一种超材料透镜及透镜天线制造技术

本实用新型专利技术适用于通讯技术领域，提供了一种超材料透镜及透镜天线，超材料透镜包括至少一层超材料面板，超材料面板包括：基板；设置于基板表面上的金属微结构阵列，金属微结构包括相互垂直连接的两个第一金属线，第一金属线的两端各垂直连接一金属分支线，金属分支线的两端均朝向两个第一金属线的连接点延伸出微带线。本实用新型专利技术通过利用具有电磁波汇聚功能的超材料面板来代替传统透镜，因此整个天线相对来说，结构简单，成本低，更易于轻量化。同时，通过在超材料面板上制备具有特定结构的金属微结构阵列，使超材料面板达到所需要的等效介电常数与磁导率，进而实现对电磁波的任意调控，从而达到天线辐射增益的目的，进而实现对基站进行节能。进行节能。进行节能。

【技术实现步骤摘要】
一种超材料透镜及透镜天线


[0001]本技术属于通讯
，尤其涉及一种超材料透镜及透镜天线。

技术介绍

[0002]在5G通讯技术当中，对基站进行节能的手段有载波关断、亚帧关断、MIMO通道关断、深度休眠和智能开关断电这五种。为了进一步对基站进行节能研究，现拟提出第六种节能方案，即通过在基站天线前端布置电磁透镜，以通过增加天线辐射增益来实现节能。
[0003]然而，目前所应用的电磁透镜，由于材料损耗大、加工精度低等缺点导致其效率不高，体积庞大，生产成本高。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种超材料透镜及具有该超材料透镜的透镜天线，旨在解决现有电磁透镜体积庞大、生产成本高的技术问题。
[0005]本技术实施例是这样实现的，一种超材料透镜，所述超材料透镜包括至少一层超材料面板，所述超材料面板包括：
[0006]基板；
[0007]设置于所述基板表面上的金属微结构阵列，所述金属微结构包括相互垂直连接的两个第一金属线，所述第一金属线的两端各垂直连接一金属分支线，所述金属分支线的两端均朝向两个所述第一金属线的连接点延伸出微带线。
[0008]优选地，所述金属微结构还包括相互交叉连接的两个第二金属线，两个所述第二金属线的连接点与两个所述第一金属线的连接点重合。
[0009]优选地，两个所述第一金属线的中点相互连接，两个所述第二金属线的中点相互连接。
[0010]优选地，两个所述第一金属线呈十字连接，两个所述第二金属线呈X形连接。
[0011]优选地，所述第一金属线与所述金属分支线的中点连接。
[0012]优选地，所述超材料透镜包括多层所述超材料面板，相邻两层所述超材料面板间隔设置。
[0013]优选地，相邻两层所述超材料面板之间设有泡沫。
[0014]优选地，所述超材料面板的数量为三层。
[0015]本技术实施例还提出一种透镜天线，所述透镜天线包括：
[0016]天线馈源，用于发射电磁波信号；
[0017]上述的超材料透镜，用于将所述电磁波信号转换为辐射波束，并向外辐射。
[0018]优选地，所述天线馈源为相控阵天线，所述相控阵天线的阵列天线采用并联馈电。
[0019]本技术所达到的有益效果：通过利用具有电磁波汇聚功能的超材料面板来代替传统透镜，因此整个天线相对来说，结构简单，成本低，更易于轻量化。同时，通过在超材料面板上制备具有特定结构的金属微结构阵列，使超材料面板达到所需要的等效介电常数
与磁导率，进而实现对电磁波的任意调控，从而达到天线辐射增益的目的，进而实现对基站进行节能。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例一当中的超材料透镜的结构图；
[0021]图2是本技术实施例一当中的金属微结构的结构图；
[0022]图3是本技术实施例二当中的透镜天线的结构图。
具体实施方式
[0023]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0024]现有所应用的电磁透镜，由于材料损耗大、加工精度低等缺点导致其效率不高，体积庞大，生产成本高。为此，本技术的目的在于，提供一种超材料透镜及具有该超材料透镜的透镜天线，通过利用具有电磁波汇聚功能的超材料面板来代替传统透镜，因此整个天线相对来说，结构简单，成本低，更易于轻量化。
[0025]在介绍本技术的超材料透镜之前，对利用透镜进行基站节能的原理做如下说明：
