[发明专利]双频辐射系统及其天线阵列

权利要求书

1.一种辐射系统，包括：

具有碗状结构的低频辐射器；

设置于低频辐射器的碗状结构内部的高频辐射器；以及

设置于高频辐射器下方及低频辐射器碗状结构内部的超材料反射器，其包括：

设置于高频辐射器下方的超表面；以及

设置于所述超表面下方的实心金属平面。

2.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面与高频辐射器下表面之间的距离为0.01λ_h～0.15λ_h，其中λ_h是高频辐射器的工作波长。

3.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面与实心金属平面之间的距离小于0.2λ_h，其中λ_h是高频辐射器的工作波长。

4.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超材料反射器进一步地包括位于超表面和实心金属平面之间的介质材料。

5.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面小于低频辐射器的孔径尺寸而大于高频辐射器的孔径尺寸。

6.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面包括一平面。

7.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面包括一曲面。

8.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面包括排列于一个平面内的多个金属单元，各金属单元的尺寸小于0.25λ_h，其中λ_h是高频辐射器的工作波长。

9.如权利要求8所述的辐射系统，其特征在于，至少两个相邻的金属单元相互间隔开。

10.如权利要求8所述的辐射系统，其特征在于，金属单元排列成规则的阵列。

11.如权利要求8所述的辐射系统，其特征在于，金属单元随机排列。

12.如权利要求8所述的辐射系统，其特征在于，至少两个金属单元具有不同尺寸或形状。

13.如权利要求8所述的辐射系统，其特征在于，每一金属单元具有长方形、圆形、L形、螺旋形或方框形中的一种形状。

14.如权利要求8所述的辐射系统，其特征在于，超表面进一步地包括介质板，金属单元布置在介质板上。

15.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，超表面包括多个亚层，每一亚层包括排列在一个平面内的多个金属单元，每一金属单元的尺寸小于0.25λ_h，其中λ_h是高频辐射器的工作波长。

16.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，实心金属平面的边长小于0.3λ_L，其中λ_L是低频辐射器的工作波长。

17.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，高频辐射器的辐射面与低频辐射器的辐射面高度相同或略低。

18.如权利要求1所述的辐射系统，其特征在于，进一步地包括：

设置于低频辐射器下方的下反射器；下反射器包括平行或大致平行于超材料反射器的主反射板。

19.如权利要求18所述的辐射系统，其特征在于，下反射器进一步地包括至少一个辅助反射板，主反射板与至少一个辅助反射板之间的角度为90°～180°。

20.一种天线阵列，包括：至少一个双频辐射单元其特征在于，以及至少一个交替布置的单波段辐射单元；每一个所述的至少一个双频辐射单元包括：

具有碗状结构的低频辐射器；

设置于低频辐射器的碗状结构内部的第一高频辐射器；以及

设置于第一高频辐射器下方的第一超材料反射器，且包括：设置于第一高频辐射器下方的第一超表面，以及设置于第一超表面下方的第一实心金属平面；

每一个所述的至少一个单波段辐射单元包括：

第二高频辐射器；以及

设置于第二高频辐射器下方的第二超材料反射器，超材料反射器包括：设置在第二高频辐射器下方的第二超表面，以及设置于第二超表面下方的第二实心金属平面。

21.一种辐射系统，包括：

一个辐射器；以及

设置于所述辐射器下表面下方的超材料反射器，所述超材料反射器包括：设置于所述辐射器下表面下方的超表面，以及设置于所述超表面下方的实心金属平面。