[实用新型]阵列天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波通信领域，尤其涉及一种阵列天线。

背景技术

阵列天线是微波通信领域常用的器件。但是现有阵列天线组阵过程中客观存在的互耦效应的问题，一直困扰着技术人员。现在国内外的许多学者都对互耦问题进行研究，提出了一些修正和补偿的方法。现在的方法大多是采用借助于诸如距量法、时域有限差分方法、有限元法等电磁场数值方法，对阵列天线计算分析，然后进行幅度和相位的补偿，以减小互耦效应。但是这种方法涉及复杂的电流，电荷与电磁场之间复杂的关系。还有另外一种比较传统的方法就是利用一些周期性金属结构，如EBG(电子带隙结构)、DGS(缺地陷结构)、以及引入耦合单元，都能在一定的程度上能改善天线阵列单元间的互耦。但是这种方法的结构形式过于单一，单元尺寸较大，要求有足够的空间。

因此，本领域需要一种改善的阵列天线。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种新型的阵列天线。

根据本实用新型的一方面，提供了一种阵列天线，包括：

阵列排布的多个辐射元；

设置在该多个辐射元的辐射口边缘且与该多个辐射元相接的网状反射层；

设置在该多个辐射元上的超材料层，该超材料层上具有与该多个辐射元相对应的多个导电几何结构，每个导电几何结构呈“工”字形。

在一实例中，每个导电几何结构包括相互平行的两个第一区段以及介于这两个第一区段之间且与第一区段垂直的第二区段，这两个第一区段以及该第二区段构成工字形的该导电几何结构。

在一实例中，该第一区段和该第二区段由金属线构成。

在一实例中，该第一区段和该第二区段的宽度为0.1mm，该第一区段的长度为0.6mm，以及该第二区段的长度为0.8mm。

在一实例中，该超材料层包括基板以及位于该基板的至少一面上的导电几何结构层，该导电几何结构层包括与该多个辐射元相对应的该多个导电几何结构。

在一实例中，该超材料层包括基板以及分别位于该基板的两面上的两层导电几何结构层，每一导电几何结构层包括与该多个辐射元相对应的该多个导电几何结构。

在一实例中，与每个辐射元相对应的导电几何结构位于该辐射元的正上方。

在一实例中，该辐射元为波导喇叭。

在一实例中，还包括位于该网状反射层与该超材料层之间的介电层。

在一实例中，该网状反射层为网状金属板。

根据本实用新型的阵列天线，通过在辐射元的前面设置各向异性的超材料，利用周期性排布的人造微结构调节天线辐射的近场分布，引导传播方向，对表面波进行调节，从而调制辐射元与辐射元间的互耦效应，最终改变口径场的幅相分布。如本实用新型中经过设计的人造微结构可以间接等效为很多电容电感，从而对阵列天线进行匹配，最终达到提高阵列天线增益和改善互耦的目的。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。

图1是示出了根据本实用新型的一方面的阵列天线的立体示意图；

图2是示出了图1中的阵列天线的局部放大图；

图3A和3B分别是示出了包括导电几何结构的超材料层的局部的俯视图和侧视图；

图4示出了该阵列天线的辐射口分布图；

图5A-5E是示出了图4中的阵列天线的耦合性能的仿真图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

100：阵列天线 110：辐射元 120：网状反射层 130：介电层

140、200：超材料层 210：基板 220、230：导电几何结构

221：第一区段 222：第二区段

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。