CN113644428B - 一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列 - Google Patents

一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列 Download PDF

Info

Publication number
CN113644428B
CN113644428B CN202110888987.5A CN202110888987A CN113644428B CN 113644428 B CN113644428 B CN 113644428B CN 202110888987 A CN202110888987 A CN 202110888987A CN 113644428 B CN113644428 B CN 113644428B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dielectric
phase shift
based super
shift circuit
surface antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110888987.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113644428A (zh
Inventor
李斌
郭珈铭
张国祥
刘埇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN202110888987.5A priority Critical patent/CN113644428B/zh
Publication of CN113644428A publication Critical patent/CN113644428A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113644428B publication Critical patent/CN113644428B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • H01Q3/38—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters the phase-shifters being digital

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列，该天线包括上、下矩形介质谐振器和相位调制装置，相位调制装置包括两层金属地板和两层相移电路，电磁波通过上矩形介质谐振器接收，然后通过上金属地板利用缝隙耦合方式耦合到上相移电路，上相移电路通过金属过孔与下相移电路相连接，将电磁波传导到下相移电路，在下相移电路上设置两种不同的前向通路，所述两种通路存在0.5倍波长的波程差，使得透射相位相差180°，分别编码为“0”和“1”模式，对电磁特性进行二进制的数字编码。本发明可以对透射电磁波进行各种波束调控，实现波束扫描以及多波束辐射功能，对现代无线通信系统的发展具有重要意义。

Description

一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列
技术领域
本发明属于天线技术领域，涉及一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线。应用于无线通信领域。
背景技术
近年来，无线通信系统发展迅速，随之而来对带宽和增益的要求越来越高。透镜天线因具有高增益和定向波束的特点，被广泛应用于雷达探测、波束扫描等领域。相比于反射面天线，透镜天线具有设计自由度高、无馈源遮挡问题、波束方向可控等显著优点。传统的透镜天线一般是将金属材料或者介质材料弯折一定角度来实现电磁波的汇聚，这样的方法会造成天线整体结构复杂、重量过大、加工成本高和加工难度大等问题。由编码超表面的电磁波调控原理可知，可以对透射电磁波实现实时的调控。所以，超表面透射阵天线可以克服传统透镜天线的缺点，通过对每个透射单元的透射电磁波相位响应进行编码，改变其相位幅度，从而实现对透射电磁波的波束调控。
透射型介质基超表面天线结合了传统相控阵天线和传统透镜天线二者的优点：与相控阵天线相比，采用空馈的馈电方式减少了庞大复杂的馈电网络设计；与传统透镜天线相比，利用单元排列的二维平面结构缩小整体体积，减少了昂贵的材料加工成本。这种天线避免了馈电网络部分的损耗，又能实现高增益的定向辐射和多波束辐射，具有应用在下一代移动通信系统的前景。
发明内容
本发明针对相控阵天线馈电网络庞大复杂和传统透镜天线制作工艺难度大的现状，提供了一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列。
为达上述目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线，如图1所示，包括上、下矩形介质谐振器和相位调制装置，上、下矩形介质谐振器分别作为接收装置和发射装置通过介质基板固定在相位调制装置两侧，相位调制装置包括两层金属地板和两层相移电路，入射的自由空间电磁波通过上矩形介质谐振器接收，然后通过上金属地板的缝隙耦合到上相移电路，上相移电路通过介质基板上的金属过孔与下相移电路相连接，将电磁波传导到下相移电路，在上、下相移电路上设置通路，其中，下相移电路上的通路为两种不同的模式，分别编码为“0”和“1”，编码为“0”和“1”的通路存在0.5倍波长的波程差，电磁波通过下金属地板的缝隙耦合到下矩形介质谐振器向外辐射。
