CN111916890A - 一种超材料电扫描天线 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种超材料电扫描天线，其包括介质板、第一微结构阵列和第二微结构阵列。所述第一微结构阵列和第二微结构阵列分别设置在介质板的上下表面；所述第一微结构阵列包括多个第一微结构，所述第二微结构阵列包括多个第二微结构；每个第一微结构上设置有第一二极管，所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在预设范围内。因此，可以有效地减小或消除天线栅瓣或副瓣。

Description

一种超材料电扫描天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种超材料电扫描天线。
背景技术
在阵列天线的多个辐射振子中，会存在相邻的两个辐射振子之间的距离过大的情况，也即相邻的两个辐射振子之间具有较大的缝隙；由此会导致产生较多的天线副瓣或者栅瓣。由于天线副瓣或者栅瓣较多，且能量分散；会降低天线主瓣的辐射能量，导致天线主瓣方向增益较低。
现有降低阵列天线副瓣或消除栅瓣的方法，主要通过设计优化天线极子幅相分布和阵列排布方式等，当天线阵列形式确定后针对副瓣或栅瓣的降低，设计优化存在瓶颈。
发明内容
为了解决以上的技术问题，本发明实施例一方面提供了一种超材料电扫描天线，其包括：
介质板；
第一微结构阵列；以及
第二微结构阵列；其中，所述第一微结构阵列和第二微结构阵列分别设置在介质板的上下表面；所述第一微结构阵列包括多个第一微结构，所述第二微结构阵列包括多个第二微结构；每个第一微结构上设置有第一二极管；
所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在预设范围内。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在1pF～1.2pF内。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都相等。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都等于1.1pF。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管用于分别接收多个第一电压，以使得所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在预设范围内。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，所述多个第一微结构分别与多个第二微结构对应设置。
进一步地，所述超材料电扫描天线还包括波导馈源，所述介质板、第一微结构阵列和第二微结构阵列设置在波导馈源上；
每个第二微结构上设置有第二二极管；每个第二二极管的电容值为第一预设电容值时对应的第二微结构为1状态，每个第二二极管的电容值为第二预设电容值时对应的第二微结构为0状态；所述超材料电扫描天线的波束指向通过改变所述多个第二微结构中的每一者的1状态或0状态来改变。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，当第二二极管的电容值为第一预设电容值时，所述第二二极管呈导通状态，使得对应的第二微结构发射或接收电磁波；或者
当第二二极管的电容值为第二预设电容值时，所述第二二极管呈截止状态，使得对应的第二微结构停止发射或接收电磁波。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，所述第一二极管和第二二极管都为变容二极管。
进一步地，在上述超材料电扫描天线中，每个第二微结构的左侧和右侧同时设置有第二二极管；或者
每个第二微结构的左侧或右侧设置有第二二极管。
本发明实施例提供的上述超材料电扫描天线，由于多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在预设范围内(具体的，例如多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都相等)，因此可以有效的减小或者消除天线栅瓣或者副瓣。
附图说明
图1是本发明超材料电扫描天线的微结构缝隙阵列天线模型示意图。
图2是本发明超材料电扫描天线的主视图。
图3是本发明超材料电扫描天线的微结构阵列层剖视图。
图4是本发明超材料电扫描天线的微结构阵列层俯视图。
图5是本发明第一微结构阵列的结构示意图。
图6是本发明第二微结构阵列的结构示意图。
图7是本发明超材料电扫描天线的波导馈源结构示意图。
图8是本发明超材料电扫描天线未加载栅瓣消除装置时的二维辐射方向图。
图9是本发明超材料电扫描天线加载栅瓣消除装置时的二维辐射方向图。
图10是本发明超材料电扫描天线的二维辐射方向图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
本发明超材料电扫描天线原理为：可通过FPGA(或单片机、计算机等)控制超材料电扫描天线的第一微结构阵列和第二微结构阵列的工作状态。第一微结构阵列和第二微结构阵列分别设置在介质板的上下表面。第一微结构阵列包括多个第一微结构，例如贴片微结构(如图5所示)；第二微结构阵列包括多个第二微结构，例如缝隙微结构(如图6所示)。多个贴片微结构表现为介质板上离散的多个贴附金属结构。多个缝隙微结构表现为片状金属上开设的多个缺口或缝隙，其金属是连通的。
