專利名稱：人工復(fù)合材料和人工復(fù)合材料天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁領(lǐng)域，更具體地說，涉及人工復(fù)合材料和人工復(fù)合材料天線。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的光學(xué)器件中，利用透鏡能使位于透鏡焦點(diǎn)上的點(diǎn)光源輻射出的球面波經(jīng)過透鏡折射后變?yōu)槠矫娌āＤ壳?透鏡的匯聚是依靠透鏡的球面形狀的折射來實(shí)現(xiàn)，如圖I所示，輻射器30發(fā)出的球面波經(jīng)過球形的透鏡40匯聚后以平面波射出。發(fā)明人在實(shí)施本發(fā)明過程中，發(fā)現(xiàn)透鏡天線至少存在如下技術(shù)問題球形透鏡40的體積大而且笨重，不利于小型化的使用；球形透鏡40對(duì)于形狀有很大的依賴性，需要比較精準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)天線的定向傳播；電磁波反射干擾和損耗比較嚴(yán)重，電磁能量減少。而且，多數(shù)透鏡的折射率的跳變是沿一條簡單的且垂直于透鏡表面的直線，導(dǎo)致電磁波經(jīng)過透鏡時(shí)的折射、衍射和反射較大，嚴(yán)重影響透鏡性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述折射、衍射和反射較大、透鏡性能差的缺陷，提供一種高性能的人工復(fù)合材料和人工復(fù)合材料天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種人工復(fù)合材料，所述人工復(fù)合材料劃分為多個(gè)區(qū)域；電磁波入射到所述人工復(fù)合材料的第一表面并在與所述第一表面相對(duì)的第二表面射出；第i區(qū)域與所述第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與所述第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與所述第i區(qū)域底面上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為Θ，夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角Θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同，所述曲面的母線為拋物線弧；每一區(qū)域的折射率隨著夾角Θ的增大逐漸減小。在本發(fā)明所述的人工復(fù)合材料中，設(shè)輻射源與第i區(qū)域底面外圓周上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為Θ i，i為正整數(shù)且越靠近人工復(fù)合材料中心的區(qū)域?qū)?yīng)的i越?。黄渲?，夾角Θ i對(duì)應(yīng)的曲面的母線的弧長為c( Θ J，弧長c( Θ J和夾角Θi滿足如下公式)=;
^max(/+l) ^min(/)s X--l-—) = cd )nmax(0 - CiOi )nmm{i)).
cos Ui COS Ui^其中，％ = Ic(Otl) =d;s為所述輻射源到所述人工復(fù)合材料的距離；d為所述人工復(fù)合材料的厚度；λ為電磁波的波長，nmax(i)、nmin(i)分別為第i區(qū)域的最大折射率和最小折射率，nmax(i+1)為第i+l區(qū)域的最大折射率。在本發(fā)明所述的人工復(fù)合材料中，相鄰兩個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿
:nmax(i) ^min(i) ^max(i+l) ^min(i+l) °在本發(fā)明所述的人工復(fù)合材料中，相鄰三個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿
足nmax(i+l)_nmin(i)〉nmax (i+2) _nmin(i+l)在本發(fā)明所述的人工復(fù)合材料中，第i區(qū)域的折射率滿足
權(quán)利要求
1.一種人工復(fù)合材料，其特征在于，所述人工復(fù)合材料劃分為多個(gè)區(qū)域；電磁波入射到所述人工復(fù)合材料的第一表面并在與所述第一表面相對(duì)的第二表面射出； 第i區(qū)域與所述第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與所述第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與所述第i區(qū)域底面上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為Θ，夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角Θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同；每一區(qū)域的折射率隨著夾角Θ的增大逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工復(fù)合材料，其特征在于，設(shè)輻射源與第i區(qū)域底面外圓周上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為Θ y i為正整數(shù)且越靠近人工復(fù)合材料中心的區(qū)域?qū)?yīng)的i越小；其中，夾角Θ i對(duì)應(yīng)的曲面的母線的弧長為c( Θ J，弧長C(Qi)和夾角Qi滿足如下公式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工復(fù)合材料，其特征在于，相鄰兩個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿足nm ax (i) ^-min(i) ^max (i+l) ^-min(i+l) °
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工復(fù)合材料，其特征在于，相鄰三個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿足nm ax(i+l)_nmin(i)〉nmax (i+2) _nmin(i+l) °
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工復(fù)合材料，其特征在于，第i區(qū)域的折射率滿足
6.一種人工復(fù)合材料天線，其特征在于，包括人工復(fù)合材料和設(shè)置在所述人工復(fù)合材料焦點(diǎn)上的輻射源；所述人工復(fù)合材料劃分為多個(gè)區(qū)域；電磁波入射到所述人工復(fù)合材料的第一表面并在與所述第一表面相對(duì)的第二表面射出； 第i區(qū)域與所述第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與所述第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與所述第i區(qū)域底面上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為Θ，夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角Θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角Θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同；每一區(qū)域的折射率隨著夾角Θ的增大逐漸減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工復(fù)合材料天線，其特征在于，設(shè)輻射源與第i區(qū)域底面外圓周上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為Θ 為正整數(shù)且越靠近人工復(fù)合材料中心的區(qū)域?qū)?yīng)的i越??；其中，夾角Θ i對(duì)應(yīng)的曲面的母線的弧長為c( Θ弧長C ( Θ i)和夾角Θ i滿足如下公式
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工復(fù)合材料天線，其特征在于，相鄰兩個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率 兩足nmax⑴-nmin(i) = nmax(i+l)_nmin(i+l) °
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的人工復(fù)合材料天線，其特征在于，相鄰三個(gè)區(qū)域的最大折射率和最小折射率滿足nmax(i+l)_nmin(i)〉nmax (i+2) _nmin(i+l) °
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的人工復(fù)合材料天線，其特征在于，第i區(qū)域的折射率滿足
全文摘要
本發(fā)明涉及人工復(fù)合材料和人工復(fù)合材料天線，人工復(fù)合材料劃分為多個(gè)區(qū)域；電磁波入射到人工復(fù)合材料的第一表面并在與所述第一表面相對(duì)的第二表面射出；第i區(qū)域與所述第一表面的交集部分為第i區(qū)域的底面，第i區(qū)域與所述第二表面的交集部分為第i區(qū)域的頂面；設(shè)輻射源與所述第i區(qū)域底面上一點(diǎn)的連線與垂直于人工復(fù)合材料的直線之間的夾角為θ，夾角θ唯一對(duì)應(yīng)第i區(qū)域內(nèi)的一曲面，第i區(qū)域底面上具有相同夾角θ的點(diǎn)的集合構(gòu)成夾角θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面的邊界；且夾角θ唯一對(duì)應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同；每一區(qū)域的折射率隨著夾角θ的增大逐漸減小。本發(fā)明將人工復(fù)合材料的折射率的跳變?cè)O(shè)計(jì)為曲面狀，減少了跳變處的折射、衍射和反射效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01Q15/00GK102904053SQ20111021654
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司