所述矩形介质谐振器可以选用3D打印材料ABS作为介质块材料， 所述上、下矩形介质谐振器的尺寸大小完全一致。
所述通路可以为一个L型金属开路枝节线，金属过孔位于该L型金属开路枝节线的末端。
本发明透射型宽带介质基超表面天线的工作过程为：上矩形介质谐振器将入射的自由空间电磁波通过谐振接收下来，然后通过上金属地板，利用缝隙耦合的方式耦合到上相移电路上。其中上相移电路通过金属过孔与下相移电路相连接，将电磁波传导到下相移电路上。两层相移电路为可自由调节层，在上、下相移电路上设置通路，在下相移电路设置两种不同的前向通路，分别编码为“0”和“1”模式，这两种通路因存在0.5倍波长的波程差，使得透射相位相差180°，由此实现1-bit数字编码所需要的相应相位差，电磁波最后通过下金属地板将电磁波耦合到下矩形谐振器，向天线表面的另一侧辐射出去。
本发明进一步提供一种透射型宽带介质基超表面天线阵列，采用本发明透射型宽带介质基超表面天线为阵列单元，天线阵列单元的间距小于半波长，根据电磁波的透射角度计算阵列中每个天线阵列单元的梯度相位分布，确定阵列中天线阵列单元的编码“0”和“1”的序列分布，实现天线阵列对指定角度的透射。
本发明透射型宽带介质基超表面天线阵列对电磁特性进行二进制的数字编码表征，根据电磁波的透射角度确定天线阵列中各个单元的梯度相位分布，确定各编码“0”和“1”的序列分布。如图2所示，该阵列分布遵循广义斯涅尔定律，如式1.1所示，当电磁波从A点出发经过两条不同的路径到带两个不同介质的分界面上，到分界面时两条路径的波程差可以用dx来表示。在分界面上，由于两条路径传输的电磁波引起的相位突变不同，分别用Φ和dΦ来表示。两条不同的传输路径经过分界面后都到达B点，则AFB和AEB是近乎相等的两条电磁波传播路径，它们之间的相位关系可以用下面这个式子来表示：
Figure 365536DEST_PATH_IMAGE001
(1.1)
式子（1.1）中
Figure 344993DEST_PATH_IMAGE002
表示入射角，
Figure 924398DEST_PATH_IMAGE003
表示折射角，
Figure 913082DEST_PATH_IMAGE004
代表电磁波入射介质的折射率，
Figure 196296DEST_PATH_IMAGE005
表示折射介质的折射率。如果当沿着分界面的相位梯度
Figure 877813DEST_PATH_IMAGE006
为一个固定常数，则可以由式子（1.1）推导出广义斯涅尔折射定律：
Figure 613688DEST_PATH_IMAGE007
(1.2)
由式（1.2）给出的广义斯涅尔定律可以知道，只需要在分界面处人为地引入不连续的梯度相位分布
Figure 406064DEST_PATH_IMAGE008
，即可实现对折射电磁波传输方向的任意调控，折射的电磁波方向可以是任意的。本发明可编码的透射型宽带介质基超表面天线阵列可以实现透射电磁波相位响应的实时调节，且扩展出射电磁波的汇聚，产生指定角度的波束，实现波束扫描功能。
本发明有益效果：
与传统微带透射型天线相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用的矩形介质谐振器由介质材料构成，介质材料因具有低Q值（品质因数）的特点，可提高天线带宽。介质材料可以采用3D打印技术进行加工，精度高、成本低、损耗低和可定制化。本发明结构是三维立体结构，设计自由度更高；
2、本发明设计的透射型宽带介质基超表面天线阵列对入射电磁波能产生不同相位响应，可以同时实现对透射电磁波的各种宽带波束实时调控功能，包括宽带波束扫描及波束转换；波束扫描扫描范围为二维平面上180°—230°，波束转换可以实现单波束、双波束和四波束的实时切换。
附图说明
图1是本发明透射型宽带介质基超表面天线的结构剖视图；
1—矩形介质谐振器；2—介质基板；3—金属地板；4—相移电路；5—金属过孔；
图2是广义斯涅尔定律示意图；
图3是本发明实施例中金属地板的俯视图；
图4是本发明实施例中上相移电路和上金属地板叠放俯视图；
图5是本发明实施例中下相移电路和下金属地板叠放俯视图，其中 (a)是编码“0”单元电路示意图， (b)是编码“1”单元电路示意图；
图6是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线单元在工作频率透射幅度图；
图7是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线单元在工作频率的透射相位响应图；
图8是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°，Theta=180°的超表面阵列编码序列排布；
图9是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°，Theta=180°的三维辐射效果图；
图10是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线排布序列，其中（a）Phi=0°，Thteta=190°的超表面阵列编码序列排布；（b）Phi=0°，Thteta=200°的超表面阵列编码序列排布；（c）Phi=0°，Thteta=210°的超表面阵列编码序列排布；（d）Phi=0°，Thteta=220°的超表面阵列编码序列排布；（e）Phi=0°，Thteta=230°的超表面阵列编码序列排布 ；
