[實用新型]一種多層嵌套微結(jié)構(gòu)單元、超材料板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320705996.7
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN203521603U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/42;H01Q5/00;H01Q13/10
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多層嵌套微結(jié)構(gòu)單元、超材料板。

背景技術(shù)

根據(jù)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的實際工作方式，在Ku（K-under）等頻段衛(wèi)星信號將在頻段內(nèi)的兩個不同的頻帶范圍內(nèi)（通常有一定間隔）按照正交線極化的方式進行同時雙向傳輸。若要實現(xiàn)該類型的超材料平板天線，則需要實現(xiàn)微結(jié)構(gòu)在收發(fā)頻帶都有特定的響應(yīng)，且頻帶間不產(chǎn)生明顯的干擾。

現(xiàn)有的方法，譬如在反射陣列天線中，為了實現(xiàn)對電磁波進行調(diào)制以達到信號波束沿指定方向出射的目的，需要使用能對入射電磁波進行任意相位調(diào)制的微結(jié)構(gòu)功能單元體系。

現(xiàn)有的方案一：在單層板面上按一定規(guī)律排列參數(shù)不同的金屬貼片單元對電磁波起到調(diào)制作用，該微結(jié)構(gòu)單元體系能夠通過參數(shù)的變化實現(xiàn)指定頻率下的電磁波調(diào)制，但是無法令系統(tǒng)同時工作于兩個相隔一段距離的工作頻段。現(xiàn)有的方案二：則是在縱向?qū)盈B的多個板面上排布元胞尺寸相同但形狀不同或個體尺寸不同的微結(jié)構(gòu)，通過疊加后的相互作用實現(xiàn)單層微結(jié)構(gòu)所不具備的較大的電磁波相位調(diào)制作用，但其無法使天線整體在兩個相鄰的頻帶內(nèi)互不干擾的工作。綜上所述，現(xiàn)有方法是通過使用單層半波長量級元胞尺寸的金屬貼片微結(jié)構(gòu)于介質(zhì)基板進行結(jié)合以實現(xiàn)對兩個或多個頻率電磁波相位的調(diào)制量達到或超過360度，會導致所設(shè)計的微結(jié)構(gòu)板面元胞尺寸較大、離散程度較高。在此基礎(chǔ)上，由于微結(jié)構(gòu)是根據(jù)單元中心位置所對應(yīng)的相位分布進行設(shè)計的，因此元胞尺寸越大其非中心位置帶來的相位調(diào)制誤差越大，可以理解為離散化程度引入的誤差。因此，元胞尺寸較小的微結(jié)構(gòu)體系能夠較好地緩解離散化引起的誤差。但受到單層多種微結(jié)構(gòu)混合排列的限制，每種微結(jié)構(gòu)都無法有效地降低離散誤差，因此增益值受此限制也難有較大的提升空間。

實用新型內(nèi)容

本實用新型實施例的目的在于提供一種多層嵌套微結(jié)構(gòu)單元，以解決單一微結(jié)構(gòu)無法在線極化信號情況下解決雙頻段工作、且不帶來明顯的互相干擾的問題。

本實用新型提供的一種多層嵌套微結(jié)構(gòu)單元，分別設(shè)置于至少兩塊層疊在一起的第一介質(zhì)基板和第二介質(zhì)基板，所述多層嵌套微結(jié)構(gòu)單元包括第一微結(jié)構(gòu)和第二微結(jié)構(gòu)，所述第一微結(jié)構(gòu)鋪設(shè)于所述第一介質(zhì)基板的其中一表面，所述第二微結(jié)構(gòu)鋪設(shè)于所述第二介質(zhì)基板的其中一表面且與所述第一微結(jié)構(gòu)以所述第一介質(zhì)基板和/或所述第二介質(zhì)基板相隔，其中，所述第一微結(jié)構(gòu)被第一開縫槽孔打斷成兩個分離的部分，所述第二微結(jié)構(gòu)被第二開縫槽孔打斷成兩個分離的部分，且所述第一開縫槽孔的開口方向與所述第二開縫槽孔的開口方向相互垂直。

進一步地，所述第一微結(jié)構(gòu)包括至少兩條第一輻射貼片，且所述至少兩條第一輻射貼片由所述第一微結(jié)構(gòu)的中心往外等間距地多層嵌套設(shè)置，每一條第一輻射貼片均被所述第一開縫槽孔打斷成兩部分。

進一步地，所述第一微結(jié)構(gòu)的至少兩條第一輻射貼片共同圍成“十”字形或者方形。

進一步地，所述第二微結(jié)構(gòu)包括至少兩條第二輻射貼片，且所述至少兩條第二輻射貼片由所述第二微結(jié)構(gòu)的中心往外等間距地多層嵌套設(shè)置，每一條第二輻射貼片均被所述第二開縫槽孔打斷成兩部分。

進一步地，所述第二微結(jié)構(gòu)的至少兩條第二輻射貼片共同圍成方形或者“十”字形。

此外，還提供了一種超材料板，所述超材料板包括：

至少兩塊層疊在一起的第一介質(zhì)基板和第二介質(zhì)基板；

多個第一微結(jié)構(gòu)，以預(yù)設(shè)的陣列方式鋪設(shè)于所述第一介質(zhì)基板的其中一表面；

多個第二微結(jié)構(gòu)，以預(yù)設(shè)的陣列方式鋪設(shè)于所述第二介質(zhì)基板的其中一表面且與所述多個第一微結(jié)構(gòu)以所述第一介質(zhì)基板和/或所述第二介質(zhì)基板相隔；

其中，所述多個第一微結(jié)構(gòu)均被第一開縫槽孔打斷成兩個分離的部分，所述多個第二微結(jié)構(gòu)均被第二開縫槽孔打斷成兩個分離的部分，且所述第一開縫槽孔的開口方向與所述第二開縫槽孔的開口方向相互垂直。

進一步地，所述第一微結(jié)構(gòu)包括至少兩條第一輻射貼片，且所述至少兩條第一輻射貼片由所述第一微結(jié)構(gòu)的中心往外等間距地多層嵌套設(shè)置，每一條第一輻射貼片均被所述第一開縫槽孔打斷成兩部分。

進一步地，所述第一微結(jié)構(gòu)的至少兩條第一輻射貼片共同圍成“十”字形或者方形。

進一步地，所述第二微結(jié)構(gòu)包括至少兩條第二輻射貼片，且所述至少兩條第二輻射貼片由所述第二微結(jié)構(gòu)的中心往外等間距地多層嵌套設(shè)置，每一條第二輻射貼片均被所述第二開縫槽孔打斷成兩部分。

進一步地，所述第二微結(jié)構(gòu)的至少兩條第二輻射貼片共同圍成方形或者“十”字形。