一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，包括通過絕緣支撐柱平行設(shè)置在第二介質(zhì)基板上的第一介質(zhì)基板；所述第一介質(zhì)基板的上表面設(shè)有超材料陣列覆層；所述第二介質(zhì)基板的上表面設(shè)有微帶陣列天線層，所述微帶陣列天線層包括饋電網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)微帶天線單元，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與所述微帶天線單元相連接。本實(shí)施在傳統(tǒng)微帶天線基礎(chǔ)上，進(jìn)行陣元的組合及優(yōu)化，設(shè)計(jì)出較優(yōu)良的微帶陣列天線層，與單個(gè)微帶天線相比，本實(shí)施的微帶陣列天線可提高天線的方向性和增益；同時(shí)，設(shè)計(jì)與所述微帶陣列天線層在相同頻段上能夠達(dá)到雙負(fù)性質(zhì)的超材料陣列覆層，可以提高天線的聚焦能力，進(jìn)而最終能使天線具有良好的方向性、增益系數(shù)以及傳輸效率。
【專利說明】
一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及天線及其無線電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于超材料結(jié) 構(gòu)的微帶陣列天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 相對(duì)其他能源，太陽能具有無污染、容易獲取和幾乎取之不盡等優(yōu)點(diǎn)，這是人類解 決能源危機(jī)，避免破壞自然環(huán)境的重要能量來源。但相對(duì)于地球內(nèi)部的太陽能，太空的太陽 能含量更加龐大，美國、日本等多個(gè)發(fā)達(dá)國家都曾提出在外太空建造太陽能站，但是面對(duì)該 方案，如何把外太空所發(fā)的電傳輸?shù)降厍騼?nèi)部，為人類社會(huì)工業(yè)、生活等使用，卻成為了一 個(gè)重要討論課題，其中，無線電力傳輸成為了解決該問題的可行方案。
[0003] 目前，能夠用于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膫鬏敺绞接形⒉ê图す鉄o線電力傳輸兩種方式，但 是激光無線電力傳輸?shù)姆绞接捎诃h(huán)境和障礙物等多方面的影響，可行性較小。由于微波獨(dú) 有性質(zhì)，能夠進(jìn)行良好的遠(yuǎn)距離傳輸，因此微波無線電力傳輸成為遠(yuǎn)距離傳輸?shù)氖走x方案。
[0004] 如圖1所示，目前微波無線電力傳輸系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括發(fā)射裝置、自由空間和接 收整流裝置。其中，發(fā)射裝置和接收整流裝置的天線尤為重要，天線的增益、帶寬和效率等 性能直接決定著傳輸效率。由于微帶天線具有容易實(shí)現(xiàn)雙頻段、雙極化等有點(diǎn)，使得其成為 天線家族中的寵兒，但是其輻射效率較低且功率容量較小，導(dǎo)致使用過程中存在能量損耗 大、傳輸效率較低的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中的微帶天線輻射效率低、使用過程中的能量損耗大的問題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：
[0007] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，包括第一介質(zhì)基 板和第二介質(zhì)基板，其中：
[0008] 所述第一介質(zhì)基板通過絕緣支撐柱平行設(shè)置在所述第二介質(zhì)基板上；
[0009] 所述第一介質(zhì)基板的上表面設(shè)有超材料陣列覆層；
[0010]所述第二介質(zhì)基板的上表面設(shè)有微帶陣列天線層，所述微帶陣列天線層包括饋電 網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)微帶天線單元，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與所述微帶天線單元相連接；
[0011]所述超材料陣列覆層和所述微帶陣列天線層具有相同的工作頻段。
[0012] 優(yōu)選地，所述超材料陣列覆層由多個(gè)十字型超材料單元組成，其中：
[0013] 所述十字型超材料單元由兩個(gè)相同的十字型超材料子單元組成；
[0014] 所述十字型超材料子單元由中間一條橫板和上下兩條豎板組成，所述豎板對(duì)稱設(shè) 置在所述橫板的中軸線處。
[0015] 兩個(gè)所述十字型超材料子單元縱向排布、且通過所述豎板拼接為一體。
[0016] 優(yōu)選地，所述微帶陣列天線層包括饋電網(wǎng)絡(luò)和四個(gè)依次等間距排布的矩形微帶天 線單元，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括四根第一71 Ω阻抗變換器、兩根第二71 Ω阻抗變換器、兩根第一 100 Ω微帶線、一根第二1〇〇 Ω微帶線和一根50 Ω微帶線，其中：
