一种用于微带天线的卦型超材料结构

1.本实用新型涉及通信天线技术领域，具体涉及一种用于微带天线的卦型超材料结构。


背景技术：

2.电磁超材料是指周期性或者非周期性排布的人工结构单元。通过设计单元的结构和单元的排布方式，可以实现自然界材料和传统技术难以实现的电磁超特性。随着超材料以及其特殊的电磁特性被广泛关注，超材料已成功的应用于雷达、天线、传感器和其他微波器件，并取得了良好的效果。用遗传算法优化超材料的结构为微带天线设计带来了便利，其基本原理是用遗传算法进行搜索寻优，找出性能最优的个体。但是对超材料微带天线结构进行拓扑优化通常会得到复杂的构型，如将超材料基元离散化成方格子，会给加工制备带来极大的困难。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术中存在的问题，提出了一种用于微带天线的卦型超材料结构，可以利用所述卦型超材料结构与天线的辐射贴片之间产生的谐振来提升天线的定向性和增益。
4.本实用新型是通过如下技术方案实现的：
5.提供一种用于微带天线的卦型超材料结构，包括16组卦型基元，所述16组卦型基元呈现4行4列的阵列式排布，且整体结构呈现左右对称，所述每组卦型基元由四条卦线组成，所述卦线由断线和连线两种，带有缺口的卦线为断线，断线表示为“— —”，不带缺口的卦线为连线，表示为“——”，所述每组卦型基元的四条卦线可全为断线，或者全为连线，或者为断线和连线混合而成。
6.进一步的，所述的每组卦型基元的尺寸为1.78mm
×
1.78mm，每组卦型基元之间的上下间距和左右间距相等，间距为0.96mm。
7.进一步的，所述单个卦型基元中卦线之间的间距为0.16mm。
8.进一步的，所述连线卦线由1.78mm
×
0.325mm
×
0.017mm的覆铜片构成。
9.进一步的，所述断线卦线由两条0.59mm
×
0.325mm
×
0.017mm覆铜片组成，且两个平行的铜片之间的水平间距为0.6mm。
10.进一步的，所述左边第一排的第一组卦型基元的组成自上而下依次为一条断线，两条连线和一条断线，第二组卦型基元的组成为四条连线，第三组卦型基元的组成自上而下依次为一条连线，一条断线和两条连线，第四组卦型基元的组成为四条断线，所述左边第二排的第五组卦型基元的组成自上而下依次为一条断线，三条连线，第六组卦型基元的组成为四条连线，第七组卦型基元的组成为四条连线，第八组卦型基元的组成为四条连线，剩余的卦型基元的组成与上述卦型基元对称设置。
11.与现有技术相比，本实用新型设计的有益效果有：本实用新型用于微带天线的卦
型超材料结构，组成卦型基元的卦线与传统的离散化成方格子相比，尺寸参数大出很多，天线的制备性更强；设计变量也相应的减少，设计耗时更短，成本也更低。
附图说明
12.图1为本实用新型的超材料结构的结构示意图；
13.图2为本实用新型的俯视图；
14.图中所示：
15.1、卦型基元，2、断线，3、连线，4、第一组卦型基元，5、第二组卦型基元，6、第三组卦型基元，7、第四组卦型基元，8、第五组卦型基元，9、第六组卦型基元，10、第七组卦型基元，11、第八组卦型基元。
具体实施方式
16.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
17.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
18.为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.如图1
‑
2所示，一种用于微带天线的卦型超材料结构，包括16组卦型基元1，所述16组卦型基元1呈现4行4列的阵列式排布，且整体结构呈现左右对称，所述每组卦型基元1由四条卦线组成，所述卦线由断线2和连线3两种，带有缺口的卦线为断线2，断线2表示为“— —”，不带缺口的卦线为连线3，表示为“——”，所述每组卦型基元的四条卦线可全为断线2，或者全为连线3，或者为断线2和连线3混合而成。
21.在本实施例中，所述的每组卦型基元1的尺寸为1.78mm
×
1.78mm，每组卦型基元之间的上下间距和左右间距相等，间距为0.96mm。
22.在本实施例中，所述单个卦型基元1中卦线之间的间距为0.16mm。
23.在本实施例中，所述连线3卦线由1.78mm
×
0.325mm
×
0.017mm的覆铜片构成。
24.在本实施例中，所述断线2卦线由两条0.59mm
×
0.325mm
×
0.017mm覆铜片组成，且
两个平行的铜片之间的水平间距为0.6mm。
25.在本实施例中，所述左边第一排的第一组卦型基元4的组成自上而下依次为一条断线2，两条连线3和一条断线2，第二组卦型基元5的组成为四条连线3，第三组卦型基元6的组成自上而下依次为一条连线3，一条断线2和两条连线3，第四组卦型基元7的组成为四条断线2，所述左边第二排的第五组卦型基元8的组成自上而下依次为一条断线2，三条连线3，第六组卦型基元9的组成为四条连线3，第七组卦型基元10的组成为四条连线3，第八组卦型基元11的组成为四条连线3，剩余的卦型基元的组成与上述卦型基元对称设置。
26.在本实用新型中，所述超材料结构具有的电磁超特性，能与天线的辐射贴片产生谐振来提升天线的增益性能。卦线的断与连正好对应于二进制0
‑
1变量。通过优化组合设计变量中的“连”与“断”，会得到高增益的超材料微带天线设计方案。组成卦型基元的卦线与传统的离散化成方格子相比，尺寸参数大出很多，天线的制备性更强；设计变量也相应的减少，设计耗时更短，成本也更低。
27.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。