[实用新型]类矩形腔体馈电的超材料结构天线

说明书

本实用新型公开了一种类矩形腔体馈电的超材料结构天线，所述腔体波导的侧方开设有贯通的长缝隙，所述匹配段和所述相位梯度超表面均嵌设在所述长缝隙内，所述腔体波导、所述匹配段和所述相位梯度超表面的中线重合，电磁能量主要通过腔体波导两侧长缝隙进行辐射，通过辐射出来的能量来激励相位梯度超表面，再通过超表面单元辐射的原理，设置相位梯度的方向与能量辐射的方向相反，从而使得相位梯度超表面向自由空间辐射能量，通过调整超材料单元的排布即可任意控制波束的角度。所述类矩形腔体馈电的超材料结构天线结构较为简单，且易于加工，既能实现天线的高增益，又能扩展天线的带宽。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种类矩形腔体馈电的超材料结构天线。

背景技术

电磁超材料技术已经被应用到各种天线类型之中，用于降低剖面、提高增益、减少雷达散射截面等。其中，相位梯度超表面由于具有较低剖面结构也逐渐引起广大科技工作者的兴趣。它被用于激励表面等离子体激元，或者直接产生辐射。用作辐射的激励目前有改进的矩形波导技术、引向的波纹金属条带技术等等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种类矩形腔体馈电的超材料结构天线，旨在使类矩形腔体馈电的超材料结构天线的结构更为简单且易于加工，同时能实现天线的高增益，又能扩展天线的带宽。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种类矩形腔体馈电的超材料结构天线，包括馈电网络、匹配段、相位梯度超表面和过渡段，所述匹配段、所述相位梯度超表面和所述过渡段依次设置在所述馈电网络上；

所述馈电网络包括SMA连接器、矩形波导、腔体波导，所述腔体波导和所述矩形波导固定连接，并位于所述矩形波导的侧方，所述SMA连接器与所述矩形波导固定连接，且位于所述矩形波导的上方，所述SMA连接器的探针贯穿所述矩形波导的上壁。

其中，所述腔体波导的侧方开设有贯通的长缝隙，所述匹配段和所述相位梯度超表面均嵌设在所述长缝隙内，所述腔体波导、所述匹配段和所述相位梯度超表面的中线重合。

其中，所述匹配段包括匹配金属贴片、匹配介质基板和匹配金属地面，所述匹配金属贴片与所述匹配介质基板固定连接，并位于所述匹配介质基板的上表面，所述匹配金属地面设置在所述匹配介质基板的下表面。

其中，所述相位梯度超表面包括若干个超材料单元、介质基板和金属地面，每个所述超材料单元均设置在所述介质基板的上表面，所述金属地面与所述介质基板固定连接，且位于所述介质基板的下表面。

其中，所述超材料单元呈周期性布置，相邻两个所述超材料单元之间的间距为10mm，所述超材料单元由第一单元、第二单元和第三单元组成。

其中，所述过渡段与所述相位梯度超表面固定连接，并位于所述相位梯度超表面远离所述匹配段的一侧。

其中，所述过渡段的宽度与所述矩形波导的宽度一致。

其中，所述匹配介质基板、所述介质基板和所述过渡段的厚度尺寸相同。

其中，所述SMA连接器的探针半径为0.62mm，同轴外壳的半径为2.03mm，同轴探针的长度为6.5mm。

本实用新型的类矩形腔体馈电的超材料结构天线，所述腔体波导的侧方开设有贯通的长缝隙，所述匹配段和所述相位梯度超表面均嵌设在所述长缝隙内，所述腔体波导、所述匹配段和所述相位梯度超表面的中线重合，电磁能量主要通过腔体波导两侧长缝隙进行辐射，通过辐射出来的能量来激励相位梯度超表面，再通过超表面单元辐射的原理，设置相位梯度的方向与能量辐射的方向相反，从而使得相位梯度超表面向自由空间辐射能量，通过调整超材料单元的排布即可任意控制波束的角度。所述类矩形腔体馈电的超材料结构天线结构较为简单，且易于加工，既能实现天线的高增益，又能扩展天线的带宽。

附图说明