專利名稱：一種超材料天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超材料領(lǐng)域,尤其涉及一種超材料天線。
背景技術(shù)：
半功率角，也稱3dB波束寬度、半功率波束寬度、半功率帶寬。功率方向圖中，在包含主瓣最大輻射方向的某一平面內(nèi)，把相對(duì)最大輻射方向功率通量密度下降到一半處(或小于最大值3dB)的兩點(diǎn)之間的夾角稱為半功率波束寬度。場(chǎng)強(qiáng)方向圖中,在包含主瓣最大輻射方向的某一平面內(nèi)，把相對(duì)最大輻射方向場(chǎng)強(qiáng)下降到0. 707倍處的夾角也稱為半功率波束寬度。水平面半功率波束寬度是指水平面方向圖的半功率波束寬度，垂直面半功率波束寬度是指垂直面方向圖的半功率波束寬度。在定向天線中，天線傳播的距離由垂直面半功率波束寬度決定，即垂直面半功率帶寬越小，天線的增益就越大，天線發(fā)射的信號(hào)傳播距離就越遠(yuǎn)，反之，天線的增益就越小，信號(hào)傳播的距離也就越近?，F(xiàn)有技術(shù)中改進(jìn)半功率帶寬的方法一般有介質(zhì)覆層法。介質(zhì)覆層法采用天線保護(hù)裝置的形式加載在天線陣列的前端，這種方法可以提高天線陣列3db左右的增益，使半功率帶寬變?yōu)?6°并使得天線的方向性變好。但是在信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，半功率帶寬沒法達(dá)到我們的需求，為了滿足長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸需要再建立一些基站或者中繼站，這樣加大的成本，也給信號(hào)發(fā)射或接受都帶來麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)天線半功率帶寬較小的問題，提供一種超材料天線，該天線通過在反射體開口上設(shè)置垂直的導(dǎo)體以及在導(dǎo)體上設(shè)置超材料薄膜層，大大的降低了天線的半功率帶寬，提高了天線的前后比，使得天線方向性更好，促進(jìn)了天線更遠(yuǎn)距離的發(fā)射。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的如下技術(shù)方案一種超材料天線，所述天線包括一個(gè)振子，用于產(chǎn)生電磁波；一超材料薄膜層，用于將所述振子產(chǎn)生的電磁波匯聚后并向外輻射，還用于將所述振子產(chǎn)生的球面電磁波轉(zhuǎn)換為平面電磁波；所述天線還包括一反射體，用于將振子產(chǎn)生的部分電磁波反射到超材料薄膜層里；以及兩個(gè)導(dǎo)體，用于反射所述反射體和超材料薄膜層相連處的部分電磁波，所述振子位于反射體內(nèi)，反射體、兩個(gè)導(dǎo)體以及超材料薄膜層依次相連，且共同構(gòu)成一個(gè)封閉的腔體。進(jìn)一步地，所述反射體分別與兩個(gè)導(dǎo)體垂直相連。進(jìn)一步地，所述超材料薄膜層由多個(gè)超材料片層組成，其中，最接近所述振子的超材料片層為第一超材料片層，所述第一超材料片層的折射率以其中心為圓心呈圓形分布，第一超材料片層的折射率分布隨著半徑r的變化規(guī)律如以下表達(dá)式
權(quán)利要求
1.一種超材料天線，所述天線包括一個(gè)振子，用于產(chǎn)生電磁波；一超材料薄膜層，用于將所述振子產(chǎn)生的電磁波匯聚后并向外輻射；其特征在于，所述天線還包括一反射體，用于將振子產(chǎn)生的部分電磁波反射到超材料薄膜層里；以及兩個(gè)導(dǎo)體，用于反射所述反射體和超材料薄膜層相連處的部分電磁波，所述振子位于反射體內(nèi)，反射體、兩個(gè)導(dǎo)體以及超材料薄膜層依次相連，且共同構(gòu)成一個(gè)封閉的腔體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超材料天線，其特征在于，所述反射體分別與兩個(gè)導(dǎo)體垂直相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超材料天線，其特征在于，所述超材料薄膜層由多個(gè)超材料片層組成，其中，最接近所述振子的超材料片層為第一超材料片層，所述第一超材料片層的折射率以其中心為圓心呈原型分布，第一超材料片層的折射率分布隨著半徑r的變化規(guī)律如以下表達(dá)式n(r) = max -去{j 0 _ 去6O2 式中nmax表不第一超材料片層中的最大折射率值，d表不第一超材料片層的厚度，s表示所述振子到第一超材料片層的距離，n(r)表示第一超材料片層內(nèi)半徑!■處的折射率值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超材料天線，其特征在于，所述每一超材料片層的結(jié)構(gòu)相同，并且均包括片狀的基板和周期排布在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超材料天線，其特征在于，所述兩個(gè)導(dǎo)體與反射體的材質(zhì)相同且均為電導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超材料天線，其特征在于，所述超材料薄膜層內(nèi)除了第一超材料片層的多個(gè)超材料片層均與第一超材料片層相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超材料天線，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對(duì)電磁場(chǎng)有響應(yīng)的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超材料天線，其特征在于，所述金屬絲為銅絲或銀絲。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超材料天線，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基板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超材料天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為在“工”字形、“工”字形的衍生形、雪花狀或雪花狀的衍生形任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超材料天線，所述天線包括一個(gè)振子，用于產(chǎn)生電磁波；一超材料薄膜層，用于將振子產(chǎn)生的電磁波匯聚后并向外輻射，還用于將振子產(chǎn)生的球面電磁波轉(zhuǎn)換為平面電磁波；還包括一反射體，用于將振子產(chǎn)生的部分電磁波反射到超材料薄膜層里；以及兩個(gè)導(dǎo)體，用于反射反射體和超材料薄膜層相連處的部分電磁波，振子位于反射體內(nèi)，反射體、兩個(gè)導(dǎo)體以及超材料薄膜層依次相連，且共同構(gòu)成一個(gè)封閉的腔體。本發(fā)明一種超材料天線通過在反射體開口上設(shè)置垂直的導(dǎo)體以及在導(dǎo)體上設(shè)置超材料薄膜層，大大的降低了天線的半功率帶寬，提高了天線的前后比，使得天線方向性更好，促進(jìn)了天線更遠(yuǎn)距離的發(fā)射。
文檔編號(hào)H01Q19/06GK102800984SQ20111017986
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 李云龍 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