[0017]所述第一71 Ω阻抗變換器的一端連接所述矩形微帶天線單元、另一端與所述第一 100 Ω微帶線的端頭相連接，且所述第一 100 Ω微帶線的兩端分別連接兩根相鄰的所述第一 71 Ω阻抗變換器(212);
[0018] 所述第二71 Ω阻抗變換器的一端連接在所述第一 1〇〇 Ω微帶線的中心位置、另一 端連接與所述第二1〇〇 Ω微帶線的端頭相連接；
[0019] 所述50 Ω微帶線的一端連接在所述第二100 Ω微帶線的中心位置、另一端配置激 勵(lì)源輸入端口。
[0020] 優(yōu)選地，所述第一介質(zhì)基板和所述第二介質(zhì)基板的相對(duì)介電常數(shù)為2.45、厚度為 0·4~0·6mm〇
[0021 ] 優(yōu)選地，所述矩形微帶天線單元的長度為10~12mm、寬度為9~10mm。
[0022]優(yōu)選地，所述第一71 Ω阻抗變換器和第二71 Ω阻抗變換器的長度均為四分之一波 長的物理長度。
[0023]優(yōu)選地，所述第一 100 Ω微帶線的長度為四分之三個(gè)自由空間工作波長。
[0024] 優(yōu)選地，所述50 Ω微帶線的寬度為1.39mm、長度為7mm。
[0025] 優(yōu)選地，所述豎板的長度為1mm、寬度為1mm，所述橫板的長度為10mm、寬度為4mm， 所述豎板設(shè)在所述橫板的長邊上。
[0026] 優(yōu)選地，所述絕緣支撐柱為尼龍支撐柱，所述尼龍支撐柱的高度為14~16mm。
[0027] 由以上技術(shù)方案可見，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列 天線，包括第一介質(zhì)基板和第二介質(zhì)基板，所述第一介質(zhì)基板通過絕緣支撐柱平行設(shè)置在 所述第二介質(zhì)基板上;所述第一介質(zhì)基板的上表面設(shè)有超材料陣列覆層，所述超材料陣列 覆層由多個(gè)十字型超材料單元組成;所述第二介質(zhì)基板的上表面設(shè)有微帶陣列天線層，所 述微帶陣列天線層包括饋電網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)微帶天線單元，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與所述微帶天線單元 相連接。本實(shí)施例在傳統(tǒng)的微帶天線基礎(chǔ)上上，進(jìn)行陣元的組合以及優(yōu)化，設(shè)計(jì)相對(duì)較為優(yōu) 良的微帶陣列天線層，與單個(gè)微帶天線相比，本實(shí)施例中的微帶陣列天線提高了天線的方 向性和增益。同時(shí)，還設(shè)計(jì)與所述微帶陣列天線層在相同頻段上能夠達(dá)到雙負(fù)性質(zhì)的超材 料陣列覆層，可以進(jìn)一步提高天線的方向性和增益，使得天線具有較強(qiáng)的聚焦能力，進(jìn)而使 得本實(shí)施例中的加載有超材料陣列覆層的微帶天線陣列能夠具有良好的方向性和增益系 數(shù)，提高了其在微波遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膫鬏斝省?br>【附圖說明】
[0028] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的微波無線電力傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)意圖；
[0030] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線的第一基本結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0031] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線的第二基本結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0032] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的微帶陣列天線層的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超材料陣列覆層中的十字型超材料單元的基本結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0034] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線的三維增益方向 圖；
