[发明专利]一种多波束透镜天线

权利要求书

1.一种多波束透镜天线，包括波束形成网络以及与所述波束形成网络相连的多个馈源，其特征在于：还包括平板超材料，所述平板超材料由多片折射率分布相同的超材料片层构成，所述超材料片层包括基材以及周期排布于基材上的人造微结构，所述馈源发出的电磁波经过所述平板超材料后以平面电磁波形式传输；所述超材料片层的折射率分布通过如下步骤得到：

S1：在所述多波束透镜天线未设置所述平板超材料的情况下，用空气填充平板超材料区域并标注出各超材料片层的边界，测试并记录所述馈源辐射的电磁波在第i层超材料片层前表面的初始相位其中，第i层超材料片层前表面中心点处的初始相位为

S2：根据公式得到所述平板超材料后表面的相位Ψ，

其中，d为每层超材料片层的厚度，λ为馈源辐射的电磁波波长，n_max为所述平板超材料所具有的最大折射率值，M为构成所述平板超材料的超材料片层的总层数；

S3：根据公式得到超材料片层各点的折射率n(y)，

其中，y为超材料片层上任一点距超材料片层中心轴线的距离。

2.如权利要求1所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述超材料片层还包括覆盖于所述人造微结构上的覆盖层，所述覆盖层的厚度和材质与所述基材的厚度和材质相同。

3.如权利要求1所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述人造微结构为由铜线或银线构成的金属微结构，所述金属微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法周期排布于所述基材上。

4.如权利要求3所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述金属微结构呈平面雪花状，所述金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。

5.如权利要求4所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述平面雪花状的金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第二金属分支的端点相连。

6.如权利要求3所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。

7.如权利要求1或2所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述基材的材质为高分子材料、陶瓷材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料。

8.如权利要求1或2所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述基材的厚度为0.4毫米。

9.如权利要求3所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述金属微结构厚度为0.018毫米。

10.如权利要求7所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述基材的材质为FR-4材料或F4B材料。