其控制原理为：通过计算机软件编程扫描角度与对应电压分布。根据需要的扫描角度对计算机下达指令，通过单片机或FPGA实现数模转换，将数字信号转换成模拟信号，对波导馈源1上层的第二微结构阵列的各个缝隙微结构(也即各个第二微结构)加载的第二二极管两端电压进行通断控制。通过波导馈源进行馈波，在波导限制范围进行能量传输。第二微结构阵列的各个缝隙微结构根据通断状态的不同辐射或不辐射能量，不同位置处的各个缝隙微结构辐射的能量和相位不同。通过控制第二微结构阵列的各个缝隙微结构加载的第二二极管通断状态和第一微结构阵列的各个贴片微结构加载的第一二极管的电容值，可控制辐射表面相位分布，实现指定波束扫描。通过波导末端阻抗匹配对到达末端能量进行匹配吸收，减少反射。
其波束扫描原理为：控制系统由计算机软件输出控制信号给单片机，单片进行数模转换控制所有第二二极管两端加载电压状态。在第二微结构阵列的多个第二微结构(例如缝隙微结构)上分别加载多个第二二极管(例如变容二极管)。通过对各个第二二极管加载第二电压控制第二二极管的电容值大小(或通断)。
当第二二极管电容值为第一预设电容值(例如0.2pF)时，第二二极管呈导通状态，此时对应的第二微结构为ON状态(也即1状态)，在天线中心工作频率谐振，向外辐射能量较大。
当第二二极管电容值为第二预设电容值(例如1pF)时，第二二极管呈截止状态，此时对应的第二微结构为OFF状态(也即0状态)，在天线中心工作频率不谐振，向外辐射能量较小(或者不向外辐射能量)。
其消除天线栅瓣的原理为：通过对第一微结构阵列之多个第一微结构(例如多个贴片微结构)上设置的多个第一二极管(例如变容二极管)分别加载多个第一电压，控制多个第一二极管的电容值都在预设范围内(例如在1pF～1.2pF内)，可以降低或消除超材料电扫描天线的副瓣或栅瓣。
在一个具体的实施例中，通过对所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管分别加载多个第一电压，控制多个第一二极管的电容值都相等(例如都等于1.1pF)，可以降低或消除超材料电扫描天线的副瓣或栅瓣。
在简化模型中，我们将单个微结构缝隙阵列层(也即第二微结构阵列)作为理想点源，对其进行相位分析。图1是本发明超材料电扫描天线的微结构缝隙阵列(也即第二微结构阵列)模型示意图。如图1所示，假定辐射主波束方向与波导表面的角度为φ，角度不同微结构单元(也即第二微结构)之间的距离为d；则相邻振子(即辐射微结构单元)之间的相位差为：β0·dcos(φ)-βwg·d，其中β0、βwg分别为电磁波在空间及在波导中的有效传播常数；为了在远场形成合波束，则振子间相位差需满足：
Figure BDA0002103165500000051
推导可得：
Figure BDA0002103165500000052
由公式2可得，波束扫描角φ与微结构辐射缝隙距离d有关。通过计算机软件编程输出信号，数字信号转换为模拟信号，分别调控所有加载二极管(也即每个第二微结构加载的第二二极管)两端的电压，实现对二极管通断控制。对二极管通断控制可以调控辐射缝隙的排布状态，即不同的d，达到波束扫描。在此需要说明的是，d代表的是两个相邻的呈辐射状态(也即1状态)的第二微结构之间的距离。
图2是本发明超材料电扫描天线的主视图。图3是本发明超材料电扫描天线的微结构阵列层剖视图。图4是本发明超材料电扫描天线的微结构阵列层俯视图。请参阅图2、图3和图4，超材料电扫描天线100包括波导馈源1、设置在波导馈源1上的微结构阵列层2。微结构阵列层2包括介质板10、第一微结构阵列20和第二微结构阵列40。介质板10通过上下表面镀有的金属物质层12、14分别与第一微结构阵列20和第二微结构阵列40连接。如图5所示，第一微结构阵列20包括多个第一微结构22，每个第一微结构22上设置有第一二极管24。
如图6所示，第二微结构阵列40包括多个第二微结构42。每个第二微结构42上设置有第二二极管44。多个第二微结构42分别与多个第一微结构22对应设置。
在其它实施方式中，多个第二微结构42也可以不分别与多个第一微结构22对应设置，每个第二微结构42上也可以不设置第二二极管。
介质板10包括氰酸酯、环氧、石英纤维预浸料中的任何一种或者多种组合；介电常数为2～4；厚度为1mm～6mm。每个第一微结构22包括Au、Ag、Cu、Al中的任何一种或者多种组合，第一二极管24为变容二极管。每个第二微结构42包括Au、Ag、Cu、Al中的任何一种或者多种组合，第二二极管44为变容二极管。
在本发明实施例中，所述多个第一微结构22上设置的多个第一二极管24的电容值都在预设范围内，可以有效降低或者消除超材料电扫描天线100的副瓣或栅瓣。
作为一个非限定的举例，多个第一微结构22上设置的多个第一二极管24的电容值都在1pF～1.2pF内。
在本发明的具体实施例中，多个第一微结构22上设置的多个第一二极管24的电容值都相等，可以有效降低或者消除超材料电扫描天线100的副瓣或栅瓣。
作为一个非限定的举例，多个第一微结构22上设置的多个第一二极管24的电容值都等于1.1pF。
因此超材料电扫描天线100可以增大天线主瓣的辐射能量，使得天线辐射能量较为集中，而不是分散；使得天线主瓣方向增益较高，实现了超材料电扫描天线100的高指向性。