[0035]圖7為現(xiàn)有技術(shù)中的單微帶天線的三維增益方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí) 用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037]超材料也稱左手材料，該概念是相對(duì)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論中的"右手材料"而言的。 一般認(rèn)知中，在自然界中，物質(zhì)的介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ都是正值，電磁波在其中傳播時(shí)，描 述電磁波傳播特征的三個(gè)物理量構(gòu)成右手螺旋關(guān)系，這就是常說的右手法則。而左手材料 卻是一種介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ同時(shí)為負(fù)的新型人工材料，電磁波在其中傳播時(shí)，三個(gè)描述 電磁波傳播的物理量遵循左手螺旋法則，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，超材料結(jié)構(gòu)具備良好的負(fù)折射、反 Cerenkov福射以及逆多普勒效應(yīng)，本實(shí)施例利用超材料結(jié)構(gòu)的特殊性質(zhì)，應(yīng)用到微陣列天 線中。
[0038] 參見圖1和圖2,分別為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線 的第一和第二基本結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 本實(shí)施中的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，包括第一介質(zhì)基板1和第二介質(zhì)基 板2,所述第一介質(zhì)基板1通過絕緣支撐柱3平行設(shè)置在所述第二介質(zhì)基板2上。
[0040] 所述第一介質(zhì)基板1的上表面設(shè)有超材料陣列覆層11，所述超材料陣列覆層11由 多個(gè)十字型超材料單元組成;所述第二介質(zhì)基板2的上表面設(shè)有微帶陣列天線層21，所述微 帶陣列天線層21包括饋電網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)微帶天線單元，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與所述微帶天線單元相 連接，并且所述微帶陣列天線層21和所述超材料陣列覆層11具有相同的工作頻段。
[0041] 本實(shí)施例中，所述絕緣支撐柱3采用尼龍支撐柱，當(dāng)然還可以采用其它的絕緣材料 支撐柱、如陶瓷柱等。不同高度的支撐柱，會(huì)對(duì)最終天線的增益效果產(chǎn)生不同的偏差，所以 本實(shí)施例將所述尼龍支撐柱設(shè)計(jì)為試驗(yàn)驗(yàn)證后的最好的高度15mm、即所述第一介質(zhì)基板1 和所述第二介質(zhì)基板2之間的間距設(shè)計(jì)為15mm，當(dāng)然，還可以設(shè)計(jì)為其它數(shù)值，比如14~ 16mm中的任一值。
[0042]所述第一介質(zhì)基板1和所述第二介質(zhì)基板2選擇的是相對(duì)介電常數(shù)為2.45的材料、 厚度為〇. 5mm，當(dāng)然并不限于所述數(shù)值，例如還可以將所述厚度設(shè)計(jì)為0.4~0.6mm中的任一 數(shù)值或根據(jù)需要設(shè)計(jì)為其它數(shù)值。
[0043]根據(jù)所述第一介質(zhì)基板1和所述第二介質(zhì)基板2的相對(duì)介電常數(shù)和厚度、以及天線 工作頻率，便可以計(jì)算出所述超材料陣列覆層11和所述微帶陣列天線層21中各單元的具體 尺寸，其中，所述超材料陣列覆層11中設(shè)有8*4個(gè)十字型超材料單元，所述微帶陣列天線層 21的大小為76.93mm*30.126mm，但并不限于所述數(shù)值。
[0044] 如圖4所示，所述微帶陣列天線層21包括饋電網(wǎng)絡(luò)和四個(gè)依次等間距排布的矩形 微帶天線單元211，所述矩形微帶天線單元211的長度L2為11.42_、寬度L1為9.43_，當(dāng)然 并不限于所述數(shù)值，例如還可以將長度L2設(shè)計(jì)為10~12_、寬度設(shè)計(jì)為9~10_中的任一數(shù) 值或根據(jù)需要設(shè)計(jì)為其它數(shù)值。
[0045] 進(jìn)一步的，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括四根第一71 Ω阻抗變換器212、兩根第二71 Ω阻抗變 換器214、兩根第一 100 Ω微帶線213、一根第二100 Ω微帶線215和一根50 Ω微帶線216。
[0046] 所述第一71 Ω阻抗變換器212的一端連接所述矩形微帶天線單元211，另一端與所 述第一 100 Ω微帶線213的端頭相連接，本實(shí)施例中，所述第一71 Ω阻抗變換器212統(tǒng)一連接 在所述矩形微帶天線單元211的左下角。所述第一 100 Ω微帶線213的兩端分別連接兩根相 鄰的所述第一71 Ω阻抗變換器212,即相鄰的兩個(gè)所述矩形微帶天線單元211形成一個(gè)微帶 天線單元組。
[0047] 所述第二71 Ω阻抗變換器214的一端連接在所述第一 100 Ω微帶線213的中心位 置、另一端連接與所述第二100 Ω微帶線215的端頭相連接;所述50Ω微帶線216的一端連接 在所述第二100Ω微帶線215的中心位置、另一端配置激勵(lì)源輸入端口。
