[发明专利]一种阵列式超材料天线

说明书

技术领域

本发明属于超材料领域，具体地涉及一种阵列式超材料天线。

背景技术

天线是在无线传输中用以发送和接收电磁波能量的重要元件，让使用者可不受地形限制，而顺利地利用无线通讯系统进行信息传输。目前各种产品所应用的天线，其设计方法与使用材质均不相同。选用适当的天线，有助于提升传输特性，同时也能降低生产成本。

在现有技术中已知使用阵列天线进行发送和接收电磁波信号，现有技术的阵列天线包括多个天线部件，从所述的天线部件辐射的波束被重叠以获得方向性，并要求具有高主瓣增益，以及充分低的旁瓣电平以便于避免与其它装置的干扰。

由于阵列天线具有方向性，所以改变主瓣的垂直角度(即：倾斜角度)，从而以特定方向方式发送和接收无线电信号。可通过调整馈入天线部件的之间的相位来改变主瓣的垂直角度。通过这种方式，可以提高主瓣的增益。

由于现有阵列式天线需要多件零组件方可组装构成，导致制造工序过于繁复，连带使得制造成本大幅提高，且阵列式天线所占据的体积过大，在实际使用上并不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术阵列式天线工序复杂、成本高、体积大等不足，提供一种工序简单、成本低、体积小的阵列式超材料天线。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：一种阵列式超材料天线，所述天线包括至少两个以上的超材料，每个超材料规则排列或随机排列，所述的每个超材料对于电磁波的调制方式不相同，所述每个超材料包括基材以及附着在基材上的多个人造微结构。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述调制方式为电磁波的偏折、偏移、汇聚、发散。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述基材由多个相互平行的片状基板堆叠形成，每个片状基板上均附着有多个人造微结构。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述片状基板由陶瓷材料、环氧树脂或聚四氟乙烯制得。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述人造微结构为金属微结构，所述的每个金属微结构为一具有图案的附着在片状基板上的金属线。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述金属线通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在片状基板上。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述金属线为铜线或银线。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述金属线呈二维雪花状，其具有相互垂直呈“十”字的第一主线及第二主线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第一支线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第二支线。

在本发明所述的阵列式超材料天线中，所述第一主线及第二主线相互平分，所述两个第一支线的中心连接在第一主线上，所述两个第二支线的中心连接在第二主线上。

实施本发明的高定向超材料天线，具有以下有益效果：

1.体积小，不占用过多的空间；

2.简单、易于实现、低成本，通过超材料对电磁波加以调制，不依赖天线的种类及形状。

附图说明

图1是本发明一个实施例一种阵列式超材料天线；

图2是本发明一个实施例中金属微结构的示意图；

图3是图1的正视图；

图4为图2所示图案衍生得到的一个金属微结构的图案；

图5为图2所示图案变形得到的一个金属微结构的图案；

图6为图2所示图案变形得到的另一个金属微结构的图案。

具体实施方式

“超材料″是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。

“超材料″重要的三个重要特征：

(1)“超材料″通常是具有新奇人工结构的复合材料；

(2)“超材料″具有超常的物理性质(往往是自然界的材料中所不具备的)；

(3)“超材料″性质由构成材料的本征性质及其中的人造微结构共同决定。