[0026]等效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power，简称EIRP)定义为：EIRP＝Pt*Gt，Pt表示发射机(也即天线馈源)的发射功率，Gt表示发射天线的天线增益。在无线通信工程中，Gt通常用来衡量干扰的强度、以及发射机发射强信号的能力。通过增加Gt，在保证EIRP不变的情况下，就可以降低Pt，进而实现节能。
[0027]实施例一
[0028]请参阅图1
‑
图2，所示为本技术实施例一当中的超材料透镜100，包括至少一层超材料面板10，超材料面板10具体包括基板11以及设置于基板11表面上的金属微结构阵列，金属微结构阵列由矩形阵列排布的多个金属微结构12构成。其中：
[0029]基板11整体呈薄板状结构，类似于PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)的基板11，因此本超材料透镜100也可称PCB透镜。具体来说，基板11可以虚拟地划分为矩形阵列排布的多个基材单元，每个基材单元上附着有一个人造的金属微结构12从而形成一个超材料单元，整个超材料即是由数十万、百万甚至上亿的这样的超材料单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的。
[0030]需要说明的是，对金属微结构12设计不同的具体结构和形状，可改变其单元的等效介电常数和等效磁导率，进而改变整个超材料的响应特性。也就是说，不同的金属微结构12对应不同的等效介电常数和等效磁导率，从而通过对金属微结构12进行调整，可以实现对电磁波的任意调控。
[0031]示例而非限定，为了对金属微结构12的结构进行示例说明，请参阅图2，所示为本实施例一些情况当中的金属微结构12，图2中示出的金属微结构12包括相互垂直连接的两个第一金属线121，具体地，两个第一金属线121的中点相互连接、且两个第一金属线121呈十字连接，同时，第一金属线121的两端各垂直连接一金属分支线122，第一金属线121与金
属分支线122的中点连接，整体构成耶路撒冷十字型结构；
[0032]除此之外，金属分支线122的两端均朝向两个第一金属线121的连接点延伸出微带线123，即在超材料单元的角落向内延伸的微带线123，通过调节微带线123长度，可以实现对辐射的电磁波信号的相位调整。
[0033]此外，金属微结构12还包括相互交叉连接的两个第二金属线124，两个第二金属线124的连接点与两个第一金属线121的连接点重合。两个第二金属线124的中点相互连接、且两个第二金属线124呈X形连接，即在耶路撒冷十字型结构的中心加入一个X形微结构。
[0034]在具体实施时，金属微结构12可通过平面印刷技术、表面贴片技术(Surface Mounted Technology，简称SMT)等制备手段制备于基板11的表面上。
[0035]在本实施例一些情况当中，超材料透镜100具体包括多层超材料面板10，优选为超材料面板10的数量为三层，这样每层超材料面板10都可以对信号进行辐射增益，提高超材料透镜100的整体增益效果；此外，每层超材料面板10的金属微结构12可以相同、也可以不同(如稍作调整)，这样各层超材料面板10就可以构成多种不同的等效介电常数和等效磁导率的搭配，从而使对电磁波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超材料透镜，其特征在于，所述超材料透镜包括至少一层超材料面板，所述超材料面板包括：基板；设置于所述基板表面上的金属微结构阵列，所述金属微结构包括相互垂直连接的两个第一金属线，所述第一金属线的两端各垂直连接一金属分支线，所述金属分支线的两端均朝向两个所述第一金属线的连接点延伸出微带线。2.根据权利要求1所述的超材料透镜，其特征在于，所述金属微结构还包括相互交叉连接的两个第二金属线，两个所述第二金属线的连接点与两个所述第一金属线的连接点重合。3.根据权利要求2所述的超材料透镜，其特征在于，两个所述第一金属线的中点相互连接，两个所述第二金属线的中点相互连接。4.根据权利要求2或3所述的超材料透镜，其特征在于，两个所述第一金属线呈十字连接，两个所述第二金属线呈X形连接。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽丽，赖杰鑫，罗振东，徐茵，朱剑锋，
申请(专利权)人：深圳市前海派速科技有限公司，
类型：新型
国别省市：