[發明專利]基于惠更斯超表面的透射單元、陣列、天線及調控方法

在審

• 申請號: 202111672436.1
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114336072A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 蘇東平;張淮清;肖輝;熊漢;肖冬萍;陳建宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q3/44;H01Q21/00;H01Q1/38
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種基于惠更斯超表面的透射單元，其特征在于，包括單層介質板與金屬貼片單元；

所述金屬貼片單元包括金屬敞口方環與中央臂；所述金屬敞口方環包括一個第一方向臂與長度相等的兩個第二方向臂，并且第二方向臂與入射波的主極化方向一致；所述兩個第二方向臂位于所述第一方向臂同側，并分別與第一方向臂兩端垂直連接；所述中央臂設置在所述兩個第二方向臂之間，并且與所述第一方向臂之間留有間隙；所述中央臂平行于所述兩個第二方向臂，并且到所述兩個第二方向臂的距離相等；

所述單層介質板的兩個相對表面上均設有所述金屬貼片單元，并且兩個金屬貼片單元呈旋轉對稱關系：繞著平行于第一方向臂的對稱軸旋轉180°進行翻面后，其中一個金屬貼片單元與翻面前的另一個金屬貼片單元完全重合。

2.一種調控方法，其特征在于，用于調控如權利要求1所述的基于惠更斯超表面的透射單元：以第二方向臂長度l、第二方向臂寬度w以及中央臂長度h作為調控參數，通過第二方向臂長度l、第二方向臂寬度w以及中央臂長度h的匹配組合，使透射單元的傳輸幅度在-0.82dB以上。

3.根據權利要求2所述的調控方法，其特征在于，根據傳輸頻率調整透射單元尺寸：當用于高頻傳輸時縮小透射單元整體尺寸，并縮小第一方向臂長度；當用于低頻傳輸時增大透射單元整體尺寸，并增大第一方向臂長度。

4.一種平面透射陣列，其特征在于，由權利要求1所述的基于惠更斯超表面的透射單元組成m×n陣列。

5.一種如權利要求4所述的平面透射陣列的調控方法，其特征在于，通過調控各個透射單元的第二方向臂長度l、第二方向臂寬度w以及中央臂的長度h形成360°范圍傳輸相位的同時，使傳輸幅度保持在-0.82dB以上。

6.一種平面透射天線，包括饋源喇叭，其特征在于，還包括如權利要求4所述的平面透射陣列。

7.一種如權利要求6所述的平面透射天線的調控方法，其特征在于，通過調控各個透射單元的第二方向臂長度l、第二方向臂寬度w以及中央臂的長度h形成360°范圍傳輸相位的同時，使所述平面透射陣列的中央區域的傳輸幅度在-0.4dB以上，邊緣區域的傳輸幅度在-0.82dB～-0.4dB范圍內。