图11是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°平面内的波束扫描效果二维平面方向图；
图12是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=90°平面内的波束扫描效果二维平面方向图；
图13是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=90°，Theta=10°的增益随频率变化曲线；
图14是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°平面上Theta=160°和Theta=200°的双波束辐射效果图；
图15是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°平面上Theta=160°和Theta=200°实现双波束辐射超表面编码序列排布；
图16是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°平面的双波束扫描效果二维平面方向图；
图17是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°，Theta=158°；Phi=0°，Theta=200°；Phi=90°，Theta=158°；Phi=90°，Theta=200°实现四波束辐射超表面编码序列排布；
图18是本发明实施例透射型宽带介质基超表面天线阵列在Phi=0°，Theta=158°；Phi=0°，Theta=200°；Phi=90°，Theta=158°；Phi=90°，Theta=200°的四波束辐射效果图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实施例对本发明一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线包括：
上矩形介质谐振器和下矩形介质谐振器，介质材料选用3D打印材料ABS，其介电常数是10，损耗角正切0.004，或使用3D打印材料丙烯酸树脂 介电常数2.7-4.5 损耗角正切0.0253。矩形介质块的具体尺寸可以根据工作频率的不同，用介质波导法计算，在本实施例中，矩形介质长和宽均设定为5mm，矩形介质高度为4mm，工作频率为14GHz。因介质谐振器与金属贴片相比，具有低Q值，带宽较宽，传输损耗小的特点，利于入射的电磁波的吸收和透射，矩形介质谐振器可将自由空间中的电磁波接收，并传输到相位调制装置。
所述相位调制装置包括两层金属地板和两层相移电路。在相位调制装置上还设有三层介质基板，介质基板材料采用介电常数是2.33的F4b材料聚四氟乙烯，或可以使用FR-4材料（FR-4是玻璃纤维环氧树脂覆铜板耐燃材料等级的代号）介电常数：4.4; ROGERS 材料5880介电常数：2.2，三层介质基板的厚度相同为0.21mm。上、下介质基板用于固定矩形介质谐振器，利用上金属地板的缝隙可以将电磁波耦合到上相移电路，参考图3，金属地板的缝隙的长度可调，金属地板的缝隙长度Slot_l为4mm，缝隙宽度Slot_w为0.2mm。上下两层相移电路之间通过中间介质基板的金属过孔连接。上、下两层相移电路上设置通路，参考图4，相移电路的通路沿X轴方向都超过金属地板的缝隙约0.25倍波导波长。其中上相移电路为一个L型金属开路枝节线，L4长为6.5mm，L6为3mm。下相移电路上设置两种不同的通路，分别编码为“0”和“1”模式，编码为“0”的通路也为一个L型金属开路枝节线，为了增加总路径，该L型金属开路枝节线的夹角处增加几字形凸起，编码为“1”的通路包括一个L型金属开路枝节线，为了保证耦合性能，增加一几字形凸起的金属开路枝节线，并与L型金属开路枝节线不连接，参见图5，通路具体尺寸：L1为5.5mm，L2为1.5mm，L3为6mm，L4为6.5mm，L5为0.5mm，L6为3mm。两种不同的通路使得电磁波经此传播时电尺寸相差0.5波长，从而产生180°相位差。下相移电路具有两种不同路径的通路，总长度相差0.5倍波长。上、下相移电路之间用介质基板上的金属过孔5连接，金属过孔直径R为1mm，该金属过孔为嵌入介质基板上的实心圆柱，材料是铜，金属过孔位于L型金属开路枝节线的末端，且金属过孔的直径保证小于L型枝节线宽度。电磁波再经下金属地板的缝隙耦合至下矩形介质谐振器上，实现对电磁波的透射调控。
图6为本实施例透射型宽带介质基超表面天线单元仿真结果，在工作频率14GHz，编码为“0”的单元和编码为“1”的单元，S21的幅度值基本都在-2dB以内，说明本发明提出的透射型宽带介质基超表面天线单元对透射电磁波的幅度响应较好，电磁波经过接收——相移调节——发射单元后损耗依旧较小。
图7是透射型宽带介质基超表面天线单元在14GHz附近的透射相位响应，可以看到编码单元“1”的相位是-343°，编码单元“0”的相位是-165°，两个状态下的相位差为178°，满足数字编码单元设计的相位要求，频率与透射相位关系一一对应，且各单元相位范围超过360°。由于采用介质材料，该天线单元在较大频率范围内两个编码状态的单元相位差也能稳定维持在180°左右，说明本发明设计的天线单元带宽性能良好，在后续阵面的设计中，更有利于实现对电磁波的调控。
