本發明專利技術公開一種喇叭透鏡天線，其包括喇叭天線以及貼附于喇叭天線口徑面上的平板超材料板，所述超材料板包括一層或多層核心超材料片層；所述核心超材料片層上以其中心點為圓心，半徑r處的折射率分布n(r)滿足如下公式：本發明專利技術通過利用超材料原理設計喇叭透鏡天線中的透鏡，取代了現有的曲面形狀的透鏡，平板狀的超材料透鏡能很好的和喇叭天線口徑面結合，便于運輸和使用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及通信
，尤其涉及一種喇叭透鏡天線。
技術介紹
天線是傳送以及天線是傳送及接收電磁波的窗口，天線經過特殊設計，能將發射端的射頻能量以電磁波的方式有效地向空中輻射，又或者截取空中電磁波能量轉變為接收端有用的射頻信號。天線的大小和形狀十分重要，因為這些特征決定了天線從空中獲取微弱電磁波信號的能力。喇叭天線是最常用的微波天線之一，它是一種波導管終端漸變張開的圓形或矩形截面的微波天線，通常是由一個長方形或圓柱形的金屬管，一端封閉，另一端加上一個圓錐形或錐體形所組成，其廣泛應用于衛星天線之上。喇叭天線因為沒有任何諧振元素，所以可以工作在較寬的頻率范圍，例如允許它從IGHz的運行到20GHz。喇叭天線的優點是損耗小、旁瓣小、前后比高，而且波束尖銳。但缺點是體積較大，如果以同一口徑比較的話，它的方向性不及拋物面天線尖銳。為解決其方向性不佳的問題，現有的喇叭天線在其口徑面前方設置透鏡形成喇叭透鏡天線，使得電磁波信號集中成窄的射束。然而現有的透鏡形狀呈現凹透鏡或凸透鏡形狀，其表面為曲面而喇叭天線口徑面為平面，曲面的透鏡不能很好的和平面的喇叭天線口徑面結合，從而使得喇叭透鏡天線整體體積過大，運輸和使用均不方便。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種形狀為平板狀，能很好的和喇叭天線口徑面結合且能加強喇叭天線方向性的喇叭透鏡天線。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是提出一種喇叭透鏡天線，其包括喇叭天線以及貼附于喇叭天線口徑面上的平板超材料板，所述超材料板包括一層或多層核心超材料片層；所述核心超材料片層上以其中心點為圓心，半徑r處的折射率分布n(r)滿足如下公式權利要求1.一種喇叭透鏡天線，其特征在于包括喇叭天線以及貼附于喇叭天線口徑面上的平板超材料板，所述超材料板包括一層或多層核心超材料片層；所述核心超材料片層上以其中心點為圓心，半徑r處的折射率分布n(r)滿足如下公式2.如權利要求I所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述核心超材料片層內外表面對稱設置有第二阻抗匹配層，所述第二阻抗匹配層的折射率分布為nl(r) =nmin+a (r) -nmin]； 其中，Ci1為第二阻抗匹配層的匹配參數。3.如權利要求2所述的喇叭透鏡天線，其特征在于a!通過如下公式確定4.如權利要求I至3任一項所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述核心超材料片層和第二阻抗匹配層均包括基材以及周期排布于基材上的多個人造微結構。5.如權利要求4所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述人造微結構為人造金屬微結構，所述人造金屬微結構拓撲圖案呈各向同性。6.如權利要求5所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述人造金屬微結構呈平面雪花狀，其具有相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線與第二金屬線的長度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個第一金屬分支的中點上，所述第二金屬線兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個第二金屬分支的中點上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長度相等。7.如權利要求6所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述平面雪花狀的人造金屬微結構的每個第一金屬分支及每個第二金屬分支的兩端還連接有完全相同的第三金屬分支，相應的第三金屬分支的中點分別與第一金屬分支及第二金屬分支的端點相連。8.如權利要求6所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述平面雪花狀的金屬微結構的第一金屬線與第二金屬線均設置有兩個彎折部，所述平面雪花狀的金屬微結構繞垂直于第一金屬線與第二金屬線交點的軸線向任意方向旋轉90度的圖形都與原圖重合。9.如權利要求5所述的喇叭透鏡天線，其特征在于所述多個人造金屬微結構以平面雪花狀金屬微結構為基本形狀演變得到，平面雪花狀金屬微結構包括相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線與第二金屬線的長度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個第一金屬分支的中點上，所述第二金屬線兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個第二金屬分支的中點上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長度相等；演變方式為(1)從正方形金屬塊向其四邊生長金屬形成第一金屬線及第二金屬線，第一金屬線與第二金屬線逐漸生長成最大值；(2)第一金屬線與第二金屬線生長成最大值后從第一金屬線兩端以及第二金屬線兩端分別生長第一金屬分支和第二金屬分支，第一金屬分支和第二金屬分支逐漸生長成最大值。10.如權利要求I至3任一項所述的喇叭透鏡天線，其特征在于核心超材料片層最大折射率值為4. 55，最小折射率值為I. 85。全文摘要本專利技術公開一種喇叭透鏡天線，其包括喇叭天線以及貼附于喇叭天線口徑面上的平板超材料板，所述超材料板包括一層或多層核心超材料片層；所述核心超材料片層上以其中心點為圓心，半徑r處的折射率分布n(r)滿足如下公式本專利技術通過利用超材料原理設計喇叭透鏡天線中的透鏡，取代了現有的曲面形狀的透鏡，平板狀的超材料透鏡能很好的和喇叭天線口徑面結合，便于運輸和使用。文檔編號H01Q19/08GK102769206SQ20121022215公開日2012年11月7日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日專利技術者劉若鵬, 寇超鋒, 李云龍, 趙治亞 申請人:深圳光啟創新技術有限公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種喇叭透鏡天線，其特征在于：包括喇叭天線以及貼附于喇叭天線口徑面上的平板超材料板，所述超材料板包括一層或多層核心超材料片層；所述核心超材料片層上以其中心點為圓心，半徑r處的折射率分布n(r)滿足如下公式：n(r)=nmax-1d(r2+ss2-ss);d=((L2)2+ss2-ss)/(nmax-nmin);其中，nmax表示核心超材料片層上的最大折射率值，nmin表示核心超材料片層上的最小折射率值，L表示核心超材料片層的長度，ss表示喇叭天線等效點源距核心超材料片層內表面的垂直距離。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉若鵬，趙治亞，寇超鋒，李云龍，
申請(專利權)人：深圳光啟創新技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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