[发明专利]一种宽带高增益双极化超表面天线

权利要求书

1.一种宽带高增益双极化超表面天线，从上往下依次包括：超表面结构(1)、第一介质基板(2)、金属地板层(3)、第二介质基板(4)、微带馈线结构(5)；其中，超表面结构设置于第一介质基板的上表面，金属地板层和微带馈线结构分别设置于第二介质基板的上表面和下表面；

其特征在于，所述超表面结构位于第一介质基板上表面的中心位置，且关于中心线对称；超表面结构包括：呈2×2阵列排布于中心位置的四个中心正方形贴片(1-3)、围绕中心正方形贴片排布的八个直角梯形贴片(1-1)与四个边缘正方形贴片(1-4)、以及对应排布于直角梯形贴片(1-1)外侧的八个矩形贴片(1-2)，其中，直角梯形贴片(1-1)对应排布于中心正方形贴片的外侧，边缘正方形贴片(1-4)分别排布于四角。

2.按权利要求1所述宽带高增益双极化超表面天线，其特征在于，所述中心正方形贴片(1-3)沿对角线开设十字缝隙，中心正方形贴片的边长为W，相邻中心正方形贴片的间距为g₁，十字缝隙的宽度为s₁；

所述直角梯形贴片(1-1)的下底边对应中心正方形贴片、上底边对应矩形贴片、斜腰对应边缘正方形贴片，直角梯形贴片的上底边、下底边均与相邻边缘正方形贴片的边缘齐平；直角梯形贴片的下底边的长度为W₁、上底边的长度为W₂、高为W，且W₂为W₁的七分之六；直角梯形贴片(1-1)与相邻中心正方形贴片(1-3)的间距为g₁，直角梯形贴片(1-1)与相邻矩形贴片(1-2)的间距为g₁，同侧直角梯形贴片的间距为g、且g＝g₁+(W-W₁)，直角梯形贴片的斜腰与相邻边缘正方形贴片的最小间距为g₁；直角梯形贴片(1-1)上平行于斜腰开设第一条形缝隙，第一条形缝隙的宽度为s₂，第一条形缝隙在上底边的开口距离直角腰的距离为d、且d＝0.64×W₂；

所述矩形贴片(1-2)沿X轴方向的中线开设第二条形缝隙，矩形贴片的长度为W₃、宽度为W₄，且WW₃W₁W₂，第二条形缝隙的宽度为s₄；

所述边缘正方形贴片1-4开设井字缝隙、并等分为九个子贴片，边缘正方形贴片的边长为W，井字缝隙的宽度为s₃。

3.按权利要求1所述宽带高增益双极化超表面天线，其特征在于，金属地板层3上开设有四条相同的矩形耦合缝隙，四条矩形耦合缝隙呈正方形排布、且分别位于直角梯形贴片的下方，矩形耦合缝隙平行于直角梯形贴片的底边设置、且近邻下底边。

4.按权利要求1所述宽带高增益双极化超表面天线，其特征在于，所述第一介质基板位于第二介质层正上方，且第一介质基板的厚度大于第二介质层的厚度。

5.按权利要求1所述宽带高增益双极化超表面天线，其特征在于，直角梯形贴片(1-1)的上底边的长度为下底边的七分之六。

6.按权利要求1所述宽带高增益双极化超表面天线，其特征在于，微带馈线结构(5)由T型微带馈线结构(5-1)和偏T型微带馈线结构(5-2)构成；其中，T型微带馈线结构将第一路信号等分为两路等幅同相的信号，两路信号通过一对平行的矩形耦合缝隙为顶层的超表面结构进行耦合馈电，激励起对应位置的四个直角梯形贴片的同相电流，使其产生侧向辐射；偏T型微带馈线结构将第二路信号等分为两路等幅同相的信号，两路信号通过另一对平行的矩形耦合缝隙为顶层的超表面结构进行耦合馈电，激励起对应位置的四个直角梯形贴片的同相电流，使其产生侧向辐射。