实施例2
基于本发明提供的透射型宽带介质基超表面天线阵列，实现各种波束调控功能。首先通过数值计算的方式，根据不同电磁波的透射角度确定阵列中各个天线单元的梯度相位分布，再根据梯度相位分布和两种不同编码状态单元的相移响应确定阵面的数字编码的“0”和“1”的序列分布。确定阵面的0/1排布顺序以后，建立在对应各点上建立对应编码状态的单元模型。设定好喇叭天线入射角度以及喇叭天线到透射型介质基数字编码超表面天线的距离，建立整体仿真模型。阵列中各天线单元间距应小于半波长，若电磁波波长为21.4mm，设置单元间隔为8mm, 天线单元间距范围为0.5mm-50mm。
参见图8，设定馈源垂直入射，垂直出射，计算phi=0°平面时波束指向theta=180°的透射型宽带介质基超表面天线阵列编码排布序列，仿真后的三维方向图参见图9，可以看到单波束指向时，入射电磁波指向预设的透射角度，说明本发明提出的透射型宽带介质基超表面天线阵列对透射电磁波有较好的调控能力。
实施例3
基于本发明提供的可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线阵列，设定天线阵列实现二维平面内的任意波束指向控制。对应不同的波束指向的数字编码排布序列可以参见图10，其中（a）为Phi=0°，Theta=190°的超表面阵列编码序列排布；（b）为Phi=0°，Theta=200°的超表面阵列编码序列排布；（c）为Phi=0°，Theta=210°的超表面阵列编码序列排布；（d）为Phi=0°，Theta=220°的超表面阵列编码序列排布；（e）为Phi=0°，Theta=230°的超表面阵列编码序列排布。对应不同的单元数字编码，本发明的透射型宽带介质基超表面天线阵列对电磁波的辐射方向有很好的调控效果如图11所示，在Phi=0°平面内实现了波束扫描效果，能够从Theta=180°扫描到230°，扫描范围有50°，扫描间隔10°，证明此介质基数字编码超表面天线具有宽带调控电磁波的潜力。
通过对透射型宽带介质基超表面天线阵列各天线单元编码序列进行排布，设置Phi=90°平面的超表面阵列编码序列排布，参见图12，可以看出，在Phi=90°的平面内实现了波束扫描效果，从Theta=180°扫描到230°，扫描范围达50°，扫描间隔为10°。在50°的范围内远场辐射方向图的增益下降较少，能够实现电磁波在二维平面上的辐射角度调控。现代通信系统要求各类天线不仅能具有波束扫描的能力，同时也要求天线能够实现多波束辐射的功能。
图13展示的是透射型宽带介质基超表面天线阵列波束指向指向phi=90°，theta=180°时，增益随频率变化曲线。在中心频率14 GHz时，对应的最大增益为18.5dB，1-dB增益带宽为21.7%。对比传统的金属型可重构透射阵和编码透射超表面带宽有明显的优势。
实施例4
本发明提出的透射型宽带介质基超表面天线阵列避免了复杂的馈电网络的使用，降低了损耗，又能实现高增益的定向辐射和多波束辐射。对所述透射型介质基超表面天线阵列重新进行编码排序，参见图14，可以实现双波束辐射。参见图15透射仿真示意图，出射电磁波的透射角度分别沿着phi=0°平面上theta=160°和theta=200°出射，两个波束的增益近似相等，其中theta=160°指向的波束增益为15.4dBi，3dB波束宽度为10°；theta=200°的波束增益为16.9dB，3dB波束宽度为9°，参见图16。两个波束近似对称，增益和波束度都相等，说明本发明透射型宽带介质基超表面天线阵列能够实现很好的双波束辐射效果。
实施例5
在双波束的基础上，对所述透射型宽带介质基超表面天线阵列重新进行编码排序，参见图17，实现四波束辐射。透射电磁波的波束在空间中分裂成四个波束辐射，四个波束的最大增益的辐射方向分别指向的phi=0°，theta=158°；phi=0°，theta=200°；phi=90°，theta=158°；phi=90°，theta=198°。透射仿真示意图参见图18，其中phi=0°，theta=158°方向的波束最大增益为12.2dBi，3dB波束宽度为16°；phi=0°，theta=200°的波束增益为12.8dBi，3dB波束宽度为17°；phi=90°，theta=158°的波束增益为12.8dBi，3dB波束宽度为16°；phi=90°，theta=198°的波束增益为13dBi，3dB波束宽度为16°。可以看到四个波束的最大增益基本相同，波束宽度也近乎相等，说明本发明透射型宽带介质基超表面天线阵列实现了性能较好的四波束辐射。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是在本发明权利要求范围内所作的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，包括上、下矩形介质谐振器和相位调制装置，上、下矩形介质谐振器分别作为接收装置和发射装置通过介质基板固定在相位调制装置两侧，相位调制装置包括两层金属地板和两层相移电路，入射的自由空间电磁波通过上矩形介质谐振器接收，然后通过上金属地板的缝隙耦合到上相移电路，上相移电路通过介质基板上的金属过孔与下相移电路相连接，将电磁波传导到下相移电路，在上、下相移电路上设置通路，其中，下相移电路上设置两种不同模式的通路，分别编码为“0”和“1”，编码为“0”和“1”的通路存在0.5倍波长的波程差，电磁波再通过下金属地板的缝隙耦合到下矩形介质谐振器向外辐射。
