一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线制造技术

本发明专利技术涉及一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线，包括平面透镜

【技术实现步骤摘要】
一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线


[0001]本专利技术涉及通信
，特别是一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线
。

技术介绍

[0002]在移动通信中，随着科技的发展，对基站天线要求有波束动态扫描功能来精准对准用户而避开干扰
。
这种需求在卫星地面接收站上也同样用到
。
为了实现天线的波束动态扫描，传统的方法是用一个相控阵天线，即一个天线有很多个辐射单元，使得天线阵列中的每个辐射单元的相位和幅度按一定的规律变化便实现天线接收及发射方向的变化
。
天线阵列中每个辐射单元都要有射频电路及控制电路，构造复杂，成本高，且功耗较大，电磁耦合及干扰严重
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线，该无线可控超表面波束扫描平面透镜天线具有结构简单
、
设计科学
、
生产成本低
、
功耗小
、
采用无线供电避免了导线破坏超表面的结构和性能，有利于减小电磁耦合和干扰等优点
。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线，特别地，包括平面透镜
、
工作馈源和操控馈源；所述工作馈源
、
操控馈源均设置在平面透镜的侧旁，工作馈源
、
操控馈源各自的信号辐射方向均朝向平面透镜设置；所述平面透镜包括介质板和若干超表面单元，各超表面单元均设置在介质板的一面；各超表面单元均包括无线受电结构和延时天线；所述无线受电结构包括芯片和与芯片电性连接的受电天线；所述受电天线在接收到操控馈源的电磁波能量后为芯片供电而激活芯片启动工作；所述芯片通过自身设有的延时电路与延时天线电性连接而向延时天线发送工作指令；所述延时天线的信号发射方向与工作馈源的信号发射方向同向，延时天线可根据芯片发送的工作指令而对接收到的工作馈源所发出的射频信号进行延时处理，以致使工作馈源的波束透过平面透镜后发生偏转或变成平面波
。
[0005]本方案在使用时，平面透镜的各超表面单元的无线受电结构与操控馈源配合工作，以实现无线供电的方式使各超表面单元的无线受电结构工作，致使超表面单元的无线受电结构可发送工作指令至延时天线，使得延时天线对接收到的工作馈源所发出的射频信号进行延时处理，通过采用无线供电的结构，使得本方案无需为直流供电而设直流及程控电路，消除其对平面透镜的延时天线的射频性能破坏及干扰，有利于降低生产成本和功耗；在使用时可通过对各超表面单元的延时数据进行设置，致使每个超表面单元可对来自工作馈源的射频信号的相位进行补偿，使得射频信号离开平面透镜时是等相的，即平面波；也可通过对各超表面单元的延时数据进行设置后，使平面透镜对接收到的工作馈源的射频信号进行横向和
/
或纵向等差加权，使得射频信号离开平面透镜后形成不同指向的波束而达到波束扫描功能
。
[0006]进一步地，平面透镜的各超表面单元的芯片还通过受电天线接收到操控馈源所发
送的电磁波信号，在平面透镜的各超表面单元的芯片内存放有
ID
号，芯片内的
ID
号是超表面单元的唯一识别号；操控馈源是
RFID
天线，操控馈源所发送的电磁波信号包括要控制的超表面单元的
ID
号和对应的延时数据，以致对应
ID
号的超表面单元的芯片会在接收到操控馈源的电磁波信号后控制延时天线工作
。
[0007]进一步地，各超表面单元的延时天线可根据芯片发送的工作指令对接收到的工作馈源所发出的射频信号延时
0ns
～
20ns。
[0008]进一步地，工作馈源工作时的发射波束中心方向与平面透镜的表面垂直，且工作馈源工作时的发射波束中心方向指向位于平面透镜中心的超表面单元的中心
