[发明专利]一种用于编码超材料天线的超材料单元及其馈电结构的等效电路

权利要求书

1.一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：包括从上而下依次叠置且均呈板状结构的谐振单元(1)、背腔(2)和传输线结构(3)，其中，

谐振单元(1)，包括谐振基板(11)，所述谐振基板(11)中部开设有贯穿厚度方向的避空槽(12)，所述避空槽(12)内具有片状导体(13)，所述片状导体(13)与所述谐振基板(11)之间形成连接缝隙(14)，所述连接缝隙(14)内位于所述避空槽(12)的短轴两端对称设置有两个二极管(15)；所述二极管(15)的正负极分别与所述片状导体(13)和谐振基板(11)电连接；

背腔(2)，包括背腔基板(21)，所述背腔基板(21)中部开设有贯穿厚度方向的矩形槽(22)，所述矩形槽(22)的四个内壁分别贴附有金属膜(23)，四个所述金属膜(23)围合形成金属腔体，所述金属腔体靠近所述谐振单元(1)的一端抵靠所述谐振基板(11)、远离所述谐振单元(1)的一端抵靠所述传输线结构(3)；

传输线结构(3)，包括由介质层和金属层固定贴合形成的波导基板(31)，所述金属层抵靠所述背腔(2)，所述金属层的中部开设有波导缝隙(32)，用于通过由微波源产生的导行波；

所述避空槽(12)的几何中心、矩形槽(22)的几何中心和波导缝隙(32)的几何中心重合。

2.根据权利要求1所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述片状导体(13)包括一金属片，所述金属片为长轴两端各具有一个凹槽的椭圆形结构，所述金属片短轴端点距离所述避空槽(12)短轴端点的距离d_gap为0.15mm-0.47mm，所述凹槽最靠近所述金属片中心的点距离所述避空槽(12)长轴端点的距离d_cut为0.7mm-1mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述金属层贴附于所述介质层靠近所述背腔(2)的一面或所述介质层的两面，所述金属层的几何中心与介质层的几何中心重合。

4.根据权利要求3所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述谐振单元(1)、背腔(2)和传输线结构(3)相互平行。

5.根据权利要求1所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述避空槽(12)为椭圆槽，其长轴距离2r₂为4mm-5.6mm、短轴距离2r₁为3.2mm-4.8mm。

6.根据权利要求3所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述背腔基板(21)为采用RT6035HTC基板材料制作而成的厚度均匀的板材，所述介质层为采用PCB、FR4或铁氟龙任意一种或多种材料混合制作而成的厚度均匀的板材。

7.根据权利要求3所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述谐振基板(11)、金属膜(23)和金属层的材质为铜或银。

8.根据权利要求1所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述谐振单元(1)为CELC谐振单元。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于编码超材料天线的超材料单元，其特征在于：所述波导缝隙(32)呈矩形结构，其长边与所述避空槽(12)的长轴平行、短边与所述避空槽(12)的短轴平行。

10.一种用于编码超材料天线馈电结构的等效电路，其特征在于：包括电阻(4)、电感(5)以及如权利要求1-9任一项所述的用于编码超材料天线的超材料单元，所述电阻(4)、用于编码超材料天线的超材料单元和电感(5)依次串联。