一种电磁波近场隔离屏及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线射频技术，尤其是涉及一种电磁波近场隔离屏及其应用。
【背景技术】
[0002]现有常用的近场天线隔离手段是采用金属板隔离或利用交叉极化实现隔离，后者是利用正交(对于线极化)或反向(对于圆极化)放置的线极化天线表面电流相互正交，因此彼此互不干扰实现隔离。这种方法早在20世纪70年代就开始出现[1]，直到今天仍然有很多这方面的研究。从近两年国内以及国际上的研究情况来看，普遍可以达到的隔离度在30?50dB左右[2 4];然而这种方法要求两种极化方式相正交，这就要求通信系统必须具有相同的双极化通信机制，从而限制了其适用范围。
[0003]近年来随着对超材料研究的进一步深入与推广，这种新颖的材料也被用来实现近场隔离。2007年浦项工科大学与宾夕法尼亚大学的Raj Mittra课题组利用频率选择表面改善了极化分集天线之间的隔离度[5]。同年，香港科技大学的Ross Murch课题组利用缺陷地改善了同极化方向的近场单极子之间的隔离[6]。之后沿着这一思路，贴片天线之间的隔离度也得以改善[7’8]。这些研究成功地利用超材料的新颖电磁特性对天线耦合进行了隔离，为近场屏蔽提供了新的思路。
[0004]除了将静态的无源超材料用在天线近场以外，有源可控的超材料也可在天线近场对其电磁分布进行控制。虽然目前未见到将可控超材料应用于近场隔离的研究，但是利用可控超材料在天线近场实现天线辐射方向控制的研究已经取得了很多成果。其中有代表性的是加拿大国家科学技术研究院的Tayeb Denidni教授小组所设计的系列360°电控扫描天线e 11]，这其中也包括本申请人与Denidni合作的研究。微细加工光学技术国家重点实验室的罗先刚教授更进一步利用连续可调的超材料实现了喇叭天线近场相位控制从而实现了波束连续扫描[12]。这些研究证明了可控超材料在天线近场也可以对其场分布进行控制，这也是本发明的重要理论依据与实践基础。
[0005]参考文献:
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【发明内容】
[0018]本发明的目的在于提供能够有效提高天线系统在近场的隔离度，且能够自适应周围环境变化的一种电磁波近场隔离屏及其应用。
[0019]所述电磁波近场隔离屏设有超材料单元，所述超材料单元按照矩阵排列，在电磁波近场隔离屏的两侧形成两个互相隔离的区域，每个超材料单元由至少一个变容二极管串联或并联至少一个电路元件组成，所述电路元件选自电阻、电感、电容等中的至少一种；所述矩阵排列中所有超材料单元均在同一平面内，或经过旋转、平移后能够移动到同一平面内，在矩阵排列中横向超材料单元和纵向超材料单元的个数不能同时小于3个。
[0020]所述超材料单元边界之间的最短间距不大于所屏蔽信号波长的1.5倍。
[0021]所述边界是指能完整包含超材料单元，且面积最小的矩形。
[0022]所述两个互相隔离的区域指的是在隔离屏两侧，边长小于等于所屏蔽信号波长的10倍的立方体区域。
[0023]所有超材料单元具有连续可控的传输特性，对所要隔离的电磁波频率具有连续可控的透射幅度与透射相位。所有超材料单元必须具有独立控制工作状态的能力，即可以为每个单元均独立控制，或者分组之后各组之间独立可控。
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