專利名稱：一種微波天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波天線。
背景技術(shù)：
微波天線是通信技術(shù)領(lǐng)域中較常用和較重要的一種天線，其用于點對點通信，エ 作頻率通常為12GHZ至15GHZ?，F(xiàn)有的微波天線通常采用喇叭天線作為饋源且成拋物面狀， 喇叭天線發(fā)出的電磁波經(jīng)過拋物面狀的外殼匯聚后向外輻射?，F(xiàn)有的微波天線受限于常規(guī)材料的物理限制，其厚度、遠場值和方向性均不能突破常規(guī)天線的物理極限，此種情況下，微波天線的小型化、高増益化、高方向性化都存在極大難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在干，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出ー種具有良好方向性和遠場輻射響應(yīng)并使得厚度減薄的微波天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種微波天線，其包括饋源、緊貼于所述饋源口徑面且形狀與所述饋源口徑面相適配的第一超材料、緊鄰所述第一超材料上下表面設(shè)置的第二超材料以及與所述第一超材料、第二超材料構(gòu)成封閉腔體的外売，與第一超材料和第二超材料相対的外殼表面為金屬反射面，所述饋源、所述第一超材料以及所述金屬反射面的中心軸線重合；所述第一超材料包括第一基材以及在第一基材上周期排布的多個第一人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述第一超材料的折射率以其中心點為圓心呈同心圓形分布，圓心處的折射率最小，相同半徑處折射率相同，隨著半徑的増大折射率増大；所述第二超材料由多片超材料片層疊加構(gòu)成，每片超材料片層包括第二基材以及在第二基材上周期排布的多個第二人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述超材料片層的折射率分布通過如下步驟得到Sl 在微波天線未設(shè)置第二超材料的情況下，用空氣填充第二超材料區(qū)域并標(biāo)注出各超材料片層的邊界，測試并記錄所述饋源輻射的電磁波在第i層超材料片層前表面的初始相位仍ズカ，其中，第i層超材料片層前表面中心點處的初始相位為仍ゾ。)；
S2 根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.ー種微波天線，其特征在于包括饋源、緊貼于所述饋源口徑面且形狀與所述饋源口徑面相適配的第一超材料、緊鄰所述第一超材料上下表面設(shè)置的第二超材料以及與所述第一超材料、第二超材料構(gòu)成封閉腔體的外売，與第一超材料和第二超材料相対的外殼表面為金屬反射面，所述饋源、所述第一超材料以及所述金屬反射面的中心軸線重合；所述第一超材料包括第一基材以及在第一基材上周期排布的多個第一人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述第一超材料的折射率以其中心點為圓心呈同心圓形分布，圓心處的折射率最小，相同半徑處折射率相同，隨著半徑的増大折射率増大；所述第二超材料由多片超材料片層疊加構(gòu)成，每片超材料片層包括第二基材以及在第二基材上周期排布的多個第二人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述超材料片層的折射率分布通過如下步驟得到Sl 在微波天線未設(shè)置第二超材料的情況下，用空氣填充第二超材料區(qū)域并標(biāo)注出各超材料片層的邊界，測試并記錄所述饋源輻射的電磁波在第i層超材料片層前表面的初始相位仍ゾカ，其中，第i層超材料片層前表面中心點處的初始相位為仍ゾ。)；
2.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于同一超材料片層上的所有第二人造金屬微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，且在第二基材上呈圓形排布，緊鄰第一超材料上下表面處的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)幾何尺寸最大，相同半徑處的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)幾何尺寸相同。
3.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于所述第一超材料上以其中心點為圓心， 半徑為r處的折射率分布為
4.如權(quán)利要求3所述的微波天線，其特征在于所述θェ的正弦值sinθェ應(yīng)大于等于rjSS2+T12，其中A為所述饋源口徑面半徑，ss為所述第一超材料后表面距所述金屬反射面的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于所述第一人造金屬微結(jié)構(gòu)與所述第二人造金屬微結(jié)構(gòu)材質(zhì)和幾何形狀相同。
6.如權(quán)利要求5所述的微波天線，其特征在于所述第一人造金屬微結(jié)構(gòu)與所述第二人造金屬微結(jié)構(gòu)為具有“エ”字形幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)包括豎直的第一金屬分支以及位于所述第一金屬分支兩端且垂直于所述第一金屬分支的兩個第二金屬分支。
7.如權(quán)利要求6所述的微波天線，其特征在于所述金屬微結(jié)構(gòu)還包括位于每ー第二金屬分支兩端且垂直于所述第二金屬分支的第三金屬分支。
8.如權(quán)利要求5所述的微波天線，其特征在于所述第一人造金屬微結(jié)構(gòu)與所述第二人造金屬微結(jié)構(gòu)為具有平面雪花型的幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)包括相互垂直的兩條第一金屬分支以及位于所述第一金屬分支兩端且垂直于所述第一金屬分支的第 ニ金屬分支。
9.如權(quán)利要求8所述的微波天線，其特征在于所述兩條第一金屬分支過中點垂直相交，所述第二金屬分支中點與所述第一金屬分支端點重合。
10.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于所述饋源為喇叭天線。
全文摘要
本發(fā)明公開一種微波天線，其包括饋源、緊貼于饋源口徑面且形狀與饋源口徑面相適配的第一超材料、緊鄰第一超材料上下表面設(shè)置的第二超材料以及與第一超材料、第二超材料構(gòu)成封閉腔體的外殼，與第一超材料和第二超材料相對的外殼表面為金屬反射面，饋源、第一超材料以及金屬反射面的中心軸線重合。本發(fā)明饋源輻射的電磁波經(jīng)過第一超材料發(fā)散后被金屬反射面反射，第一超材料擴散的電磁波和金屬反射面反射的電磁波經(jīng)過第二超材料后以平面波輻射出去。第一超材料和反射面使得微波天線厚度變薄，第二超材料使得天線方向性增強。且本發(fā)明中構(gòu)成第二超材料的超材料片層上的折射率分布通過初始相位法得到，其計算過程易于實現(xiàn)程序化、代碼化，使用者僅需掌握代碼的使用即可，便于大規(guī)模推廣。
文檔編號H01Q15/00GK102544743SQ20111033357
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 楊青 申請人:深圳光啟高等理工研究院