[发明专利]一种基于人工表面等离激元的端射天线

说明书

本发明涉及一种基于人工表面等离激元的端射天线，适用于X波段空间应用，如卫星通讯，雷达等，属于天线技术领域。包括基板、多个开口谐振环和单极子馈源，多个开口谐振环排列成两个“O”型对称地固定设置在所述基板前侧壁上、所述基板后侧壁上，所述单极子馈源固定连接所述基板。本装置以传统单极子作为馈源，使本装置在9GHz‑10.8GHz频带范围内的阻抗匹配在‑10dB以下；在基板上固定铜柱作为反射器，既增加了前向增益，又使天线的后瓣减小；本装置前后比值、主瓣与旁瓣的比值较高，能量集中，增益高，定向波束特性好。

技术领域

本发明涉及一种基于人工表面等离激元的端射天线，适用于X波段空间应用，如卫星通讯，雷达等，属于天线技术领域。

背景技术

表面等离激元（SPPs）是一种在金属表面高束缚的电磁波模式，具有亚波长特性。在低频段通过亚波长周期结构可以实现类似SPPs的电磁波模式，该模式被称为人工表面等离激元（SSPPs），它对电磁能量具有很高的束缚能力，可以将馈源单极子辐射的全向场调制为端射的定向场。端射天线具有很好的定向波束特性。但现有技术中的端射天线体型较大，增益低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于人工表面等离激元的端射天线。

为达到上述目的，本发明提供一种基于人工表面等离激元的端射天线，包括基板、多个开口谐振环和单极子馈源，多个开口谐振环排列成两个“O”型对称地固定设置在所述基板前侧壁上、所述基板后侧壁上，所述单极子馈源固定连接所述基板。

优先地，包括铜柱，所述铜柱固定设置在所述基板的侧壁上。

优先地，所述单极子馈源包括窄圆柱体和扁圆柱体，所述窄圆柱体垂直固定连接所述扁圆柱体的上表面中心，所述窄圆柱体固定连接所述基板侧壁。

优先地，若干个开口谐振环排成一列组成一个谐振单元，包括180个所述谐振单元，所述基板前侧壁上、所述基板后侧壁上分别设置90个所述谐振单元；66个所述谐振单元分成两行沿所述基板前侧壁从左向右横向排列，24个所述谐振单元分成两部分对称地设置在66个所述谐振单元两侧将两行共计66个所述谐振单元的左端、右端分别连接形成一个“0”型，所述基板后侧壁上的90个所述谐振单元与所述基板前侧壁上的90个所述谐振单元对称。

优先地，所述谐振单元包括两个开口谐振环，位于上方的开口谐振环底壁和位于下方的开口谐振环顶壁紧密贴合，每个谐振单元与左右相邻的谐振单元之间均相距0.2mm。

优先地，所述铜柱和所述单极子馈源位于所述基板的同一侧。

优先地，两行共计66个所述谐振单元之间的距离为3.6mm。

优先地，所述开口谐振环的尺寸为2mm×2mm。

优先地，所述基板为Rogers5880介质基板。

本发明所达到的有益效果：

（1）本装置以传统单极子作为馈源，使本装置在9GHz-10.8GHz频带范围内的阻抗匹配在-10dB以下；在基板上固定铜柱作为反射器，既增加了前向增益，又使天线的后瓣减小；

（2）本装置前后比值、主瓣与旁瓣的比值较高，能量集中，增益高，定向波束特性好；

（3）本装置采用Rogers5880介质基板，以开口谐振环（SRR）为谐振单元，对开口谐振环（SRR）进行周期性地排列形成人工表面等离激元，通过合理排列SRR减小了基板尺寸，结构紧凑，使得本装置较现有技术小型化，减小了占用空间。

附图说明

图1是本装置的结构图；

图2是本装置的主视图；

图3是本装置的回波损耗图；