[发明专利]一种喇叭天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及电磁波领域，更具体地说，涉及一种喇叭天线装置。

背景技术

众知周知，在现有技术中，电磁波从喇叭天线发射到空气中时，因为电磁波波导的阻抗与空气的阻抗相差较大，造成的后果是电磁波反射较大，不能很好地将电磁波发射出去，所以喇叭天线在电磁波波导和空气之间设置一个喇叭状的过渡，以减少反射，喇叭天线为了使得反射最小化，其区域转换部分可以设计成指数律或者直线律张开，为了获得尽可能均匀的口径分布和较好的方向性，要求用非常长的小张角喇叭，对于频率较低的天线会造成天线的尺寸过大，给使用带来很多不便，难以满足器件小型化的要求。

在通信系统中，通常增加喇叭口径来增加喇叭天线装置的辐射张角，但由此也带来了成本高、工艺复杂、占用空间较大等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种成本低、简单、占用空间小的喇叭天线装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括电磁波波导，还包括发散电磁波的超材料，所述超材料设置于所述电磁波波导的外部，所述超材料由基材以及若干人造微结构组成，所述基材分成若干晶格，所述人造微结构置于所述晶格中，所述超材料沿水平方向分成若干区段，所述区段单元的介电常数ε与磁导率μ之乘积中部单元处最小，两端从大到小呈渐变趋势，且所述渐变趋势向中部单元处趋近。

在本发明所述的喇叭天线装置中，所述超材料由多个超材料片状基板堆叠形成，所有的人造微结构在空间中形成周期阵列。

在本发明所述的喇叭天线装置中，所述所有的人造微结构在空间中呈均匀性的周期阵列。

在本发明所述的喇叭天线装置中，在基材选定的情况下，通过改变人造微结构的图案、设计尺寸和/或人造微结构在空间中的排布获得内部的介电常数ε与磁导率μ结果分布。

在本发明所述的喇叭天线装置中，所述基材由陶瓷材料、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料制得。

在本发明所述的喇叭天线装置中，所述的人造微结构为具有图案的附着在基材上的金属线。

在本发明所述的喇叭天线装置中，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基材上。

在本发明所述的喇叭天线装置中，所述金属线为铜线或银线。

在本发明所述的喇叭天线装置中，所述金属线呈二维雪花状、“工”字型或“工”字型的衍生型。

实施本发明的喇叭天线装置，具有以下有益效果：克服现有技术中增加喇叭口径来增加喇叭天线装置的辐射张角带来了成本高、占用空间大等不足，利用超材料发散电磁波来增大辐射张角从而降低成本、减小占用的空间。

附图说明

图1是本发明实施例一种喇叭天线装置结构示意图；

图2为本发明实施例中超材料结构示意图；

图3为本发明实施例中超材料折射率分布示意图；

图4至图6为本发明人造微结构的实施例示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

“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″性质往往不主要决定与构成材料的本征性质，而决定于其中的人工结构。

请参阅图1及图2，在本发明实例中，一种喇叭天线装置，包括电磁波波导10，还包括发散电磁波的超材料20，超材料20设置于电磁波波导10的外部，较佳地，设置于喇叭天线装置的喇叭状过渡40的内部，超材料20由基材201以及若干人造微结构202组成，基材201分成若干晶格，人造微结构202置于所述晶格中，超材料20沿水平方向分成若干区段，所述区段单元的介电常数ε与磁导率μ之乘积中部单元处最小，两端从大到小呈渐变趋势，且所述渐变趋势向中部单元处趋近。