请参阅图6，在本发明实施例中，每个第二微结构42的左侧设置第二二极管44。在其它实施例中，每个第二微结构42的右侧也可以设置第二二极管44，或者每个第二微结构42的左侧和右侧同时设置有第二二极管44。
每个第二二极管44的电容值为第一预设电容值时对应的第二微结构42为1状态，每个第二二极管44的电容值为第二预设电容值时对应的第二微结构42为0状态；所述超材料电扫描天线100的波束指向通过改变所述多个第二微结构42中的每一者的1状态或0状态来改变。
当第二二极管44的电容值为第一预设电容值时，该第二二极管44呈导通状态，使得对应的第二微结构42发射或接收电磁波或者使得对应的第二微结构42辐射能量较大。当第二二极管44的电容值为第二预设电容值时，该第二二极管44呈截止状态，使得对应的第二微结构42停止发射或接收电磁波或者使得对应的第二微结构42辐射能量较小。
作为一个非限定的举例，所述第一预设电容值为0.2pF，所述第二预设电容值为1pF。
具体的波束扫描原理是：第二微结构层型式及第二二极管44的排列方式可以有多种，设第二二极管44的on状态为1，off状态为0；当多个第二微结构42按照100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为-11度。当多个第二微结构42按照1100100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为-5度。当多个第二微结构42按照1100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为1度。当多个第二微结构42按照110011100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为5度。当多个第二微结构42按照11100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为9度。当多个第二微结构42按照111000周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为14度。
请结合参阅图2和图7，1为波导馈源，2为微结构阵列层，3为波导馈源接口，4为金属盖板，5为一分四波导，6为螺丝孔。
下面列举一个具体的例子来说明本发明超材料电扫描天线100的工作原理。请同时参阅图5、图6和图7，一分四波导5的单个波导宽22.86mm，波导高10.16mm。上层第一微结构阵列20由24×4个第一微结构(也即环状的贴片微结构)组成，下层第二微结构阵列40由21×4个第二微结构(也即缝隙微结构)组成。
当超材料电扫描天线100工作于辐射状态时，上层第一微结构阵列20中所有加载的多个第一二极管24的电容值大小为1.1pF。通过调控下层第二微结构阵列40中各个第二微结构42之加载第二二极管44的电容值大小及排布状态，可实现不同角度的扫描。例如，规定下层加载第二二极管44的电容值为0.2pF时呈1状态，下层加载第二二极管44的电容值为1pF时呈0状态。当多个第二微结构42按照100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为-11度。当多个第二微结构42按照1100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为1度。当多个第二微结构42按照11100周期排布时，超材料电扫描天线100的波束指向为9度。该波导天线为阵列天线，它不同于基片集成天线，它可形成二维波束扫描。该天线工作频率为9.3GHz；二维扫描方向图如10所示。
基片集成天线为一维天线，只进行一维扫描。基片集成天线为基片集成波导馈波，整体结构一般都比较轻薄，本电扫天线为波导天线，整体结构一般都比较笨重，但易于同多层微结构复合形成馈波。
天线部分包括波导馈源层和辐射层。图7是本发明超材料电扫描天线的波导馈源结构示意图。如图7所示，示例中由端口一分四进行馈波，供辐射层微结构缝隙能量辐射。金属盖板4用于封装波导，本发明超材料电扫描天线上设有波导馈源接口3，和一系列有固定连接作用的螺丝孔6。
本扫描天线通过设置双层微结构阵列综合控制辐射，优化扫描波束。本扫描天线结构简单，制备方便：控制系统可通过单片机或FPGA直接控制，天线部分仅由波导和辐射超材料层组成，免除了不必要的复杂移相和传输线馈电网络。通过控制微结构平面缝隙阵辐射缝隙排布，控制辐射平面辐射相位分布，形成不同的电磁扫描波束。
图8是本发明超材料电扫描天线100未加载栅瓣或副瓣消除装置(也即未加载上层第一微结构阵列20)时的二维辐射方向图。从图8中明显可以看出，未加载栅瓣消除装置的天线具有增益大约等于10dB的一个主瓣、以及增益大于5dB的一个副瓣、以及增益大于0dB的另一个副瓣。由于天线未加载栅瓣消除装置，辐射能量较为分散，不集中；天线主瓣的辐射能量较小，天线主瓣方向增益较低。
图9是本发明超材料电扫描天线100加载栅瓣或副瓣消除装置(也即加载上层第一微结构阵列20)时的二维辐射方向图。从图9中明显可以看出，加载栅瓣消除装置的天线具有增益大约等于12.5dB的一个主瓣，其它多个副瓣的增益基本上都小于0dB。由于天线加载有栅瓣消除装置，辐射能量较为集中；相对于图8中未加载栅瓣消除装置的天线，图9中天线主瓣的辐射能量较大，天线主瓣方向增益较高，天线具有高指向性。