[0048] 所述第一71 Ω阻抗變換器212和第二71 Ω阻抗變換器214的長度均為四分之一波 長的物理長度，即天線設(shè)計(jì)中的四分之一波長阻抗變換器。在本實(shí)施例中，所述第一71 Ω阻 抗變換器212和第二71 Ω阻抗變換器214的長度和寬度具體分別設(shè)計(jì)為5.494mm和0.758mm， 但并不限于所述數(shù)值。
[0049] 所述第一 100 Ω微帶線213的長取四分之三個(gè)自由空間工作波長，在本實(shí)施例中具 體設(shè)計(jì)為22.5_。該長度也為相鄰的兩個(gè)所述矩形微帶天線單元211之間間距，本實(shí)施例中 設(shè)計(jì)該間距值，能夠減小天線單元與天線單元之間的耦合效應(yīng)。
[0050] 所述50 Ω微帶線216的寬度和長度分別設(shè)計(jì)為1 · 39mm和7mm，該設(shè)計(jì)能夠保證所述 微帶陣列天線的工作頻率在10GHz左右，但并不限于所述數(shù)值。
[0051]如圖5所示，所述十字型超材料單元由兩個(gè)相同的十字型超材料子單元組成，所述 十字型超材料子單元由中間一條橫板和上下兩條豎板組成，所述豎板對(duì)稱設(shè)置在所述橫板 的中軸線處，兩個(gè)所述十字型超材料子單元縱向排布、且通過所述豎板拼接為一體。
[0052]為了與所述微帶陣列天線層21相配合，所設(shè)計(jì)的超材料結(jié)構(gòu)需要在10GHz左右實(shí) 現(xiàn)"雙負(fù)"性質(zhì)，所述豎板的長度L4為1mm、寬度L3為1mm，所述橫板的長度L5為10mm、寬度L6 為4mm，所述豎板設(shè)在所述橫板的長邊上。
[0053] 由于超材料結(jié)構(gòu)所具備的負(fù)折射、反Cerenkov福射以及逆多普勒效應(yīng)特性，使得 超材料結(jié)構(gòu)能夠提高天線的增益，減小天線的旁瓣、并增強(qiáng)了天線的方向性。所以本實(shí)施例 在天線結(jié)構(gòu)上加載所述超材料陣列覆層11，能夠提高微帶陣列天線的方向性和增益。
[0054] 如圖6和圖7所示，分別為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天 線的三維增益方向圖，以及現(xiàn)有技術(shù)中的單微帶天線的三維增益方向圖。
[0055] 從圖6和圖7可以看出，本實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線的方向性 和增益比單個(gè)微帶天線的方向性和增益有相對(duì)較高的改善。
[0056] 根據(jù)波能量傳輸遵循的公式、Friis傳輸公式，最大接收功率Prm為：
[0057]
[0058] 式中，λ為波長，r為接收天線和傳輸天線之間的距離，Gt和Gr分別為傳輸天線和接 收天線的增益，Pt為發(fā)射功率。根據(jù)Friis公式，可以看出增加天線的增益，便夠提高最終接 收功率，即提高了天線的傳輸效率。
[0059]由以上技術(shù)方案可見，本實(shí)施例提供的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線首先通過 對(duì)微帶天線上進(jìn)行陣元的組合，通過計(jì)算以及仿真優(yōu)化，設(shè)計(jì)出方向性和增益系數(shù)較為優(yōu) 良的微帶陣列天線層。其次，進(jìn)一步引入了超材料結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了與微帶陣列天線層在相同頻 段上能夠達(dá)到雙負(fù)性質(zhì)的超材料陣列覆層。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，組合后的微帶陣列天線層和超 材料陣列覆層，能夠使最終的加載有超材料陣列覆層的微帶陣列天線能夠具有良好的方向 性和增益系數(shù)，使其在微波遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膫鬏斝噬嫌泻艽蟮母纳啤?br>[0060] 本實(shí)施例中，所述超材料陣列覆層11和所述微帶陣列天線層21并不限于本實(shí)施例 提供的結(jié)構(gòu)形式，還可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為其它形式，例如，將所述微帶陣列天線層21設(shè)計(jì)為 圓極化微帶陣列天線等。
