專利名稱：一種天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種天線。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁波技術(shù)逐漸深入到我們生活的各個(gè)方面。電磁波的一個(gè)重要的特性是它可以在任何的介質(zhì)或真空中傳播。在電磁波從發(fā)射端傳播至接收端過(guò)程中，能量的損耗直接影響電磁信號(hào)傳播的距離以及傳輸信號(hào)的質(zhì)量。當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)同一介質(zhì)時(shí)，基本沒(méi)有能量的損失；而當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)不同介質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)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(dǎo)率)差距越大反射就會(huì)越大。由于部分電磁波的反射，沿傳播方向的電磁能量就會(huì)相應(yīng)損耗，嚴(yán)重影響電磁信號(hào)傳播的距離和傳輸信號(hào)的質(zhì)量?！?br> 為了避免折射率的變化使得在電磁波傳播時(shí)產(chǎn)生反射，減少反射干擾與損耗，通常會(huì)在功能介質(zhì)板上添加阻抗匹配層來(lái)減小反射的損耗。目前解決電磁波傳輸過(guò)程中的阻抗匹配問(wèn)題主要采用等差設(shè)計(jì)，阻抗匹配層的折射率分布滿足如下規(guī)律
Oimm+ZX( (r)_ m)^ i為阻抗匹配層的編號(hào)，ng(r)為功能介質(zhì)板的折射率分/ + 1
布函數(shù)。nmin為功能介質(zhì)板的最小折射率。滿足上述規(guī)律的阻抗匹配層雖然能夠減少一定的反射干擾，但是效果不是很明顯，因此需要一種改進(jìn)的阻抗匹配技術(shù)來(lái)減少反射干擾與損耗。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(guò)透鏡折射后變?yōu)槠矫娌?。目前透鏡天線的匯聚是依靠透鏡的球面形狀的折射來(lái)實(shí)現(xiàn)。發(fā)明人在實(shí)施本發(fā)明過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)透鏡天線至少存在如下技術(shù)問(wèn)題球形透鏡的體積大而且笨重，不利于小型化的使用；球形透鏡對(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(jiǎn)單的且垂直于透鏡表面的直線，導(dǎo)致電磁波經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)的折射、衍射和反射較大，嚴(yán)重影響天線性能。因此需要設(shè)計(jì)一種新型的天線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述的反射干擾與損耗較大、性能差的缺陷，提供一種高性能的天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種天線，包括輻射源和具有電磁波匯聚功能并用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波的匯聚元件；所述匯聚元件包括功能介質(zhì)板和阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件設(shè)置于所述功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為
權(quán)利要求
1.一種天線，其特征在于，包括輻射源和具有電磁波匯聚功能并用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波的匯聚元件；所述匯聚元件包括功能介質(zhì)板和阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件設(shè)置于所述功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與所述功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；所述阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表不為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于，所述阻抗匹配元件還包括緊密貼合于所述功能介質(zhì)板第二側(cè)表面上且與所述第一多個(gè)阻抗匹配層對(duì)稱分布的第二多個(gè)阻抗匹配層，所述第二多個(gè)阻抗匹配層中每一阻抗匹配層的折射率分布與其對(duì)稱分布在所述第一多個(gè)阻抗匹配層中的對(duì)應(yīng)的阻抗匹配層相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于，每一阻抗匹配層包括片狀的基板和設(shè)置在所述基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線，其特征在于，設(shè)輻射源與第i個(gè)圓環(huán)體底面外圓周上一點(diǎn)的連線與垂直于功能介質(zhì)板的直線之間的夾角為Θ 為正整數(shù)且越靠近功能介質(zhì)板中心的圓環(huán)體對(duì)應(yīng)的i越?。黄渲?，夾角Θ i滿足如下公式
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于，相鄰兩個(gè)圓環(huán)體的最大折射率和最小折射率滿足nm
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于，相鄰三個(gè)圓環(huán)體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) °
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于，第i個(gè)圓環(huán)體的折射率滿足
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線，其特征在于，每一圓環(huán)體的側(cè)表面的母線為圓弧段。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于，第i個(gè)圓環(huán)體的外表面的母線為圓弧段，其中輻射源與第i個(gè)圓環(huán)體底面外圓周上一點(diǎn)的連線的垂線與所述功能介質(zhì)板遠(yuǎn)離所述輻射源的一面的交點(diǎn)為所述圓弧段的圓心，所述交點(diǎn)與圓環(huán)體底面外圓周上一點(diǎn)之間的垂線段為所述圓弧段的半徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線，其特征在于，第i個(gè)圓環(huán)體的內(nèi)表面的母線為圓弧段，其中輻射源與第i個(gè)圓環(huán)體底面內(nèi)圓周上一點(diǎn)的連線的垂線與所述功能介質(zhì)板遠(yuǎn)離所述輻射源的一面的交點(diǎn)為所述圓弧段的圓心，所述交點(diǎn)與圓環(huán)體底面外圓周上一點(diǎn)之間的垂線段為所述圓弧段的半徑，其中i > 2。
全文摘要
本發(fā)明涉及天線，包括輻射源和具有電磁波匯聚功能并用于將輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波的匯聚元件；匯聚元件包括功能介質(zhì)板和阻抗匹配元件，阻抗匹配元件設(shè)置于功能介質(zhì)板第一側(cè)表面上且與功能介質(zhì)板的該第一側(cè)表面緊密貼合；阻抗匹配元件包括第一多個(gè)阻抗匹配層，且每一阻抗匹配層的折射率分布表示為功能介質(zhì)板劃分為多個(gè)側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每一圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)阻抗匹配層的折射率分布來(lái)減少反射干擾和損耗；將功能介質(zhì)層的折射率的跳變?cè)O(shè)計(jì)為曲面狀，從而大大減少跳變處的折射、衍射和反射效應(yīng)，減輕了互相干涉帶來(lái)的問(wèn)題，使其具有更加優(yōu)異的性能。
文檔編號(hào)H01Q15/00GK102904067SQ20111021670
公開(kāi)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