图10是本发明超材料电扫描天线100的二维辐射方向图。如图10所示，为本电扫天线在不同波束扫描状态下，Phi＝0切面方向图。纵坐标为增益大小，单位为dB。横坐标为Theta角度(与Z轴夹角)。图中为-11°和9°两种扫描角度方向图。可得两种扫描角度增益均较高大于10dB，副瓣较低低于-10dB；达到了降低或消除超材料电扫描天线100的副瓣的目的。
本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种超材料电扫描天线，其特征在于，包括：
介质板；
第一微结构阵列；以及
第二微结构阵列；其中，所述第一微结构阵列和第二微结构阵列分别设置在介质板的上下表面；所述第一微结构阵列包括多个第一微结构，所述第二微结构阵列包括多个第二微结构；每个第一微结构上设置有第一二极管；
所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在预设范围内。
2.如权利要求1所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都在1pF～1.2pF内。
3.如权利要求1所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都相等。
4.如权利要求3所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管的电容值都等于1.1pF。
5.如权利要求1所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述多个第一微结构上设置的多个第一二极管用于分别接收多个第一电压，以使得所述多个第一二极管的电容值都在预设范围内。
6.如权利要求1所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述多个第一微结构分别与多个第二微结构对应设置。
7.如权利要求1所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述超材料电扫描天线还包括波导馈源，所述介质板、第一微结构阵列和第二微结构阵列设置在波导馈源上；
每个第二微结构上设置有第二二极管；每个第二二极管的电容值为第一预设电容值时对应的第二微结构为1状态，每个第二二极管的电容值为第二预设电容值时对应的第二微结构为0状态；所述超材料电扫描天线的波束指向通过改变所述多个第二微结构中的每一者的1状态或0状态来改变。
8.如权利要求7所述的超材料电扫描天线，其特征在于：当第二二极管的电容值为第一预设电容值时，所述第二二极管呈导通状态，使得对应的第二微结构发射或接收电磁波；或者
当第二二极管的电容值为第二预设电容值时，所述第二二极管呈截止状态，使得对应的第二微结构停止发射或接收电磁波。
9.如权利要求7所述的超材料电扫描天线，其特征在于：所述第一二极管和第二二极管都为变容二极管。
10.如权利要求1所述的超材料电扫描天线，其特征在于：
每个第二微结构的左侧和右侧同时设置有第二二极管；或者
每个第二微结构的左侧或右侧设置有第二二极管。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033324A (ja) * 2007-07-25 2009-02-12 Nippon Antenna Co Ltd アンテナ
CN101378147A (zh) * 2008-10-07 2009-03-04 浙江大学 利用微波二极管构建的工字形电控波束扫描天线罩
CN103474775A (zh) * 2013-09-06 2013-12-25 中国科学院光电技术研究所 一种基于动态调控人工电磁结构材料的相控阵天线
KR101444017B1 (ko) * 2013-04-02 2014-09-23 홍익대학교 산학협력단 편파 조절이 가능한 재구성 메타 물질 안테나
CN104347952A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 深圳光启创新技术有限公司 超材料及天线
WO2015126521A1 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 Hrl Laboratories, Llc An active artificial magnetic conductor
CN104966905A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 东南大学 一种基于新型人工电磁材料的电压控制波束可调透镜天线
CN106207480A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 中国人民解放军国防科学技术大学 全极化单通带双侧吸波频带复合超材料及天线罩
CN106571534A (zh) * 2016-11-15 2017-04-19 上海无线电设备研究所 一种有源频率选择表面结构
