[發(fā)明專利]超材料微波天線有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210051090.8 | 申請(qǐng)日： | 2012-02-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102842766B | 公開（公告）日： | 2012-12-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;胡峰;楊青 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01Q15/00 | 分類號(hào)： | H01Q15/00;H01Q15/02;H01Q15/23;H01Q19/06;H01Q19/185 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 518034 廣東省深圳市福田*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 材料 微波 天線 | ||
1.一種超材料微波天線，其特征在于，包括外殼、饋源、緊貼所述饋源 的口徑邊緣的第一超材料、與所述第一超材料間隔預(yù)設(shè)距離且相對(duì)設(shè)置的第二 超材料、以及緊貼所述第二超材料的邊緣的第三超材料；所述外殼與饋源、第 一超材料、第二超材料、第三超材料構(gòu)成封閉的腔體；
其中所述饋源的中心軸線穿過所述第一超材料和第二超材料的中心點(diǎn)；所 述第一超材料和第二超材料的位于腔體外的表面上還設(shè)置有用于反射電磁波 的反射層；
輻射到所述第二超材料的電磁波經(jīng)過反射層后繞開所述饋源并被反射到 所述第一超材料上；輻射到所述第一超材料的電磁波經(jīng)過反射層后繞開所述第 二超材料并被反射到所述第三超材料上；
所述第一超材料包括多個(gè)第一超材料片層，每一第一超材料片層包括第一 基材以及周期排布于第一基材上的多個(gè)第一人造金屬微結(jié)構(gòu)，第一超材料片層 各處的折射率呈圓形分布，圓心處的折射率最小，以其中心點(diǎn)為圓心隨著半徑 的增大折射率逐漸增大，相同半徑處的折射率相同；
所述第二超材料包括多個(gè)第二超材料片層，每一第二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)第二人造金屬微結(jié)構(gòu)，第二超材料片層 各處的折射率呈圓形分布，圓心處的折射率最小，以其中心點(diǎn)為圓心隨著半徑 的增大折射率逐漸增大，相同半徑處的折射率相同；
所述饋源為工作頻段在12GHz～18GHz的雙極化圓饋源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料微波天線，其特征在于，所述第三超材 料包括由多個(gè)厚度相同、折射率分布相同的功能超材料片層疊加而成的功能 層，每一功能超材料片層包括第三基材以及周期排布于第三基材上的多個(gè)第三 人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述功能超材料片層的折射率以其中心點(diǎn)為圓心呈同心圓形 分布，圓心處的折射率最大，相同半徑處的折射率相同；所述功能超材料片層 上的折射率分布通過如下步驟得到：
S1：確定第三超材料所處區(qū)域以及功能超材料片層各層的邊界，第三超 材料區(qū)域內(nèi)填充空氣，將饋源固定于第三超材料區(qū)域前方并使得饋源的中心軸 線與第三超材料區(qū)域中心軸線重合；饋源輻射電磁波后測試并記錄第三超材料 功能層上第i層功能超材料片層的前表面的初始相位，第i層功能超材料片層 的前表面各點(diǎn)的初始相位記為其中中心軸線處的初始相位記為
S2：根據(jù)公式得到第三超材料后表面的相位Ψ，
其中，M為構(gòu)成第三超材料功能層的功能超材料片層的總層數(shù)，d為每層 功能超材料片層的厚度，λ為饋源輻射的電磁波波長，nmax3為功能超材料片層 所具有的最大折射率值；
S3：依據(jù)步驟S1中測試得到的初始相位步驟S2中得到的基準(zhǔn)相 位Ψ以及公式得到功能超材料片層的折射率分布 n3(y)；
其中，y為功能超材料片層上任一點(diǎn)距功能超材料片層中心軸線的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超材料微波天線，其特征在于，所述第三超材 料還包括對(duì)稱設(shè)置于功能層兩側(cè)的第一至第N層阻抗匹配層，其中，兩層第N 阻抗匹配層緊貼所述功能層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超材料微波天線，其特征在于，所述功能層的 層數(shù)為6，設(shè)置于功能層兩側(cè)的阻抗匹配層的層數(shù)為6，N＝3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超材料微波天線，其特征在于，所述第一至第 N層阻抗匹配層為第一至第N匹配超材料片層，每層匹配超材料片層包括第 四基材以及周期排布于第四基材的多個(gè)第四人造金屬微結(jié)構(gòu)；每層匹配超材料 片層的折射率以其中心點(diǎn)為圓心呈同心圓形分布，圓心處的折射率最大，相同 半徑處的折射率相同；第一至第N匹配超材料片層上相同半徑處的折射率不 相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超材料微波天線，其特征在于，所述第一至第 N匹配超材料片層與所述功能超材料片層的折射率分布n3(y)的關(guān)系為：
其中，j代表第一至第N匹配超材料片層的序號(hào)數(shù)，nmin3為所述功能超材 料片層所具有的最小折射率值，n(y)j為第j匹配超材料片層的折射率分布。
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