[发明专利]一种WLAN网桥天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种WLAN网桥天线。

背景技术

WLAN网桥抛弃了传统的铜线或光纤，利用无线通讯技术，以空气作为媒介进行网络数据传输，达到连接不同的网段的目的。由于商业运作的需要，许多相距较远你的建筑无之间要求能够相互通信，这就用到的WLAN网桥。

WLAN网桥的桥接模式分为两种。一种是点对点桥接模式，可用来连接两个分别位于不同地点的网络；还有一种是点对多点桥接模式，它能把多个离线的远程网络连成一体，结构相对点对点无限网桥来说较复杂。

WLAN网桥天线主要有如下三种形式。

(1)全向天线：全向天线将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，适用于连接点距离较近且数目多，分布角度范围大的情况。

(2)扇面天线：扇面天线具有能量定向聚集功能，可以有效地进行水平180度、120度、90度、60度范围内的覆盖，因此如果远程连接点在某一角度范围内比较集中时可采用扇面天线。

(3)定向天线：定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。因此当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最有效的方案。

目前常用的网桥天线多是平板天线。如微带阵列天线或贴片天线。其缺点是损耗大，增益不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种损耗小、增益高的WLAN网桥天线。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种WLAN网桥天线，包括一侧开口的外壳及设置在外壳另一侧的馈源，还包括封闭所述外壳开口的超材料，所述馈源与超材料同轴设置，所述超材料由多片厚度相等、折射率分布相同的超材料片层构成，所述超材料片层包括基材以及周期排布于基材上的多个人造微结构，所述超材料正对馈源的位置设置有锥形反射面，所述超材料片层的折射率分布通过如下步骤得到：

S1：在WLAN网桥天线未设置超材料的情况下，用空气填充超材料区域并标注出各超材料片层的边界，测试并记录所述馈源辐射的电磁波在第i层超材料片层前表面的初始相位其中，第i层超材料片层前表面中心点处的初始相位为

S2：根据公式得到超材料后表面中心点处的相位Ψ，

其中，d为每层超材料片层的厚度，λ为馈源辐射的电磁波波长，n_max为所述超材料所具有的最大折射率值，M为构成所述超材料的超材料片层的总层数；

S3：根据公式得到超材料各点的折射率n(y)，

其中，y为超材料上任一点距超材料中心轴线的距离。

进一步地，所述超材料片层还包括填充层，同一超材料片层上的所有人造微结构被夹持在基材与填充层之间。

进一步地，所述填充层与基材由相同的材料制成，所述超材料片层的总厚度为0.818mm，其中填充层与基材的厚度均为0.4mm，人造微结构的厚度为0.018mm。

进一步地，同一超材料片层上的所有人造微结构具有相同的几何形状，且在基材上呈圆形排布，圆心处的人造微结构几何尺寸最大，相同半径处的人造微结构几何尺寸相同。

进一步地，所述人造微结构为平面雪花状的金属微结构，所述金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上。

进一步地，所述外壳与锥形反射面的反射部均由PEC材料制成。

进一步地，所述超材料呈圆柱形平板状，其直径为340mm，所述馈源与超材料的距离为40mm。

进一步地，所述超材料的中间位置具有一通孔，所述锥形反射面包括锥形的反射部及连接在反射部底部的连接部，所述连接部嵌入通孔中，所述反射部与连接部均为中空结构。

进一步地，所述超材料片层的折射率变化范围为2-10.21。

进一步地，所述馈源为矩形波导或圆形波导，其开口端正对锥形反射面的反射部。

根据本发明的WLAN网桥天线，超材料片层上的折射率分布通过初始相位法得到，其计算过程易于实现程序化、代码化，在形成代码后，使用者仅需掌握代码的使用即可，便于大规模推广，并且添加超材料后的WLAN网桥天线其厚度变薄、质量变轻且方向性得到较大增强，损耗小，增益高。

附图说明

图1是本发明WLAN网桥天线的结构示意图；