[0061] 需要說明的是，在本文中，諸如"第一"和"第二"等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一 個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之 間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在 涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些 要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè) 備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0062] 以上所述僅是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本 實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所 定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。 因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原 理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，包括第一介質(zhì)基板（1)和第二介 質(zhì)基板(2)，其中： 所述第一介質(zhì)基板(1)通過絕緣支撐柱(3)平行設(shè)置在所述第二介質(zhì)基板(2)上； 所述第一介質(zhì)基板(1)的上表面設(shè)有超材料陣列覆層(11); 所述第二介質(zhì)基板(2)的上表面設(shè)有微帶陣列天線層（21)，所述微帶陣列天線層（21) 包括饋電網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)微帶天線單元，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與所述微帶天線單元相連接； 所述超材料陣列覆層(11)和所述微帶陣列天線層(21)具有相同的工作頻段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述超材料陣 列覆層(11)由多個(gè)十字型超材料單元組成，其中： 所述十字型超材料單元由兩個(gè)相同的十字型超材料子單元組成； 所述十字型超材料子單元由中間一條橫板和上下兩條豎板組成，所述豎板對(duì)稱設(shè)置在 所述橫板的中軸線處； 兩個(gè)所述十字型超材料子單元縱向排布、且通過所述豎板拼接為一體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述微帶 陣列天線層(21)包括饋電網(wǎng)絡(luò)和四個(gè)依次等間距排布的矩形微帶天線單元(211)，所述饋 電網(wǎng)絡(luò)包括四根第一71 Ω阻抗變換器(212)、兩根第二71 Ω阻抗變換器(214)、兩根第一 100 Ω微帶線(213)、一根第二100 Ω微帶線(215)和一根50 Ω微帶線(216)，其中： 所述第一71 Ω阻抗變換器(212)的一端連接所述矩形微帶天線單元(211)、另一端與所 述第一 100 Ω微帶線(213)的端頭相連接，且所述第一 100 Ω微帶線(213)的兩端分別連接兩 根相鄰的所述第一71 Ω阻抗變換器(212); 所述第二71 Ω阻抗變換器（214)的一端連接在所述第一 100 Ω微帶線（213)的中心位 置、另一端連接與所述第二100Ω微帶線(215)的端頭相連接； 所述50 Ω微帶線（216)的一端連接在所述第二100 Ω微帶線（215)的中心位置、另一端 配置激勵(lì)源輸入端口。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述第一介質(zhì) 基板(1)和所述第二介質(zhì)基板(2)的相對(duì)介電常數(shù)為2.45、厚度為0.4~0.6mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述矩形微帶 天線單元(211)的長度為10~12_、寬度為9~10_。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述第一 71 Ω 阻抗變換器(212)和第二71 Ω阻抗變換器(214)的長度均為四分之一波長的物理長度。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述第一 100 Ω微帶線(213)的長度為四分之三個(gè)自由空間工作波長。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述50 Ω微帶 線(216)的寬度為1.39mm、長度為7mm。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述豎板的長 度為1mm、寬度為1mm，所述橫板的長度為10mm、寬度為4mm，所述豎板設(shè)在所述橫板的長邊 上。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超材料結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線，其特征在于，所述絕緣支 撐柱(3)為尼龍支撐柱，所述尼龍支撐柱的高度為14~16mm。
【文檔編號(hào)】H01Q1/50GK205564982SQ201620318321
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】李天倩, 杜曉風(fēng), 陽小明, 雍明陽, 田野, 萬洪
【申請(qǐng)人】西華大學(xué)