[发明专利]方向图可编程超材料阵列天线系统

权利要求书

1.方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：所使用的馈电结构、阵列单元结构和排布方式、波束合成控制方法，电磁波通过底部波导给整个天线系统馈电，波导内部包含慢波结构，慢波结构的引入可以缩小传导波长，通过缩小波导波长，单元缝隙的间距通过工作频率传导波长来确定，电磁波在波导中传输，会产生相应相差，同一时刻不同单元具有不同相位分布，这种分布可以通过改变单元排布方式和单元状态进行调节，电磁波通过单元缝隙激励辐射单元，单元缝隙和辐射单元之间是超材料层，超材料层的状态通过驱动电路系统进行控制，从而控制辐射单元的辐射状态。

2.根据权利要求1所述的方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：所述辐射单元结构将波导内的传导电磁波向空间进行辐射，辐射的电磁波在空间进行叠加，形成阵列天线的方向图，通过精确控制每个单元的状态，实现阵列单元在所需指向的叠加。

3.根据权利要求1所述的方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：所述波导缝隙激励辐射贴片，辐射贴片向空间辐射电磁波，辐射贴片的横向和纵向尺寸根绝传导波长来确定。

4.根据权利要求1所述的方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：所述超材料层位于辐射单元和波导缝隙之间，超材料层在不同电压下呈现不同的介电特性，通过驱动控制电路调控每个辐射单元的辐射能力，从而使得天线阵列单元实现不同的幅度分布，阵列天线单元通过相位和幅度的调控实现波束的电倾扫描。

5.根据权利要求1所述的方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：方向图控制流程具体包括以下步骤：根据需求计算机产生一个期望方向图分布，单元状态分布作为算法初始条件输入算法，通过波束合成算法计算得到实际阵列方向图分布，比较实际方向图和期望方向图，通过判据决定阵列状态是否输出，输出的阵列天线单元状态分布通过驱动电路进行调控。

6.根据权利要求5所述的方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：约束期望方向图的主要因素包含波束指向、阵列增益、方向图副瓣水平，期望方向图产生方式：根据波束指向、阵列增益、方向图副瓣确定单元移相量、单元数目、窗函数，通过上述参数和单元间距计算得到方向图函数初始值。

7.根据权利要求5所述的方向图可编程超材料阵列天线系统，其特征在于：波束合成算法通过阵列单元的辐射能力和阵列单元相位分布，计算得到相应的波束指向，不同阵列排布可以有多种波束合成算法。