一种超材料天线

摘要

本发明公开了一种超材料天线，包括具有通孔的超材料主反射器、设置在通孔中的馈源及设置在馈源前方的超材料副反射器，馈源辐射的电磁波依次经过超材料副反射器、超材料主反射器的反射后以平面波的形式出射，所述超材料副反射器具有与旋转椭球面类似的电磁波反射特性，所述超材料副反射器具有近焦点与远焦点，所述远焦点与所述馈源的相位中心重合，所述近焦点与超材料主反射器的焦点重合。根据本发明的超材料天线，由片状的超材料主反射器代替了传统的抛物面,制造加工更加容易，成本更加低廉。

主权项

一种超材料天线，其特征在于，包括具有中央通孔的超材料主反射器、设置在中央通孔中的馈源及设置在馈源前方的超材料副反射器，所述超材料副反射器的中心轴与超材料主反射器的中心轴重合，馈源辐射的电磁波依次经过超材料副反射器、超材料主反射器的反射后以平面波的形式出射，所述超材料主反射器包括第一核心层及设置在第一核心层后表面的第一反射层，所述第一核心层包括至少一个第一核心层片层，所述第一核心层片层包括第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构的平面排布，所述超材料副反射器包括第二核心层及设置在第二核心层后表面的第二反射层，所述第二核心层包括至少一个第二核心层片层，所述第二核心层片层包括第二基材以及设置在第二基材上的多个第二人造微结构的平面排布，所述超材料副反射器具有与旋转椭球面类似的电磁波反射特性，所述超材料副反射器具有近焦点与远焦点，所述远焦点与所述馈源的相位中心重合，所述近焦点与超材料主反射器的焦点重合，任一第一核心层片层的折射率分布满足如下公式：$n\left(R\right)=n_{\max 1}-\frac{\sqrt{s^2+R^2}-(s+\mathrm{k\lambda })}{2d_1};$$d_1=\frac{\lambda }{2(n_{\max 1}-n_{\min 1})};$$k=\mathrm{floor}\left(\frac{\sqrt{s^2+R^2}-s}{\lambda }\right);$其中，n(R)表示该第一核心层片层上半径为R处的折射率值，该第一核心层片层的折射率分布圆心即为超材料副反射器的中心轴与该第一核心层片层的交点；s为所述超材料副反射器的近焦点到超材料主反射器的前表面的距离；d₁为第一核心层的厚度；n_max1表示第一核心层片层上的折射率最大值；n_min1表示第一核心层片层上的折射率最小值；λ表示天线中心频率对应的电磁波的波长；floor表示向下取整数。