專利名稱：一種透鏡天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種透鏡天線。
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(guò)透鏡折射后變?yōu)槠矫娌?。目前透鏡的匯聚是依靠透鏡的球面形狀的折射來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，球面形式的透鏡天線通常體積大而且笨重，不利于天線的小型化；并且球面形式的透鏡對(duì)于曲面的形狀有很大的依賴性，需要比較精準(zhǔn)的加工才能實(shí)現(xiàn)天線的定向傳播，加工難度大，制造成本高。同時(shí)，現(xiàn)有的透鏡都沒(méi)有考慮阻抗匹配的問(wèn)題，以至此類透鏡天線電磁波反射干擾和損耗比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有的透鏡天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡(jiǎn)單、制造成本低的透鏡天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種透鏡天線，所述透鏡天線包括饋源及設(shè)置在饋源前方的超材料面板，所述超材料面板包括核心層，所述核心層包括至少一個(gè)核心層片層，所述核心層片層包括片狀的基材以及設(shè)置在基材上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述核心層片層按照折射率分布可劃分為位于中間位置的圓形區(qū)域以及分布在圓形區(qū)域周圍且與所述圓形區(qū)域共圓心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域及環(huán)形區(qū)域內(nèi)相同半徑處的折射率相同，且在圓形區(qū)域及環(huán)形區(qū)域各自的區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大折射率逐漸減小，所述圓形區(qū)域的折射率的最小值小于與其相鄰的環(huán)形區(qū)域的折射率的最大值，相鄰兩個(gè)環(huán)形區(qū)域，處于內(nèi)側(cè)的環(huán)形區(qū)域的折射率的最小值小于處于外側(cè)的環(huán)形區(qū)域的折射率的最大值，所述超材料面板還包括對(duì)稱設(shè)置在核心層兩側(cè)的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層的阻抗沿垂直于核心層的方向按照切比雪夫阻抗匹配方式漸變。進(jìn)一步地，所述核心層片層還包括覆蓋人造微結(jié)構(gòu)的填充層。進(jìn)一步地，所述核心層包括多個(gè)折射率分布相同且相互平行的核心層片層。進(jìn)一步地，所述圓心為核心層片層的中心，所述圓形區(qū)域以及多個(gè)環(huán)形區(qū)域的折射率變化范圍相同，所述核心層片層的折射率n(r)分布滿足如下公式:
權(quán)利要求
1.一種透鏡天線，其特征在于，所述透鏡天線包括饋源及設(shè)置在饋源前方的超材料面板，所述超材料面板包括核心層，所述核心層包括至少一個(gè)核心層片層，所述核心層片層包括片狀的基材以及設(shè)置在基材上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，所述核心層片層按照折射率分布可劃分為位于中間位置的圓形區(qū)域以及分布在圓形區(qū)域周圍且與所述圓形區(qū)域共圓心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域及環(huán)形區(qū)域內(nèi)相同半徑處的折射率相同，且在圓形區(qū)域及環(huán)形區(qū)域各自的區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大折射率逐漸減小，所述圓形區(qū)域的折射率的最小值小于與其相鄰的環(huán)形區(qū)域的折射率的最大值，相鄰兩個(gè)環(huán)形區(qū)域，處于內(nèi)側(cè)的環(huán)形區(qū)域的折射率的最小值小于處于外側(cè)的環(huán)形區(qū)域的折射率的最大值，所述超材料面板還包括對(duì)稱設(shè)置在核心層兩側(cè)的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層的阻抗沿垂直于核心層的方向按照切比雪夫阻抗匹配方式漸變。
2.按權(quán)利要求1所述的透鏡天線，其特征在于，所述核心層片層還包括覆蓋人造微結(jié)構(gòu)的填充層。
3.按權(quán)利要求2所述的透鏡天線，其特征在于，所述核心層包括多個(gè)折射率分布相同且相互平行的核心層片層。
4.按權(quán)利要求3所述的透鏡天線，其特征在于，所述圓心為核心層片層的中心，所述圓形區(qū)域以及多個(gè)環(huán)形區(qū)域的折射率變化范圍相同，所述核心層片層的折射率n(r)分布滿足如下公式:
5.按權(quán)利要求1所述的透鏡天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基材上。
6.按權(quán)利要求5所述的透鏡天線，其特征在于，所述核心層的每一核心層片層的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)形狀相同，所述圓形區(qū)域及環(huán)形區(qū)域內(nèi)相同半徑處的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何尺寸，且在圓形區(qū)域及環(huán)形區(qū)域各自的區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸逐漸減小，所述圓形區(qū)域內(nèi)幾何尺寸最小的人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸小于與其相鄰的環(huán)形區(qū)域內(nèi)幾何尺寸最大的人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，相鄰兩個(gè)環(huán)形區(qū)域，處于內(nèi)側(cè)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)幾何尺寸最小的人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸小于處于外側(cè)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)幾何尺寸最大的人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸。
7.按權(quán)利要求5或6所述的透鏡天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)具有相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個(gè)第一金屬分支的中點(diǎn)上，所述第二金屬線兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個(gè)第二金屬分支的中點(diǎn)上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長(zhǎng)度相等。
8.按權(quán)利要求2所述的透鏡天線，其特征在于:所述填充層與基材由相同的材料制成，所述核心層片層的總厚度為0.818mm,其中填充層與基材的厚度均為0.4mm,人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.018mm。
9.按權(quán)利要求1所述的透鏡天線，其特征在于，所述阻抗匹配層包括多個(gè)阻抗匹配片層，每一阻抗匹配片層包括片狀的基材、附著在基材上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)以及覆蓋人造微結(jié)構(gòu)的填充層。
10.按權(quán)利要求9所述 的透鏡天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基材上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種透鏡天線，包括饋源及超材料面板，超材料面板包括核心層，核心層包括至少一個(gè)核心層片層，核心層片層包括片狀的基材以及設(shè)置在基材上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，超材料面板還包括對(duì)稱設(shè)置在核心層兩側(cè)的阻抗匹配層，阻抗匹配層的阻抗沿垂直于核心層的方向按照切比雪夫阻抗匹配方式漸變。根據(jù)本發(fā)明的透鏡天線，由片狀的超材料面板代替了傳統(tǒng)的透鏡，不需要加工曲面，制造加工更加容易，成本更加低廉，并且利用切比雪夫阻抗匹配方式來(lái)設(shè)計(jì)阻抗匹配層，匹配效果好，能量損失小。
文檔編號(hào)H01Q15/00GK103094711SQ20111033774
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 羅宇希 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