全息人工阻抗表面共形天線的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全息人工阻抗表面共形天線，人工阻抗表面結(jié)構(gòu)包括金屬貼片、介質(zhì)層和金屬層，不同尺寸的金屬貼片對(duì)應(yīng)不同的表面阻抗，且表面阻抗分布基于全息原理的干涉圖分布，其中，所述全息原理的干涉圖分布對(duì)應(yīng)的參考波為表面波，目標(biāo)波為輻射平面波。本發(fā)明對(duì)全息人工阻抗表面進(jìn)行了共形化處理，使之能和復(fù)雜物體共形，實(shí)現(xiàn)了將平面全息天線共形到任意復(fù)雜物體曲面上，從而形成任意的輻射。
【專(zhuān)利說(shuō)明】全息人工阻抗表面共形天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種全息人工阻抗表面共形天線，屬于天線【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 全息光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)是光的相干涉作用和光的衍射作用，且發(fā)生光學(xué)干涉的必要 條件是兩列光波具有相同的頻率，相位差恒定。第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息， 第二步是參考光束射到全息底片上，通過(guò)光的衍射作用再現(xiàn)物光。
[0003] 全息天線的作用機(jī)理與光學(xué)技術(shù)是類(lèi)似的，全息天線的干涉圖樣是通過(guò)參考天線 的輻射場(chǎng)與目標(biāo)天線的輻射場(chǎng)在干涉表面上干涉形成的。為了也能準(zhǔn)確的模擬出參考輻射 場(chǎng)與目標(biāo)輻射場(chǎng)的干涉場(chǎng)分布，不需要實(shí)際的兩副天線提供輻射場(chǎng)，只需要知道參考輻射 場(chǎng)的表達(dá)式以及指定目標(biāo)輻射場(chǎng)的表達(dá)式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到干涉場(chǎng)的表達(dá)式，進(jìn)而在干涉場(chǎng) 極小值點(diǎn)放置金屬。在電磁場(chǎng)理論中，由于理想金屬對(duì)應(yīng)的是邊界條件是理想電壁，根據(jù)唯 一性原理，這種方法是可以記錄干涉場(chǎng)的，從而得到與全息技術(shù)中全息照片對(duì)應(yīng)的全息結(jié) 構(gòu)。
[0004] 阻抗表面是新型人工電磁材料發(fā)展的一個(gè)方向，它由特定形狀的亞波長(zhǎng)金屬單元 結(jié)構(gòu)按周期或者準(zhǔn)周期排布在介質(zhì)板表面，用于分析其對(duì)表面波的響應(yīng)。將低剖面天線集 成在復(fù)雜載體上，例如汽車(chē)、飛機(jī)，同時(shí)保證天線的輻射特性，這已經(jīng)成為天線設(shè)計(jì)者的普 遍問(wèn)題。造成問(wèn)題的原因主要是天線在進(jìn)行輻射的同時(shí)會(huì)在金屬載體表面的附近區(qū)域激勵(lì) 起表面電流，而這些電流的二次輻射將會(huì)對(duì)天線原有的輻射造成極大的負(fù)面效應(yīng)，包括出 現(xiàn)不希望的零深，交叉極化等等。全息人工阻抗表面基于三個(gè)基本的概念：調(diào)制阻抗表面上 的表面波、人工阻抗表面和全息天線。全息阻抗表面是由一系列的電小尺寸的金屬貼片構(gòu) 建而成的二維調(diào)制，而貼片大小的不同導(dǎo)致的結(jié)果是對(duì)應(yīng)的表面阻抗的不同。在人工阻抗 表面上激勵(lì)的表面波通過(guò)變化的表面阻抗產(chǎn)生需要的輻射。表面波的傳播和輻射主要通過(guò) 控制表面阻抗的大小、調(diào)制深度以及調(diào)制周期。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專(zhuān)利"201310323806. X"公開(kāi)了一種基于全息原理和阻抗表面 的低剖面錐形出射方向天線，
【公開(kāi)日】為2013年10月23日，該天線由阻抗表面和單極子天 線構(gòu)成。阻抗表面為印刷電路板（Printed Circuit Board,簡(jiǎn)稱PCB)上正面刻蝕不同貼片 單元組成，該P(yáng)CB半背面為金屬，中間為介質(zhì)層。其中阻抗表面的設(shè)計(jì)使用了全息原理，阻 抗表面的單元為不同尺寸的金屬貼片，阻抗分布滿足全息干涉圖強(qiáng)度分布。全息干涉圖由 物波和參考波干涉生成，參考波為單極子天線激勵(lì)而在阻抗表面上產(chǎn)生的表面波，物波為 方向圖成錐形出射的波。其存在的主要問(wèn)題在于：現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利只是對(duì)輻射波形式作出創(chuàng) 新，所以只是將全息人工阻抗表面停留在平面結(jié)構(gòu)上，它忽略了全息天線的關(guān)鍵問(wèn)題在于 利用表面波，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)表面波導(dǎo)行，是實(shí)現(xiàn)漏波輻射的前提，因此，現(xiàn)有技術(shù)局限于全息 阻抗表面平面結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種全息人工阻抗表面共 形天線。本發(fā)明對(duì)全息人工阻抗表面進(jìn)行了共形化處理，使之能和復(fù)雜物體共形，實(shí)現(xiàn)了將 平面全息天線共形到任意復(fù)雜物體曲面上，從而形成任意的輻射。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種全息人工阻抗表面共形天線，人工阻抗表面結(jié)構(gòu)包括金屬貼片、介質(zhì)層和金屬層， 其特征在于：不同尺寸的金屬貼片對(duì)應(yīng)不同的表面阻抗，且表面阻抗分布基于全息原理的 干涉圖樣分布，其中，所述全息原理的干涉圖分布對(duì)應(yīng)的參考波為表面波，目標(biāo)波為輻射平 面波。
[0008] 所述介質(zhì)層的背面為金屬層，正面均勻分布有相同尺寸單元，不同尺寸的金屬貼 片分別設(shè)置在相同尺寸單元上。

【權(quán)利要求】
1. 一種全息人工阻抗表面共形天線，人工阻抗表面結(jié)構(gòu)包括金屬貼片、介質(zhì)層和金屬 層，其特征在于：不同尺寸的金屬貼片對(duì)應(yīng)不同的表面阻抗，且表面阻抗分布基于全息原理 的干涉圖樣分布，其中，所述全息原理的干涉圖分布對(duì)應(yīng)的參考波為表面波，目標(biāo)波為輻射 平面波。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息人工阻抗表面共形天線，其特征在于：所述介質(zhì)層的背 面為金屬層，正面均勻分布有相同尺寸單元，不同尺寸的金屬貼片分別設(shè)置在相同尺寸單 元上。

【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK104112901SQ201410343597
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】歐陽(yáng)駿, 張?jiān)? 周龍建, 龍宇, 梁志鵬, 田澤陽(yáng) 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)