[发明专利]一种基于谐振环的三维高温超导超增益天线

权利要求书

1.一种基于谐振环的三维高温超导超增益天线，其特征在于，包括辐射结构、介质基板和金属地板；

介质基板立于金属地板，与金属地板垂直放置；金属地板的形状为圆形，介质基板与金属地板接触面的中心位于金属地板的圆心，金属地板的直径大于介质基板的边长；

以金属地板所在平面作为水平面，辐射结构位于介质基板的竖直表面；辐射结构是轴对称结构，第一对称轴穿过辐射结构所在介质基板表面的下边界中心且与水平面垂直，包括四个弧形单极子、单开口割圆形谐振环(3)、两个双开口割圆形谐振环(4、8)、两个矩形开口谐振环(5、7)和双开口圆形谐振环(6)；

第一弧形单极子(1)和第二弧形单极子(2)的圆心为辐射结构所在介质基板表面的下边界中心，第二弧形单极子(2)的半径大于第一弧形单极子(1)；第三弧形单极子与第一弧形单极子(1)的结构相同，关于第一对称轴对称；第四弧形单极子与第二弧形单极子(2)的结构相同，关于第一对称轴对称；

单开口割圆形谐振环(3)位于第一弧形单极子(1)和第三弧形单极子的中间，包括弧形条带和直线条带；弧形条带的圆心为辐射结构所在介质基板表面的下边界中心，直线条带平行于辐射结构所在介质基板表面的下边界，直线条带的中间位置开口；

将单开口割圆形谐振环(3)沿第一对称轴向远离金属地板的方向平移，在弧形条带的中间位置开口，得到第一双开口割圆形谐振环(8)；第二双开口割圆形谐振环(4)与第一双开口割圆形谐振环(8)呈轴对称，第二对称轴与辐射结构所在介质基板表面的下边界平行且穿过第一双开口割圆形谐振环(8)的圆心；

两个矩形开口谐振环(5、7)关于第二对称轴呈轴对称，分别位于两个双开口割圆形谐振环(4、8)的内部；第一矩形开口谐振环(5)更靠近金属地板，在矩形谐振环远离金属地板的边的中心位置开口；在开口的两个末端向远离金属地板的方向分别延伸出一个短枝节，短枝节的末端不超出第二双开口割圆形谐振环(4)的直线条带；

双开口圆形谐振环(6)的圆心与两个双开口割圆形谐振环的圆心重合；双开口圆形谐振环(6)在圆形谐振环的顶部和底部开口，开口的尺寸相同；双开口圆形谐振环(6)的半径大于两个双开口割圆形谐振环(4、8)的半径；

双开口圆形谐振环(6)的开口和两个双开口割圆形谐振环的弧形条带的开口对应的圆心角相等；

采用50Ω同轴线馈电的方式向第一弧形单极子(1)或第三弧形单极子馈电。

2.根据权利要求1所述的基于谐振环的三维高温超导超增益天线，其特征在于，第一弧形单极子(1)和第二弧形单极子(2)的圆心角分别为8°和14°。

3.根据权利要求1所述的基于谐振环的三维高温超导超增益天线，其特征在于，双开口圆形谐振环(6)的开口和两个双开口割圆形谐振环的弧形条带的开口对应的圆心角为70°。

4.根据权利要求1所述的基于谐振环的三维高温超导超增益天线，其特征在于，辐射结构采用镝钡铜氧DyBCO超导薄膜，介质基板采用铝酸镧LaAlO3基板，采用多元热共蒸方法将镝钡铜氧DyBCO超导薄膜沉积在铝酸镧LaAlO3基板。

5.根据权利要求4所述的基于谐振环的三维高温超导超增益天线，其特征在于，介质基板的厚度为0.5mm，大小为23mm×23mm。

6.根据权利要求1所述的基于谐振环的三维高温超导超增益天线，其特征在于，金属地板的直径为160mm。