專利名稱：喇叭天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域，更具體地說，涉及一種喇叭天線。
背景技術：
喇叭天線是波導管終端漸變張開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。由于其設計、制造容易以及成本比較低，喇叭天線在實際生活中有著廣泛的應用。限制喇叭天線方向性的主要是喇叭口面上相位不一致性。當電磁波從波導進入喇叭喉部到喇叭口面時，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。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的如下技術方案一種喇叭天線，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。進一步地,所述每一層超材料介質(zhì)均由多個超材料單元組成。
進一步地，所述每一超材料單元均由人造微結構和供所述人造微結構附著的單元基材。進一步地，所述每一層超材料介質(zhì)內(nèi)的人造微結構具有相同的尺寸，且所述多層超材料介質(zhì)之間的人造微結構的尺寸不同。進一步地，所述人造微結構為由至少一根對電磁波有響應的金屬絲組成的平面結構或立體結構。進一步地，所述金屬絲為銅絲或銀絲。進一步地，所述金屬絲通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在單元基材上。進一步地，所述人造微結構為雪花狀結構或雪花狀衍生狀。進一步地，所述單元基材由陶瓷材料、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、FR-4復合材料或F4B復合材料制得。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有以下有益效果1、本發(fā)明喇口入天線的結構簡單，造價低廉；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的耐壓性能，避免發(fā)生電擊穿；4、本發(fā)明喇叭天線的結構較小，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構示意圖；圖2是本發(fā)明所述超材料單元的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。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，經(jīng)過喇叭2進入所述超材料介質(zhì)3進行電磁波匯聚，并通過所述超材料介質(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。為了使得喇叭天線具有上述特點，也就是要達到電磁波從喇叭口面出射時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)部的折射率來實現(xiàn)，在本發(fā)明較佳的實施例中，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)均由多個超材料單元組成。
4.根據(jù)權利要求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構和供所述人造微結構附著的單元基材。
5.根據(jù)權利要求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)的人造微結構具有相同的尺寸，且所述多層超材料介質(zhì)之間的人造微結構的尺寸不同。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述人造微結構為由至少一根對電磁波有響應的金屬絲組成的平面結構或立體結構。
7.根據(jù)權利要求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)權利要求4所述的一種喇叭天線，其特征在于，所述人造微結構為雪花狀結構或雪花狀衍生狀。
10.根據(jù)權利要求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)氧樹脂、聚四氟乙烯、FR-4復合材料或F4B復合材料制得。
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)均由多個超材料單元組成。本發(fā)明喇叭天線的結構簡單，造價低廉；增益高，方向性好；具有較強的耐壓性能，避免發(fā)生電擊穿；結構較小，重量輕，具有一定的靈活性。
文檔編號H01Q15/00GK103036031SQ20111030041
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 李云龍 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司