專利名稱：基于超材料的透鏡天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及基于超材料的透鏡天線。
背景技術(shù)：
在毫米波段的介質(zhì)透鏡天線的運(yùn)用非常廣泛，透鏡天線的形狀是根據(jù)幾何光學(xué)中的費(fèi)馬原理和斯奈爾折射定理設(shè)計(jì)而成，由于單面透鏡天線易于加工，所以被采用最多。單面透鏡天線如

圖1所示，根據(jù)費(fèi)馬原理，經(jīng)過任意一點(diǎn)P的光程等于沿軸線的光程。假設(shè)透鏡天線的介質(zhì)的折射率為n，F(xiàn)點(diǎn)為饋源位置，可以得到:FP+n(PP1) =FP+n(OQ1),則FP = F0+n (OQ)。若采用極坐標(biāo),坐標(biāo)原點(diǎn)在透鏡的焦點(diǎn)上，P點(diǎn)的坐標(biāo)為，令FO =
f，應(yīng)用光程相等的條件可以得到極坐標(biāo)下的透鏡剖面曲線方程為:
權(quán)利要求
1.關(guān)于超材料的透鏡天線，其特征在于，所述透鏡天線具體包括:同軸電纜、貼片天線饋源、超材料調(diào)制模塊以及外殼，所述同軸電纜通過饋線與所述貼片天線饋源相連，且所述貼片天線饋源輻射電磁波信號(hào)，所述電磁波信號(hào)通過所述超材料調(diào)制模塊進(jìn)行調(diào)制，將進(jìn)入超材料調(diào)制模塊的電磁波信號(hào)調(diào)制為等相位輻射，所述超材料調(diào)制模塊包括多個(gè)核心層以及對(duì)稱分布在所述核心層兩側(cè)的多個(gè)漸變層，每一核心層和每一漸變層均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)，所述每一核心層的折射率分布均相同，每一核心層包括一個(gè)圓形區(qū)域和與所述圓形區(qū)域同心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)折射率隨著半徑的增大從np連續(xù)減小到IItl且相同半徑處的折射率相同，分布在所述核心層同一側(cè)的每一漸變層均包括一個(gè)圓形區(qū)域和與所述圓形區(qū)域同心的多個(gè)環(huán)形區(qū)域，每一漸變層對(duì)應(yīng)的所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)的折射率變化范圍相同且隨著半徑的增大從其最大折射率連續(xù)減小到IV相同半徑處的折射率相同，兩個(gè)相鄰的漸變層的最大折射率表示為叫和ni+1，其中nQ < Iii < ni+1 < np，i為正整數(shù)，Iii對(duì)應(yīng)于距離所述核心層較遠(yuǎn)的漸變層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料的透鏡天線，其特征在于，所述貼片天線饋源為單貼片天線饋源，所述單貼片天線饋源包括金屬貼片、介質(zhì)基板、饋點(diǎn)、饋線以及金屬接地板，所述金屬貼片和金屬接地板分別位于所述介質(zhì)基板的兩側(cè)，所述金屬貼片和饋線通過饋點(diǎn)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超材料的透鏡天線，其特征在于，所述金屬貼片和金屬接地板的材料均包括鋁、銅以及銀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料的透鏡天線，其特征在于，所述貼片天線饋源為同相饋電的四貼片陣天線饋源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料的透鏡天線，其特征在于，每一核心層的所述多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料的透鏡天線，其特征在于，每一漸變層的所述多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀，所述圓形區(qū)域和所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)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，且兩個(gè)相鄰的漸變層中距離所述核心層較遠(yuǎn)的漸變層對(duì)應(yīng)的同一區(qū)域內(nèi)相同半徑處的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸較小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者6所述的基于超材料的透鏡天線，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)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超材料的透鏡天線，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所述的基于超材料的透鏡天線，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7所述的基于超材料的透鏡天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為“工”字形、“十”字形或“H”形。
全文摘要
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，提供一種基于超材料的透鏡天線，該天線具體包括同軸電纜、貼片天線饋源、超材料調(diào)制模塊以及外殼，所述同軸電纜通過饋線與所述貼片天線饋源相連，且所述貼片天線饋源輻射電磁波信號(hào)，所述電磁波信號(hào)通過所述超材料調(diào)制模塊進(jìn)行調(diào)制，將進(jìn)入超材料調(diào)制模塊的電磁波信號(hào)調(diào)制為等相位輻射。本發(fā)明一種基于超材料的透鏡天線采用超材料調(diào)制模塊，通過調(diào)節(jié)超材料內(nèi)部的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的分布規(guī)律，使得超材料內(nèi)的折射率達(dá)到使通過其內(nèi)的電磁波信號(hào)能夠平行出射，最終使得透鏡天線方向性更好，增益更大，也使得透鏡天線的焦點(diǎn)距離饋源位置比較近，使得天線設(shè)計(jì)更加容易，天線更加小型化。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK103094699SQ20111033776
公開日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, 李勇祥 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