[发明专利]一种基于电磁超材料的双极化1比特天线及数字比特阵列

权利要求书

1.一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，包括：

金属地板；

十字交叉介质基板；

具有电磁超谐振器的十字交叉环形金属结构；

其中，所述十字交叉介质基板固定在金属地板的表面，用于支撑天线与电磁超谐振器；

其中，十字交叉介质基板具有2块薄层低耗介质基板，2块薄层低耗介质基板垂直相交；

其中，2块薄层低耗介质基板垂直相交重合的部分为交叉柱；

其中，所述交叉柱垂直于金属地板的表面；

其中，两个相互垂直的电磁超谐振器组成十字交叉环形金属结构，用于形成双极化辐射；

其中，所述十字交叉环形金属结构包括开放部、交叉部，开放部为两个电磁超谐振器的两端，交叉部为两个电磁超谐振器的交叉重合部分；

其中，十字交叉环形金属结构固定在十字交叉介质基板的表面，交叉部与交叉线固定连接；

其中，所述开放端与金属地板短接；

其中，所述金属地板双面敷铜薄层介质基板结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

电磁超谐振器具有环形金属结构、叠层电容和金属地板；

其中，所述环形金属结构、所述叠层电容和所述金属地板用于形成谐振电流环路；

其中，环形金属结构为环形金属贴片，附在十字交叉介质基板的表面，两端与金属地板短接。

3.根据权利要求2所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

所述叠层电容为中间夹十字交叉介质基板的两层金属贴片组成，印刷在十字交叉介质基板的两面；

其中，一个环形金属结构上具有多个叠层电容。

4.根据权利要求3所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

金属地板具有金属贴片，所述金属贴片为薄金属贴片，所述金属贴安装在电磁超谐振器的内侧，用作耦合馈电结构的参考地板；

其中，所述金属贴片上面具有缝隙；

其中，所述金属贴片竖直贴合在十字交叉介质基板的交叉线四周的表面。

5.根据权利要求4所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

具有U-型耦合馈电微带线；

耦合缝隙；

其中，所述耦合缝隙为矩形细长缝隙，刻蚀在金属贴片的两侧；

其中，所述U-型耦合馈电微带线为微带线结构，用于传输射频馈电信号；

所述U-型耦合馈电微带线印刷在十字交叉介质基板的表面，U-型耦合馈电微带线的一端与双极化馈电微带线相连接，U-型耦合馈电微带线的另外一端悬空；

其中，缝隙与U-型耦合馈电微带线组成耦合馈电结构，耦合馈电结构用于激励电超材料谐振器；

其中，每组耦合缝隙由左右两个相对设置的耦合馈电结构组成，用于辐射波相位1比特切换。

6.根据权利要求5所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

具有双极化馈电微带线；

其中，所述双极化馈电微带线位于金属地板的背面，双极化馈电微带线用作双极化天线的馈电传输线。

7.根据权利要求6所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

具有相位开关电路；

其中，所述相位开关电路与双极化馈电微带线连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线，其特征在于，

所述相位开关电路包括单刀双掷开关以及其直流偏置电路，印刷在金属地板的背面，安装在双极化馈电微带线的中间位置，用于实现1比特相位的电调切换。

9.一种基于电磁超材料的双极化数字比特阵列，其特征在于，

权利要求1-8之任一项权利要求所述的一种基于电磁超材料的双极化1比特天线；

具有阵元；

其中，所述阵元为基于电磁超材料的双极化1比特天线。

10.根据权利要求9所述的一种基于电磁超材料的双极化数字比特阵列，其特征在于，

所述一种基于电磁超材料的双极化数字比特阵列通过控制每一个阵元的相位开关电路选择馈电端口，用以实现双极化的多波束数字切换和多波束补盲扫描覆盖。