[实用新型]一种超材料平板天线

说明书

技术领域

本实用新型属于通讯技术领域，特别涉及一种超材料平板天线。

背景技术

天线的基本功能之一是把从馈源取得的能量向周围空间辐射出去，之二是把大部分能量朝所需的方向辐射，辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣，副瓣的能量较大会影响天线的增益、方向性和抗干扰能力。为了增大主瓣能量，优化辐射的方向性，提高天线的抗干扰能力，通常要求尽量减小副瓣。现有天线的副瓣仍然占有辐射能量的较大比例，影响天线的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超材料平板天线，旨在减小远区副瓣，提高天线的增益和抗干扰能力。

本实用新型是这样实现的，一种超材料平板天线，包括辐射体及设置于电磁波辐射方向的超材料平板，所述超材料平板包括介质板及在其表面阵列排布且使电磁波的透过率随入射角的增大而减小的导电几何结构，所述导电几何结构为由金属或非金属的导电材料构成的微结构，所述微结构包括两个相对设置的开口谐振环，所述开口谐振环包括中间开口的直线段和连接所述直线段的两端之间的曲线段或折线段，两个所述开口谐振环的直线段相对设置且相互平行。

作为本实用新型的优选技术方案：

两条所述开口谐振环的曲线段或折线段的中点之间连接一直导线，所述直导线自所述开口穿过并垂直于所述直线段。

所述开口谐振环为底边开口的等腰三角形，两个等腰三角形的底边相对且平行。

所述开口谐振环为底边开口的等腰梯形，两个等腰梯形的底边相对且平行。

所述开口谐振环的折线段是由至少三条线段依次成角度连接而成的多段线。

所述开口谐振环的曲线段为圆弧形。

相邻微结构的间距为1/10～1/2波长。

所述辐射体为阵列结构辐射体。

所述微结构设置于所述介质板面向所述辐射体的表面。

所述介质板的两表面均设有所述微结构。

各所述微结构的形状相同，大小相等。

本实用新型提供的超材料平板天线在介质板的表面设置相对的开口谐振环型微结构，电磁波入射超材料平板时，由于穿过谐振环的磁场的变化，使电磁波的透过率随入射角的增大而减小，进而减小了大角度电磁波的透过率，大幅度抑制了远区副瓣，与传统天线相比，该超材料平板天线的远区副瓣可降低20dB，副瓣抑制效果显著，有效提升了天线性能，适用于各种通讯系统中。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的超材料平板天线的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的超材料平板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的超材料平板的微结构的一种结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的超材料平板的微结构的另一结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的超材料平板的透过率曲线图；

图6是本实用新型实施例提供的超材料平板天线和传统天线的方向图的对比图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：请参阅图1～图3，本实用新型实施例提供一种超材料平板天线，通过采用附有微结构的超材料平板对辐射电磁波进行角度选择，以达到减小天线副瓣的目的。如图1和2，该超材料平板天线包括辐射体1及设置于该辐射体1的辐射方向的超材料平板2，该超材料平板2包括介质板21及在其表面阵列排布的导电几何结构，该导电几何结构为由金属或非金属的导电材料构成的微结构22。可以理解，图2中示出的微结构22为放大后的结构，以便于查看，实际制作的微结构尺寸较小，通常与响应波长的数量级相同或相差一个数量级。如图3，该微结构22包括两个相对设置的开口谐振环，该开口谐振环包括中间开口的直线段221和连接该直线段221的两端之间的曲线段222或折线段222，两个开口谐振环的直线段221相对设置且相互平行，这种微结构可使电磁波的透过率随入射角的增大而减小，进而减小大角度入射的电磁波的透过率，有效抑制远区副瓣。

在本实施例中，该微结构22可以是通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在介质板21上。制作微结构22的金属可以为金、银、铜、金合金、银合金、铜合金、锌合金或铝合金，制作微结构22的非金属导电材料可以为导电石墨、铟锡氧化物或掺铝氧化锌。