專利名稱：一種波束分離元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波束控制元件，尤其涉及一種波束分離元件。
背景技術(shù)：
波速分離是指將輻射源輻射的電磁波轉(zhuǎn)換為兩束或多束向不同方向傳播的電磁波。波束分離裝置廣泛的用于各類電子裝置產(chǎn)品，例如雷達(dá)、微波天線等中。
現(xiàn)有的波束分離裝置均通過(guò)非常復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)控制波束的分離，需要經(jīng)過(guò)精密的設(shè)計(jì)和多個(gè)電子元器件的配合才能達(dá)到所需的效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種易于實(shí)現(xiàn)、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的波束分離元件。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是提出一種波束分離元件，其包括功能層和反射板，所述功能層包括基材以及在基材上周期排布的多個(gè)第一人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述功能層具有相對(duì)的第一表面和第二表面，所述反射板緊貼于所述功能層第一表面上；所述功能層包括一個(gè)圓形區(qū)域和與該圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大，從環(huán)形區(qū)域所具有的最小折射率nmin連續(xù)增大到最大折射率nmax且相同半徑處的折射率相同，所述圓形區(qū)域內(nèi)折射率分布均勻且所述圓形區(qū)域內(nèi)折射率值小于所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)最小折射率值。
進(jìn)一步地，所述圓形區(qū)域內(nèi)填充的介質(zhì)為空氣。
進(jìn)一步地，所述功能層環(huán)形區(qū)域上，以所述功能層中心點(diǎn)為圓心，半徑為r處的折射率分布為
權(quán)利要求
1.一種波束分離元件，其特征在于包括功能層和反射板，所述功能層包括基材以及在基材上周期排布的多個(gè)第一人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述功能層具有相對(duì)的第一表面和第二表面，所述反射板緊貼于所述功能層第一表面上；所述功能層包括一個(gè)圓形區(qū)域和與該圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大，從環(huán)形區(qū)域所具有的最小折射率 Iimin連續(xù)增大到最大折射率nmax且相同半徑處的折射率相同，所述圓形區(qū)域內(nèi)折射率分布均勻且所述圓形區(qū)域內(nèi)折射率值小于所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)最小折射率值。
2.如權(quán)利要求1所述的波束分離元件，其特征在于所述圓形區(qū)域內(nèi)填充的介質(zhì)為空氣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的波束分離元件，其特征在于所述功能層環(huán)形區(qū)域上，以所述功能層中心點(diǎn)為圓心，半徑為r處的折射率分布為
4.如權(quán)利要求3所述的波束分離元件，其特征在于所述多個(gè)第一人造金屬微結(jié)構(gòu)在所述功能層的環(huán)形區(qū)域上的排布規(guī)律為隨著半徑的增大，從功能層環(huán)形區(qū)域所具有的最小折射率Iiniin對(duì)應(yīng)的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)的最小尺寸連續(xù)增大到最大折射率n_對(duì)應(yīng)的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)的最大尺寸，且相同半徑處的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)尺寸相同。
5.如權(quán)利要求3所述的波束分離元件，其特征在于所述功能層的第二表面上還緊貼有阻抗匹配層，所述阻抗匹配層包括基材以及在基材上周期排布的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)； 所述阻抗匹配層包括一個(gè)圓形區(qū)域以及與所述圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述阻抗匹配層的圓形區(qū)域的尺寸與所述功能層的圓形區(qū)域的尺寸相同；所述阻抗匹配層環(huán)形區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大，從阻抗匹配層環(huán)形區(qū)域所具有的最小折射率連續(xù)增大到阻抗匹配層環(huán)形區(qū)域所具有的最大折射率且相同半徑處的折射率相同。
6.如權(quán)利要求5所述的波束分離元件，其特征在于所述阻抗匹配層環(huán)形區(qū)域上，以所述阻抗匹配層中心點(diǎn)為圓心，半徑為r處的折射率分布為
7.如權(quán)利要求6所述的波束分離元件，其特征在于所述多個(gè)第二人造金屬微結(jié)構(gòu)在所述阻抗匹配層的環(huán)形區(qū)域上的排布規(guī)律為隨著半徑的增大，從阻抗匹配層環(huán)形區(qū)域所具有的最小折射率對(duì)應(yīng)的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的最小尺寸連續(xù)增大到最大折射率對(duì)應(yīng)的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的最大尺寸，且相同半徑處的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)尺寸相同。
8.如權(quán)利要求1或5所述的波束分離元件，其特征在于所述第一人造金屬微結(jié)構(gòu)或所述第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀為“工”字形，包括豎直的第一金屬分支以及位于所述第一金屬分支兩端且垂直于所述第一金屬分支的第二金屬分支。
9.如權(quán)利要求8所述的波束分離元件，其特征在于所述幾何形狀還包括位于所述第二金屬分支兩端且垂直于所述第二金屬分支的第三金屬分支。
10.如權(quán)利要求1或5所述的波束分離元件，其特征在于所述第一人造金屬微結(jié)構(gòu)或所述第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀為平面雪花型，包括相互垂直的兩條第一金屬分支以及位于所述第一金屬分支兩端且垂直于所述第一金屬分支的第二金屬分支。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種波束分離元件，其包括功能層和反射板，所述功能層包括基材以及在基材上周期排布的多個(gè)第一人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述功能層具有相對(duì)的第一表面和第二表面，所述反射板緊貼于所述功能層第一表面上；所述功能層包括一個(gè)圓形區(qū)域和與該圓形區(qū)域同心的環(huán)形區(qū)域，所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)隨著半徑的增大，從環(huán)形區(qū)域所具有的最小折射率nmin連續(xù)增大到最大折射率nmax且相同半徑處的折射率相同，所述圓形區(qū)域內(nèi)折射率分布均勻且所述圓形區(qū)域內(nèi)折射率值小于所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)最小折射率值。本發(fā)明通過(guò)利用超材料原理，設(shè)計(jì)波束分離元件上各點(diǎn)的折射率值使之具有分離波束的性能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，無(wú)需各種額外的控制設(shè)備，節(jié)約成本的有益效果。
文檔編號(hào)H01Q15/16GK103036055SQ201110300320
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, 尹小明 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