专利名称：一种偏馈喇叭天线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喇叭天线系统，尤其涉及一种偏馈喇叭天线系统。
背景技术：
现有的偏馈天线系统由馈源以及抛物面形状的反射面构成。偏馈天线的反射面的焦点不在反射面正中心，因此馈源的安装位置也偏离于反射面的中轴线。抛物面形状的反射面将外部的电磁波汇聚至馈源或者将馈源发射的电磁波转换为平面波的形式辐射出去。抛物反射面的面积以及其加工精度直接决定了偏馈天线的各项参数，例如增益、方向性等。
抛物面形状的反射面带来各种缺陷，例如抛物面的加工精度要求过高、风阻过大、体积和重量过闻等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种利用超材料原理制备的平板反射面，并将该平板反射面与喇叭天线结合的偏馈喇叭天线系统。本发明偏馈喇叭天线系统的反射面突破了传统的抛物面形状的反射面限制，具有厚度薄、重量轻、加工精度要求低等优点。本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种偏馈喇叭天线系统，其包括喇叭天线、设置于喇叭天线一侧的反射装置，设置于喇叭天线另一侧的平板超材料，所述平板超材料上远离喇叭天线的一侧表面上贴附有反射面；所述平板超材料包括基材以及排布于基材上的多个人造微结构；所述喇叭天线辐射的电磁波经过反射装置反射至平板超材料后被反射面反射并以平面电磁波的形式从平板超材料辐射出去。进一步地，以平板超材料中心点为原点建立XY坐标系,平板超材料上任一点(X,y)点的折射率n(x，y)可通过如下公式得到n{x,y) = nmax - route-~seB% (I)route = IOuteAroute2 ； (2)Toute1 = yjdis2 + (r — r0)2; (3)rOUte2 =cos(cf)； (4)
dis = yjxl + Jq . sin(180° — a — Θ)； (5)r = xcos ( a ) +ysin ( a ) ； (6)r0 = X0Cos ( a ) +y0sin ( a ) ； (7)dia = . 、; (8)
sin⑷V seg = SS+ 入 X numseg ； (9)
权利要求
1.一种偏馈喇叭天线系统，其特征在于包括喇叭天线、设置于喇叭天线一侧的反射装置，设置于喇叭天线另一侧的平板超材料，所述平板超材料上远离喇叭天线的一侧表面上贴附有反射面；所述平板超材料包括基材以及排布于基材上的多个人造微结构；所述喇叭天线辐射的电磁波经过反射装置反射至平板超材料后被反射面反射并以平面电磁波的形式从平板超材料辐射出去。
2.如权利要求I所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于以平板超材料中心点为原点建立XY坐标系，平板超材料上任一点(x，y)点的折射率n(x，y)可通过如下公式得到 上述式(I)至式(14)中，a为平板超材料与水平面的夹角，E.为虚拟喇叭天线与水平面的夹角，Dm为虚拟喇叭天线与平板超材料的垂直距离，L为平板超材料的长度，n_为平板超材料的最大折射率值，X为喇叭天线辐射的电磁波波长；所述虚拟喇叭天线与所述喇叭天线以所述反射装置为对称轴对称分布。
3.如权利要求2所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于所述人造金属微结构呈平面雪花状，所述人造金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。
4.如权利要求2所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。
5.如权利要求3所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于所述平面雪花状的人造金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第二金属分支的端点相连。
6.如权利要求2所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于虚拟喇叭天线与平板超材料的垂直距离为0.45至0.55米、虚拟喇叭天线与水平面的夹角为74°至92°，喇叭天线与 平板超材料上最靠近喇叭天线的一端边沿的垂直距离为0. 112至0. 15米。
7.如权利要求6所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于虚拟喇叭天线与平板超材料的垂直距离为0. 5米、虚拟喇叭天线与水平面的夹角为86°，喇叭天线与平板超材料上最靠近喇叭天线的一端边沿的垂直距离为0. 15米。
8.如权利要求3所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于所述多个人造金属微结构以平面雪花状金属微结构为基本形状演变得到，平面雪花状金属微结构包括相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等；演变方式为(1)从正方形金属块向其四边生长金属形成第一金属线及第二金属线，第一金属线与第二金属线逐渐生长成最大值；(2)第一金属线与第二金属线生长成最大值后从第一金属线两端以及第二金属线两端分别生长第一金属分支和第二金属分支，第一金属分支和第二金属分支逐渐生长成最大值。
9.如权利要求I所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于所述基材采用FR-4材料、陶瓷材料、铁电材料、铁氧材料或PS材料制成。
10.如权利要求I所述的偏馈喇叭天线系统，其特征在于所述金属微结构通过蚀刻、钻刻、电刻或离子刻方式排布于基材表面。
全文摘要
本发明公开一种偏馈喇叭天线系统，其包括喇叭天线、设置于喇叭天线一侧的反射装置，设置于喇叭天线另一侧的平板超材料，所述平板超材料上远离喇叭天线的一侧表面上贴附有反射面；所述平板超材料包括基材以及排布于基材上的多个人造微结构；所述喇叭天线辐射的电磁波经过反射装置反射至平板超材料后被反射面反射并以平面电磁波的形式从平板超材料辐射出去。本发明通过利用超材料原理制备平板超材料，其能将馈源辐射的球面电磁波转换为适于远距离传输的平面电磁波传输，能减小偏馈天线系统的体积、降低偏馈天线系统的重量。进一步地，本发明还设置有反射装置以将馈源辐射的电磁波反射至平板超材料，进一步减小了偏馈天线系统的体积。
文档编号H01Q19/06GK102810764SQ20121026892
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者刘若鹏, 赵治亚, 寇超锋, 李云龙 申请人:深圳光启创新技术有限公司