US20180076376A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-15 Patrick K. Brady Structures, system and method for converting electromagnetic radiation to electrical energy using metamaterials, rectennas and compensation structures
CN108134214A (zh) * 2017-12-22 2018-06-08 浙江大学 一种波束可独立扫描的双频衍射天线
US20190074824A1 (en) * 2016-05-19 2019-03-07 Shenzhen Super Data Link Technology Ltd. Metamaterial, and method and apparatus for adjusting frequency of metamaterial
CN109728441A (zh) * 2018-12-20 2019-05-07 西安电子科技大学 一种可重构通用型超材料

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683842B (zh) * 2012-04-27 2016-05-18 深圳光启尖端技术有限责任公司 超材料微波天线罩和天线系统
CN104485520A (zh) * 2014-12-26 2015-04-01 西北工业大学 一种具有超低仰角特性的波束扫描阵列天线
US11274252B2 (en) * 2015-12-15 2022-03-15 Merck Patent Gmbh Mixed left/right chiral liquid crystal for improved switching speed and tunability for RF devices
US10249950B1 (en) * 2017-09-16 2019-04-02 Searete Llc Systems and methods for reduced control inputs in tunable meta-devices

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033324A (ja) * 2007-07-25 2009-02-12 Nippon Antenna Co Ltd アンテナ
CN101378147A (zh) * 2008-10-07 2009-03-04 浙江大学 利用微波二极管构建的工字形电控波束扫描天线罩
KR101444017B1 (ko) * 2013-04-02 2014-09-23 홍익대학교 산학협력단 편파 조절이 가능한 재구성 메타 물질 안테나
CN104347952A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 深圳光启创新技术有限公司 超材料及天线
CN103474775A (zh) * 2013-09-06 2013-12-25 中国科学院光电技术研究所 一种基于动态调控人工电磁结构材料的相控阵天线
WO2015126521A1 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 Hrl Laboratories, Llc An active artificial magnetic conductor
CN104966905A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 东南大学 一种基于新型人工电磁材料的电压控制波束可调透镜天线
US20190074824A1 (en) * 2016-05-19 2019-03-07 Shenzhen Super Data Link Technology Ltd. Metamaterial, and method and apparatus for adjusting frequency of metamaterial
CN106207480A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 中国人民解放军国防科学技术大学 全极化单通带双侧吸波频带复合超材料及天线罩
US20180076376A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-15 Patrick K. Brady Structures, system and method for converting electromagnetic radiation to electrical energy using metamaterials, rectennas and compensation structures
CN106571534A (zh) * 2016-11-15 2017-04-19 上海无线电设备研究所 一种有源频率选择表面结构
CN108134214A (zh) * 2017-12-22 2018-06-08 浙江大学 一种波束可独立扫描的双频衍射天线
CN109728441A (zh) * 2018-12-20 2019-05-07 西安电子科技大学 一种可重构通用型超材料

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