專利名稱：喇叭天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種喇叭天線。
背景技術(shù)：
喇叭天線是波導(dǎo)管終端漸變張開(kāi)的圓形或矩形截面的微波天線，它也是一種面天線。喇叭的功能是再比波導(dǎo)更大的口徑上產(chǎn)生均勻的相位波前，從而獲得較高的定向性。由于其設(shè)計(jì)、制造容易以及成本比較低，喇叭天線在實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用。限制喇叭天線方向性的主要是喇叭口面上相位不一致性。當(dāng)電磁波從波導(dǎo)進(jìn)入喇叭喉部到喇叭口面時(shí)，電磁波的波面由平面變成球面,在喇叭口面上電磁波的相位已經(jīng)不再是相等的了。為了減小口面上相位不一致性，經(jīng)常采用的手段是改變喇叭的掌教或者喇叭的長(zhǎng)度，但是采用上述手段只能減小相位差，并不能從根本上消除相位不一致性的不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的普通喇叭天線喇叭口面上相位不一致性的的缺陷，提供一種基于超材料的喇叭天線，通過(guò)在喇叭內(nèi)填充超材料介質(zhì)，提高了喇叭天線的增益。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的如下技術(shù)方案一種喇叭天線，包括饋源和喇叭，在所述喇叭內(nèi)填充多層超材料介質(zhì)，所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)具有相同的介電常數(shù)，所述多層超材料介質(zhì)之間具有不同的介電常數(shù)。進(jìn)一步地，所 述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)的介電常數(shù)e k為
(Sk Sk Sk ^
XXxyxzSk = Skyx 4 Skyz ;Skxy= Skxz= Skyx= Sky= Skzx= Skzy =0；sl=\'
aSkyy = OCk '
r n k ISkzz=--,
a
「I Zt1 (k -0.5)(b-a)ak =1 + -----,
ma上述式子中，k表示從靠近所述饋源處開(kāi)始，第k層超材料介質(zhì)，其中最靠近所述饋源的超材料介質(zhì)為第I層超材料介質(zhì)，然后依次為第2層，第3層……，k= 1、2、3、……、m ;m表示喇叭內(nèi)填充的超材料介質(zhì)的總層數(shù)；b表示所述喇叭口面寬度^表示靠近所述饋源處喇叭的寬度。進(jìn)一步地,所述每一層超材料介質(zhì)均由多個(gè)超材料單元組成。
進(jìn)一步地，所述每一超材料單元均由人造微結(jié)構(gòu)和供所述人造微結(jié)構(gòu)附著的單元基材。進(jìn)一步地，所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)具有相同的尺寸，且所述多層超材料介質(zhì)之間的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸不同。進(jìn)一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根對(duì)電磁波有響應(yīng)的金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述金屬絲為銅絲或銀絲。進(jìn)一步地，所述金屬絲通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在單元基材上。進(jìn)一步地，所述人造微結(jié)構(gòu)為雪花狀結(jié)構(gòu)或雪花狀衍生狀。進(jìn)一步地，所述單元基材由陶瓷材料、環(huán)氧樹(shù)脂、聚四氟乙烯、FR-4復(fù)合材料或F4B復(fù)合材料制得。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果1、本發(fā)明喇口入天線的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；2、本發(fā)明喇叭天線半功率角小，增益高，方向性好，；3、本發(fā)明喇叭天線具有較強(qiáng)的耐壓性能，避免發(fā)生電擊穿；4、本發(fā)明喇叭天線的結(jié)構(gòu)較小，重量輕，具有一定的靈活性。


圖1是本發(fā)明一種喇叭天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述超材料單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。如圖1所示，是一種喇叭天線，包括饋源I和喇叭2，在所述喇叭2內(nèi)填充多層超材料介質(zhì)3。喇叭天線從饋源I處發(fā)出電磁波信號(hào)，經(jīng)過(guò)喇叭2進(jìn)入所述超材料介質(zhì)3進(jìn)行電磁波匯聚，并通過(guò)所述超材料介質(zhì)3內(nèi)部的折射率分布使得喇叭天線具有高增益，方向性好的特點(diǎn)。為了使得喇叭天線具有上述特點(diǎn)，也就是要達(dá)到電磁波從喇叭口面出射時(shí)保證電磁波具有相同相位，即等相位傳輸，通常是改變超材料介質(zhì)內(nèi)部的折射率來(lái)實(shí)現(xiàn)，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述每一層超材料介質(zhì)3內(nèi)的介電常數(shù)e k為
權(quán)利要求
1.一種喇叭天線，包括饋源和喇叭，其特征在于，在所述喇叭內(nèi)填充多層超材料介質(zhì)， 所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)具有相同的介電常數(shù)，所述多層超材料介質(zhì)之間具有不同的介電常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)的介電常數(shù)ε k為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述每一層超材料介質(zhì)均由多個(gè)超材料單元組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述每一超材料單元均由人造微結(jié)構(gòu)和供所述人造微結(jié)構(gòu)附著的單元基材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)的人造微結(jié)構(gòu)具有相同的尺寸，且所述多層超材料介質(zhì)之間的人造微結(jié)構(gòu)的尺寸不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為由至少一根對(duì)電磁波有響應(yīng)的金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述金屬絲為銅絲或銀絲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述金屬絲通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在單元基材上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述人造微結(jié)構(gòu)為雪花狀結(jié)構(gòu)或雪花狀衍生狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述單元基材由陶瓷材料、環(huán)氧樹(shù)脂、聚四氟乙烯、FR-4復(fù)合材料或F4B復(fù)合材料制得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種喇叭天線，包括饋源和喇叭，其特征在于，在所述喇叭內(nèi)填充多層超材料介質(zhì)，所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)具有相同的介電常數(shù)，所述多層超材料介質(zhì)之間具有不同的介電常數(shù)。所述每一層超材料介質(zhì)均由多個(gè)超材料單元組成。本發(fā)明喇叭天線的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；增益高，方向性好；具有較強(qiáng)的耐壓性能，避免發(fā)生電擊穿；結(jié)構(gòu)較小，重量輕，具有一定的靈活性。
文檔編號(hào)H01Q15/00GK103036031SQ20111030041
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 李云龍 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司