專利名稱：一種高透射天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種高透射天線。
背景技術(shù)：
超材料是一種新型材料，是由非金屬材料制成的基材和附著在基材表面上或嵌入在基材內(nèi)部的多個人造微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。人造微結(jié)構(gòu)是組成一定幾何圖形的圓柱形或扁平狀金屬絲，例如組成圓環(huán)形、I形的金屬絲等。每個人造微結(jié)構(gòu)及其附著或占據(jù)的部分基材構(gòu)成一個單元，整個超材料即是由數(shù)十萬、百萬甚至上億的這樣的單元組成的，就像晶體是由無數(shù)的晶格按照一定的排布構(gòu)成的，每個晶格即相當于上述的人造微結(jié)構(gòu)及部分基材構(gòu)成的單元。由于人造微結(jié)構(gòu)的存在，每個上述單元整體具有不同于基材本身的等效介電常數(shù)和等效磁導率，因此所有的單元構(gòu)成的超材料對電場和磁場呈現(xiàn)出特殊的響應特性；同時， 對人造微結(jié)構(gòu)設(shè)計不同的具體結(jié)構(gòu)和形狀，可改變其單元的等效介電常數(shù)和等效磁導率， 進而改變整個超材料的響應特性。當電磁波經(jīng)過同一介質(zhì)時，基本沒有能量的損失；而當電磁波經(jīng)過不同介質(zhì)的分界面時，會發(fā)生部分反射現(xiàn)象。通常兩邊介質(zhì)的電磁參數(shù)(介電常數(shù)或者磁導率)差距越大反射就會越大。由于部分電磁波的反射，沿傳播方向的電磁能量就會相應損耗，嚴重影響電磁信號傳播的距離和傳輸信號的質(zhì)量?，F(xiàn)有的基于超材料的天線在設(shè)計時，為了避免折射率的變化使得在電磁波傳播時產(chǎn)生反射，減少反射干擾與損耗，通常會在超材料面板上添加阻抗匹配層來減小反射的損耗，如

圖1所示，在超材料面板10上增設(shè)阻抗匹配層30，輻射源20發(fā)出的電磁波經(jīng)過阻抗匹配層30和超材料面板10匯聚后以平面波射出。這樣不僅增加了超材料薄膜的厚度，還會增加制作成本，同時增加了使用超材料實現(xiàn)的天線的尺寸以及制作和安裝的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述尺寸大、成本高的缺陷，提供一種高透射天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種高透射天線，包括輻射源和用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波的電磁波匯聚元件，所述電磁波匯聚元件包括多個頂面為凹面且底面為平面的同心圓環(huán)體，每一圓環(huán)體的厚度隨著半徑的增大逐漸增大，使得輻射源發(fā)射的電磁波入射到所述凹面時產(chǎn)生的反射波與入射到所述底面時產(chǎn)生的反射波發(fā)生干涉而相互抵消。在本發(fā)明所述的高透射天線中，每一圓環(huán)體的折射率隨著半徑的增大從nm連續(xù)減小到nn且相同半徑處的折射率相同，所述電磁波匯聚元件的厚度d滿足如下公式
權(quán)利要求
1.一種高透射天線，包括輻射源和用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波的電磁波匯聚元件，其特征在于，所述電磁波匯聚元件包括多個頂面為凹面且底面為平面的同心圓環(huán)體，每一圓環(huán)體的厚度隨著半徑的增大逐漸增大，使得輻射源發(fā)射的電磁波入射到所述凹面時產(chǎn)生的反射波與入射到所述底面時產(chǎn)生的反射波發(fā)生干涉而相互抵消。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透射天線，其特征在于，每一圓環(huán)體的折射率隨著半徑的增大從nm連續(xù)減小到nn且相同半徑處的折射率相同，所述電磁波匯聚元件的厚度d滿足如下公式d{r) =-, Α ,dO其中，S為所述輻射源到所述電磁波匯聚元件的距離，λ為電磁波的波長， 式=^^，nm*每一圓環(huán)體的最大折射率，~為每一圓環(huán)體的最小折射率，L(i)為半徑r所在的自內(nèi)向外第i個圓環(huán)體的起始半徑，且L (1) = 0。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高透射天線，其特征在于，每一圓環(huán)體內(nèi)設(shè)有多個人造微結(jié)構(gòu)，所述多個人造微結(jié)構(gòu)使得每一圓環(huán)體的折射率隨著半徑的增大從nm連續(xù)減小到nn且相同半徑處的折射率相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高透射天線，其特征在于，所述多個人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，且每一圓環(huán)體的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著半徑的增大連續(xù)減小且相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高透射天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高透射天線，其特征在于，所述金屬絲為銅絲或銀絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高透射天線，其特征在于，所述金屬絲通過蝕刻、電鍍、鉆刻、 光刻、電子刻或離子刻的方法附著在每一圓環(huán)體內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透射天線，其特征在于，所述電磁波匯聚元件還包括填充在所述多個同心圓環(huán)體的凹面上的填充體，所述填充體使得所述多個同心圓環(huán)體的頂面為平面且與底面平行，所述填充體各處的折射率相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透射天線，其特征在于，所述填充體的折射率小于等于IV
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透射天線，其特征在于，所述填充體的折射率為1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高透射天線，包括輻射源和用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波的電磁波匯聚元件，所述電磁波匯聚元件包括多個頂面為凹面且底面為平面的同心圓環(huán)體，每一圓環(huán)體的厚度隨著半徑的增大逐漸增大，使得輻射源發(fā)射的電磁波入射到所述凹面時產(chǎn)生的反射波與入射到所述底面時產(chǎn)生的反射波發(fā)生干涉而相互抵消。本發(fā)明通過設(shè)計超材料本身的厚度隨折射率變化，使超材料薄膜本身能夠衰減反射損耗，無需添加阻抗匹配層。不僅減少了反射干擾與損耗，還減少了超材料薄膜的厚度，降低了制作成本，同時也減少了天線的尺寸以及制作和安裝的難度。
文檔編號H01Q19/06GK102480060SQ20111012929
公開日2012年5月30日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院