專(zhuān)利名稱(chēng)：一種卡塞格倫型超材料天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種卡塞格倫型超材料天線。
背景技術(shù)：
卡塞格倫天線由三部分組成，即主反射器、副反射器和輻射源。其中主反射器為旋轉(zhuǎn)拋物面，副反射面為旋轉(zhuǎn)雙曲面。在結(jié)構(gòu)上，雙曲面的一個(gè)焦點(diǎn)與拋物面的焦點(diǎn)重合，雙曲面焦軸與拋物面的焦軸重合，而輻射源位于雙曲面的另一焦點(diǎn)上，如下圖所示。它是由副反射器對(duì)輻射源發(fā)出的電磁波進(jìn)行的一次反射，將電磁波反射到主反射器上，然后再經(jīng)主反射器反射后獲得相應(yīng)方向的平面波波束，以實(shí)現(xiàn)定向發(fā)射?？梢?jiàn)，傳統(tǒng)的卡塞格倫天線的主反射器需要加工成精度很高的拋物面，但是，加工這樣精度高的拋物面，難度非常大，而且成本相當(dāng)?shù)母摺?br>
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)有的卡塞格倫天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡(jiǎn)單、制造成本低的卡塞格倫型超材料天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種卡塞格倫型超材料天線，包括饋源、設(shè)置在饋源前方的的反射元件及設(shè)置在饋源后方的匯聚超材料板，所述匯聚超材料板包括核心層，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?chē)遗c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。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，所述匯聚超材料還包括設(shè)置在核心層兩側(cè)的匹配層，以實(shí)現(xiàn)從空氣到核心層的折射率匹配。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(mǎn)足如下公式
權(quán)利要求
1.一種卡塞格倫型超材料天線，其特征在于，包括饋源、設(shè)置在饋源前方的的反射元件及設(shè)置在饋源后方的匯聚超材料板，所述匯聚超材料板包括核心層，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?chē)遗c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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后饋式衛(wèi)星電視天線，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.根據(jù)權(quán)利要求2所述的后饋式衛(wèi)星電視天線，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.根據(jù)權(quán)利要求3所述的后饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述匯聚超材料還包括設(shè)置在核心層兩側(cè)的匹配層，以實(shí)現(xiàn)從空氣到核心層的折射率匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后饋式衛(wèi)星電視天線，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(mǎn)足如下公式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡塞格倫型超材料天線，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.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡塞格倫型超材料天線，其特征在于，所述匹配層具有多個(gè)匹配層片層，所述多個(gè)匹配層片層的折射率分布滿(mǎn)足以下公式n(i) = (nmin/n(r))l/(m+1)；其中，n(r)為核心層片層的折射率分布；Iimin表示核心層片層上的折射率最小值；m表示匹配層的總層數(shù)；i表示匹配層片層的編號(hào)，所述多個(gè)匹配層片層依次順序編號(hào)，靠近核心層的匹配層編號(hào)為1，最外層的匹配層片層的編號(hào)為m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的卡塞格倫型超材料天線，其特征在于，所述反射元件包括平板超材料及設(shè)置在平板超材料一側(cè)表面的金屬反射板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卡塞格倫型超材料天線，其特征在于，所述平板超材料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)，所述平板超材料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?chē)遗c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。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卡塞格倫型超材料天線，其特征在于，所述圓形區(qū)域的圓心在匹配層片層的中心，所述平板超材料的折射率分布滿(mǎn)足如下公式
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的卡塞格倫型超材料天線，其特征在于，所述平板超材料上的多個(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)的幾何尺寸逐漸增大，所述圓形區(qū)域內(nèi)幾何尺寸最大的人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸大于與其相鄰的環(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，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)幾何尺寸最大的人造微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸大于處于外側(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。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種卡塞格倫型超材料天線，包括饋源、反射元件及匯聚超材料板，匯聚超材料板包括核心層，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及多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，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?chē)亩鄠€(gè)環(huán)形區(qū)域，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，隨著半徑的增大折射率逐漸減小，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。根據(jù)本發(fā)明的卡塞格倫型超材料天線，由片狀的匯聚超材料板代替了傳統(tǒng)的拋物面，制造加工更加容易，成本更加低廉。
文檔編號(hào)H01Q15/02GK103036064SQ20111029793
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 尹小明 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