[发明专利]基于超材料的天线和超材料面板的工作波长的生成方法

权利要求书

1.一种基于超材料的天线，其特征在于，包括：辐射源和具有电磁波汇聚功能且工作在第一波长的超材料面板，所述超材料面板用于将所述辐射源发射的电磁波转换为平面波并使得所述天线同时工作在小于所述第一波长且与所述第一波长成不同倍数关系的第二波长和第三波长上。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述超材料面板包括多个核心层以及对称分布在所述核心层两侧的多个渐变层，每一核心层和每一渐变层均包括片状的基板和设置在所述基板上的多个人造微结构。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，每一核心层的折射率分布均相同，每一核心层包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，所述圆形区域和所述环形区域内折射率随着半径的增大从n_p连续减小到n₀且相同半径处的折射率相同。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，分布在所述核心层同一侧的每一渐变层均包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，每一渐变层对应的所述圆形区域和所述环形区域内的折射率变化范围相同且随着半径的增大从其最大折射率连续减小到n₀，相同半径处的折射率相同，两个相邻的渐变层的最大折射率表示为n_i和n_i+1，其中n₀＜n_i＜n_i+1＜n_p，i为正整数，n_i对应于距离所述核心层较远的渐变层。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，每一核心层的所述多个人造微结构具有相同的几何形状，每一区域内人造微结构的尺寸随着半径的增大连续减小且相同半径处的人造微结构的尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，每一渐变层的所述多个人造微结构具有相同的几何形状，每一区域内人造微结构的尺寸随着半径的增大连续减小且相同半径处的人造微结构的尺寸相同，且两个相邻的渐变层中距离所述核心层较远的渐变层对应的同一区域内相同半径处的人造微结构的尺寸较小。

7.根据权利要求2～6任一项所述的天线，其特征在于，所述人造微结构为由至少一根金属丝组成的平面结构或立体结构。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述金属丝为铜丝或银丝。

9.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述金属丝通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基板上。

10.一种应用于权利要求1～9任一项所述的天线的超材料面板的工作波长的生成方法，其特征在于，所述天线可同时工作在第二波长λ₂和第三波长λ₃，所述方法包括：

获取与第三波长λ₃和第二波长λ₂的比值λ₃/λ₂在预设误差范围内的数值m₃/m₂；

计算m₂与m₃的最小公倍数m₁；

生成所述超材料面板的工作波长λ₁，可表示为：λ₁＝λ₂(m₁/m₂)或λ₁＝λ₃(m₁/m₃)。