2.如权利要求1所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述上矩形介质谐振器和下矩形介质谐振器的介质材料和尺寸完全一致。
3.如权利要求1或2所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述上、下矩形介质谐振器由3D打印材料ABS制备，其介电常数是2.5-4.1，或使用3D打印材料丙烯酸树脂制备，介电常数2.7-4.5。
4.如权利要求1或2所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述上、下矩形介质谐振器的长或宽的范围为0.5-50mm，高的范围为1-10mm。
5.如权利要求1所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述金属地板上的缝隙的长度为2-5mm，宽度为0.1-0.3mm。
6.如权利要求1所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述通路为一个L型金属开路枝节线，所述金属过孔位于L型金属开路枝节线的末端。
7.如权利要求1所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述介质基板选择F4b材料、FR4材料或ROGERS-5880材料。
8.如权利要求7所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述介质基板厚度为0.18-0.26mm。
9.如权利要求6所述的透射型宽带介质基超表面天线，其特征在于，所述金属过孔直径为0.2-0.6mm。
10.一种透射型宽带介质基超表面天线阵列，其特征在于，天线阵列单元为权利要求1所述的透射型宽带介质基超表面天线，所述天线阵列单元的间距小于半波长，根据电磁波的透射角度计算阵列中每个天线阵列单元的梯度相位分布，确定阵列中天线阵列单元的编码“0”和“1”的序列分布，实现天线阵列对指定角度的透射。
CN202110888987.5A 2021-08-04 2021-08-04 一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列 Active CN113644428B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110888987.5A CN113644428B (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110888987.5A CN113644428B (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113644428A CN113644428A (zh) 2021-11-12
CN113644428B true CN113644428B (zh) 2022-05-17

Family

ID=78419517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110888987.5A Active CN113644428B (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113644428B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114583463B (zh) * 2022-04-02 2023-09-26 电子科技大学 基于光机结构式超表面的可重构Airy波束赋形装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539426A (zh) * 2018-04-02 2018-09-14 上海航天电子有限公司 基于一比特透射式数字编码超材料生成多模涡旋电磁波的透镜及方法
CN110911845A (zh) * 2019-12-06 2020-03-24 北京大学 一种宽带零交叉极化时空编码数字超表面单元及控制方法
CN111769359A (zh) * 2020-05-20 2020-10-13 东南大学 一种基于数字编码液晶THz超表面天线及其波束重构方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10698101B2 (en) * 2015-04-14 2020-06-30 Northeastern University Compressive coded antenna/meta-antenna
US10594032B2 (en) * 2018-06-07 2020-03-17 King Abdulaziz University Beam scanning antenna and method of beam scanning

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539426A (zh) * 2018-04-02 2018-09-14 上海航天电子有限公司 基于一比特透射式数字编码超材料生成多模涡旋电磁波的透镜及方法
CN110911845A (zh) * 2019-12-06 2020-03-24 北京大学 一种宽带零交叉极化时空编码数字超表面单元及控制方法
