[实用新型]一种多层嵌套微结构单元、超材料板

说明书

技术领域

本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种多层嵌套微结构单元、超材料板。

背景技术

根据卫星通讯系统的实际工作方式，在Ku（K-under）等频段卫星信号将在频段内的两个不同的频带范围内（通常有一定间隔）按照正交线极化的方式进行同时双向传输。若要实现该类型的超材料平板天线，则需要实现微结构在收发频带都有特定的响应，且频带间不产生明显的干扰。

现有的方法，譬如在反射阵列天线中，为了实现对电磁波进行调制以达到信号波束沿指定方向出射的目的，需要使用能对入射电磁波进行任意相位调制的微结构功能单元体系。

现有的方案一：在单层板面上按一定规律排列参数不同的金属贴片单元对电磁波起到调制作用，该微结构单元体系能够通过参数的变化实现指定频率下的电磁波调制，但是无法令系统同时工作于两个相隔一段距离的工作频段。现有的方案二：则是在纵向层叠的多个板面上排布元胞尺寸相同但形状不同或个体尺寸不同的微结构，通过叠加后的相互作用实现单层微结构所不具备的较大的电磁波相位调制作用，但其无法使天线整体在两个相邻的频带内互不干扰的工作。综上所述，现有方法是通过使用单层半波长量级元胞尺寸的金属贴片微结构于介质基板进行结合以实现对两个或多个频率电磁波相位的调制量达到或超过360度，会导致所设计的微结构板面元胞尺寸较大、离散程度较高。在此基础上，由于微结构是根据单元中心位置所对应的相位分布进行设计的，因此元胞尺寸越大其非中心位置带来的相位调制误差越大，可以理解为离散化程度引入的误差。因此，元胞尺寸较小的微结构体系能够较好地缓解离散化引起的误差。但受到单层多种微结构混合排列的限制，每种微结构都无法有效地降低离散误差，因此增益值受此限制也难有较大的提升空间。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种多层嵌套微结构单元，以解决单一微结构无法在线极化信号情况下解决双频段工作、且不带来明显的互相干扰的问题。

本实用新型提供的一种多层嵌套微结构单元，分别设置于至少两块层叠在一起的第一介质基板和第二介质基板，所述多层嵌套微结构单元包括第一微结构和第二微结构，所述第一微结构铺设于所述第一介质基板的其中一表面，所述第二微结构铺设于所述第二介质基板的其中一表面且与所述第一微结构以所述第一介质基板和/或所述第二介质基板相隔，其中，所述第一微结构被第一开缝槽孔打断成两个分离的部分，所述第二微结构被第二开缝槽孔打断成两个分离的部分，且所述第一开缝槽孔的开口方向与所述第二开缝槽孔的开口方向相互垂直。

进一步地，所述第一微结构包括至少两条第一辐射贴片，且所述至少两条第一辐射贴片由所述第一微结构的中心往外等间距地多层嵌套设置，每一条第一辐射贴片均被所述第一开缝槽孔打断成两部分。

进一步地，所述第一微结构的至少两条第一辐射贴片共同围成“十”字形或者方形。

进一步地，所述第二微结构包括至少两条第二辐射贴片，且所述至少两条第二辐射贴片由所述第二微结构的中心往外等间距地多层嵌套设置，每一条第二辐射贴片均被所述第二开缝槽孔打断成两部分。

进一步地，所述第二微结构的至少两条第二辐射贴片共同围成方形或者“十”字形。

此外，还提供了一种超材料板，所述超材料板包括：

至少两块层叠在一起的第一介质基板和第二介质基板；

多个第一微结构，以预设的阵列方式铺设于所述第一介质基板的其中一表面；

多个第二微结构，以预设的阵列方式铺设于所述第二介质基板的其中一表面且与所述多个第一微结构以所述第一介质基板和/或所述第二介质基板相隔；

其中，所述多个第一微结构均被第一开缝槽孔打断成两个分离的部分，所述多个第二微结构均被第二开缝槽孔打断成两个分离的部分，且所述第一开缝槽孔的开口方向与所述第二开缝槽孔的开口方向相互垂直。

进一步地，所述第一微结构包括至少两条第一辐射贴片，且所述至少两条第一辐射贴片由所述第一微结构的中心往外等间距地多层嵌套设置，每一条第一辐射贴片均被所述第一开缝槽孔打断成两部分。

进一步地，所述第一微结构的至少两条第一辐射贴片共同围成“十”字形或者方形。

进一步地，所述第二微结构包括至少两条第二辐射贴片，且所述至少两条第二辐射贴片由所述第二微结构的中心往外等间距地多层嵌套设置，每一条第二辐射贴片均被所述第二开缝槽孔打断成两部分。

进一步地，所述第二微结构的至少两条第二辐射贴片共同围成方形或者“十”字形。