片層上的多片折射率分布不同的匹配超材料片層。

進一步地，所述匹配層包括沿饋源輻射電磁波方向依次排列的第一匹配超材料片層、第二匹配超材料片層、第三匹配超材料片層以及第四匹配超材料片層，所述第一匹配超材料片層包括基材以及在基材上周期排布的第二人造金屬微結構，所述第二匹配超材料片層包括基材以及在基材上周期排布的第三人造金屬微結構，所述第三匹配超材料片層包括基材以及在基材上周期排布的第四人造金屬微結構，所述第四匹配超材料片層包括基材以及在基材上周期排布的第五人造金屬微結構；所述第一匹配超材料片層折射率分布均勻，其各點折射率均為所述超材料最小折射率n_min；所述第二匹配超材料片層以其中心點為圓心，半徑為r的折射率所述第三匹配超材料片層以其中心點為圓心，半徑為r的折射率所述第四匹配超材料片層以其中心點為圓心，半徑為r的折射率

進一步地，所述覆蓋層與所述基材的厚度均為0.4毫米，所述第一人造金屬微結構的厚度為0.018毫米。

進一步地，所述第一至第四匹配超材料片層均還包括覆蓋于所述第二至第五人造金屬微結構上的覆蓋層。

進一步地，所述覆蓋層與所述基材厚度均為0.4毫米，所述第二至第五人造金屬微結構的厚度均為0.018毫米。

進一步地，所述第一至第五人造金屬微結構均為銅線或銀線構成的金屬微結構，所述金屬微結構通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法分別附著于基材上。

進一步地，所述金屬微結構呈平面雪花狀，所述金屬微結構具有相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線與第二金屬線的長度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個第一金屬分支的中點上，所述第二金屬線兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個第二金屬分支的中點上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長度相等。

進一步地，所述平面雪花狀的金屬微結構的第一金屬線與第二金屬線均設置有兩個彎折部，所述平面雪花狀的金屬微結構繞垂直于第一金屬線與第二金屬線交點的軸線向任意方向旋轉90度的圖形都與原圖重合。