CN111769359A (zh) * 2020-05-20 2020-10-13 东南大学 一种基于数字编码液晶THz超表面天线及其波束重构方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Low-Profile Transmitarray Antenna With Single Slot Source and Metasurface in 80-GHz Band;Yoshiaki Kasahara等;《2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting》;20190114;全文 *
编码超材料对电磁波的调控及应用;罗钧;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》;20200615;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113644428A (zh) 2021-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pan et al. A low-profile programmable beam scanning holographic array antenna without phase shifters
EP2406852B1 (en) High gain metamaterial antenna device
Ma et al. A novel surface-wave-based high-impedance surface multibeam antenna with full azimuth coverage
CN111052507B (zh) 一种天线及无线设备
CN113555697A (zh) 一种基于折合式平面反射阵技术的圆极化高增益天线
Ma et al. Millimeter-wave fully integrated dielectric resonator antenna and its multi-beam application
Huang et al. Dielectric-loaded SIW H-plane horn antenna with gradient air slots
CN113644428B (zh) 一种可数字编码的透射型宽带介质基超表面天线及阵列
Cheng et al. Broadband dual-polarized metal lens with theoretically arbitrarily variable focal diameter ratio using 3-D printing technology
Borhani-Kakhki et al. Magnetoelectric dipole antennas loaded with meta-lens for 5G MIMO pattern diversity applications
Ao et al. Low-profile dual-polarized Luneburg lens based on TE/TM surface wave modes
Tiwari et al. Active Beamsteerable Digital Metasurface Lens Antenna for Millimeter-Wave Applications
CN112271444B (zh) 一种高增益双极化siw-cts天线阵
Clemente et al. Characterization of a low-profile quad-feed based transmitarray antenna at V-band
CN111262023B (zh) 一种基于近场空馈机制的低剖面新型相控阵天线
Jankovic et al. The multi-functional payload based on rotman-lens beamforming network
Ghate et al. Quasi-optical beamforming approach using vertically oriented dielectric wedges
US20220077589A1 (en) Leaky Wave Antenna
Sakakibara et al. Design of 2D Rotman-lens multi-beam antenna using multi-layer substrate integrated waveguide
Kerketta et al. Gain enhancement of millimeter wave antenna using superstrate
CN113964550B (zh) 一种基于串行馈电的低成本波束扫描天线
CN113809549B (zh) 基于两层级联相控技术的2比特电磁表面单元
WO2023273600A1 (zh) 透镜单元、透镜阵列以及阵列天线
Zetterstrom et al. Planar Glide-Symmetric Dielectric Half-Luneburg Lens at $ K/K_ {a} $-Band
Wang et al. Substrate Edge Antennas

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant