福射元110相对应的多个导电几何结构，且每个导电几何结构呈口 字形。目P，对于每一个福射元110,在超材料层140上对应该福射元110的位置处具有相应 的导电几何结构。即，与每个福射元110相对应的导电几何结构位于该导电几何结构的正 上方。本发明中的导电几何结构是由金属或非金属的导电材料构成的人造微结构。
[0033] 图3A和3B分别是示出了包括导电几何结构的超材料层200的局部的俯视图和侧 视图。该里的超材料层200可对应于图1和图2中的超材料层140,并且图3A和图3B只是 示出了超材料层200的与一个福射元110相对应的部分。
[0034] 超材料层200可包括基板210。图3B中示出基板210在每一面都具有一层导电几 何结构层，然而，该只是优选实施例。在其它实例中，基板210可W仅在一面上具有导电几 何结构层。
[00巧]如图3A和3B所示，每一层导电几何结构层包括与阵列天线的多个福射元相对应 的多个导电几何结构。图3A和3B只是示出了与一个福射元相对应的超材料层部分，相应 地，该部分上仅示出了每一层中与该福射元相对应的导电几何结构220和230,每个导电几 何结构可具有相同的构造。
[003引如图3A所示，W导电几何结构220为例，导电几何结构220可呈"日"字形。具体 地，导电几何结构220可包括相互平行的两个第一区段221W及相互平行的第二区段222。 该两个第一区段221W及第二区段222构成口字形的导电几何结构220的四条边。该第一 区段221和第二区段222可由金属线构成。
[0037] 在一实例中，第一区段221和第二区段222的宽度可为0. 1mm，第一区段221和第 二区段222的长度可分别为0. 6mmW及1mm。基板210的厚度可为0. 7mm，并且介电常数可 为3。图3A中所示的对应一个福射元的超材料层部分可为边长为2. 23mm的方形。
[0038] 在本实用新型中，通过在福射元的前面设置各向异性的超材料，利用周期性排布 的人造微结构调节天线福射的近场分布，引导传播方向，对表面波进行调节，从而调制福射 元与福射元间的互禪效应，最终改变口径场的幅相分布。如本实用新型中经过设计的人造 微结构可W间接等效为很多电容电感，从而对阵列天线进行匹配，最终达到提高阵列天线 增益和改善互禪的目的。
[0039] 图4示出了根据本实用新型的阵列天线的福射口分布图，而图5A-5E是示出了图 4中的阵列天线的禪合性能的仿真图。从图4中也可看出网状反射层与各福射元的位置对 应关系，即网状反射层设置在福射元的福射口边缘，使得福射元的福射口对接反射层上的 相应开口。图4中的标号1、2、3、4分别代表相邻的四个福射口。一般地，分析位于阵列天 线中的任一单元与其他单元的互禪关系时，只需考虑该单元最近两层的福射元对其影响即 可。图5A-5EW图4中标出的四个福射元为对象进行了数值仿真。图5A-5C分别示出了 福射元1与福射元2、福射元1与福射元3、W及福射元1与福射元4之间的禪合系数，其中 S12a-S14a表示常规阵列天线的仿真结果，而S12b-S14b表示根据本实用新型的阵列天线 的仿真结果。图5D示出了位于阵列天线的中屯、位置的福射元1个体的垂直极化波的反射 系数仿真，图5E示出了福射元1个体的水平极化波的反射系数仿真，其中Slla表示常规阵 列天线的仿真结果，而S1化表示根据本实用新型的阵列天线的仿真结果。
[0040] 而且，根据本实用新型的阵列天线的增益水平相比于无超材料的常规阵列天线得 到了改善。W下表1示出了常规阵列天线和根据本实用新型的阵列天线的水平极化化极 化）的增益水平对比。
[0041] 表 1
[0042]
【主权项】
1. 一种阵列天线，其特征在于，包括： 阵列排布的多个辐射元； 设置在所述多个辐射元的辐射口边缘且与所述多个辐射元相接的网状反射层；以及 设置在所述多个辐射元上的超材料层，所述超材料层上具有与所述多个辐射元相对应 的多个导电几何结构，每个导电几何结构呈"口"字形。
2. 如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，每个导电几何结构包括相互平行的两 个第一区段以及相互平行的第二区段以构成口字形的所述导电几何结构。
3. 如权利要求2所述的阵列天线，其特征在于，所述第一区段和所述第二区段由金属 线构成。
4. 如权利要求3所述的阵列天线，其特征在于，所述第一区段和所述第二区段的宽度 为0. 1mm，所述第一区段的长度为0.6mm，以及所述第二区段的长度为1mm。
5. 如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，所述超材料层包括基板以及位于所述 基板的至少一面上的导电几何结构层，所述导电几何结构层包括与所述多个辐射元相对应 的所述多个导电几何结构。
6. 如权利要求5所述的阵列天线，其特征在于，所述超材料层包括基板以及分别位于 所述基板的两面上的两层导电几何结构层，每一导电几何结构层包括与所述多个辐射元相 对应的所述多个导电几何结构。
7. 如权利要求1~6任一项所述的阵列天线，其特征在于，与每个辐射元相对应的导电 几何结构位于该辐射元的正上方。
8. 如权利要求1~6任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述辐射元为波导喇叭。
9. 如权利要求1~6任一项所述的阵列天线，其特征在于，还包括位于所述网状反射层 与所述超材料层之间的介电层。
10. 如权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，所述网状反射层为网状金属板。
【专利摘要】本实用新型提供了一种阵列天线，包括：阵列排布的多个辐射元；设置在该多个辐射元的辐射口边缘且与该多个辐射元相接的网状反射层；以及设置在该多个辐射元上的超材料层，该超材料层上具有与该多个辐射元相对应的多个导电几何结构，每个导电几何结构呈“口”字形。
【IPC分类】H01Q21-06, H01Q1-52
【公开号】CN204558648
【申请号】CN201520275536
【发明人】不公告发明人
【申请人】深圳光启高等理工研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日