。
[0009]进一步地，若干超表面单元呈矩形阵列或圆形阵列地布设在介质板上
。
[0010]进一步地，工作馈源
、
操控馈源二者均设置在平面透镜的同一侧，且操控馈源的信号发射方向也与延时天线的信号发射方向同向
。
[0011]进一步地，工作馈源设置在平面透镜的一侧；操控馈源设置在平面透镜的另一侧
。
[0012]进一步地，平面透镜
、
工作馈源和操控馈源均安装在一安装板上
。
[0013]本专利技术的有益效果：具有结构简单
、
设计科学
、
生产成本低
、
功耗小
、
采用无线供电避免了导线破坏超表面的结构和性能，有利于减小电磁耦合和干扰等优点
。
附图说明
[0014]图1为实施例的结构示意图
。
[0015]图2为实施例的平面透镜的结构示意图
。
[0016]图3为实施例的超表面单元的结构示意图
。
[0017]附图标记说明：1‑
平面透镜；2‑
工作馈源；3‑
操控馈源；4‑
介质板；5‑
超表面单元；6‑
无线受电结构；
61
‑
芯片；
62
‑
受电天线；
63
‑
第一辐射臂；7‑
延时天线；
71
‑
第二辐射臂；8‑
安装板
。
具体实施方式
[0018]如图
1、
图
2、
图3所示，本实施例的一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线，包括平面透镜
1、
工作馈源2和操控馈源3；所述工作馈源
2、
操控馈源3均设置在平面透镜1的侧旁，工作馈源
2、
操控馈源3各自的信号辐射方向均朝向平面透镜1设置；所述平面透镜1包括介质板4和若干超表面单元5，各超表面单元5均设置在介质板4的一面，具体地若干超表面单元5呈矩形阵列地布设在介质板4上；各超表面单元5均包括无线受电结构6和延时天线7；平面透镜
1、
工作馈源2和操控馈源3均安装在一安装板8上，且工作馈源
2、
操控馈源3二者均设置在平面透镜1的一侧，工作馈源
2、
操控馈源3各自的信号发射方向均与延时天线7的信号发射方向同向；工作馈源2工作时的发射波束中心方向与平面透镜1的表面垂直，且工作馈源2工作时的发射波束中心方向指向位于平面透镜1中心的超表面单元5的中心；所述无线受电结构6包括芯片
61
和与芯片
61
电性连接的受电天线
62
；所述受电天线
62
由4条第一辐射臂
63
构成，受电天线
62
在接收到操控馈源3的电磁波能量后为芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线，其特征在于：包括平面透镜
、
工作馈源和操控馈源；所述工作馈源
、
操控馈源均设置在平面透镜的侧旁，工作馈源
、
操控馈源各自的信号辐射方向均朝向平面透镜设置；所述平面透镜包括介质板和若干超表面单元，各超表面单元均设置在介质板的一面；各超表面单元均包括无线受电结构和延时天线；所述无线受电结构包括芯片和与芯片电性连接的受电天线；所述受电天线在接收到操控馈源的电磁波能量后为芯片供电而激活芯片启动工作；所述芯片通过自身设有的延时电路与延时天线电性连接而向延时天线发送工作指令；所述延时天线的信号发射方向与工作馈源的信号发射方向同向，延时天线可根据芯片发送的工作指令而对接收到的工作馈源所发出的射频信号进行延时处理，以致使工作馈源的波束透过平面透镜后发生偏转或变成平面波
。2.
根据权利要求1所述的一种无线可控超表面波束扫描平面透镜天线，其特征在于：平面透镜的各超表面单元的芯片还通过受电天线接收到操控馈源所发送的电磁波信号，在平面透镜的各超表面单元的芯片内存放有
ID
号，芯片内的
ID
号是超表面单元的唯一识别号；操控馈源是
RFID
天线，操控馈源所发送的电磁波信号包括要控制的超表面单元的
ID
号和对应的延时数据，以致对应
ID

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，郑洪振，尚春辉，黄雅珊，王国栋，邓声正，邓崇轩，
申请(专利权)人：佛山市粤海信通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：