本发明专利技术实施例公开了一种超材料板、反射面天线系统及电磁波反射调节方法。首先，根据馈源发射电磁波的规律，获取电磁波到达超材料板表面的相位分布。然后调节超材料板上的至少一个金属微结构的属性参数，使所述超材料板表面反射出的电磁波的出射相位相等。实现超薄天线，节约了空间；另外还改进了大角度电磁波入射的偏折问题，提高了能量辐射效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线技术，尤其涉及一种。
技术介绍
相对于正馈天线而言，偏馈天线的馈源和高频头的安装位置不在与天线中心切面垂直且过天线中心的直线上。因此，偏馈天线没有馈源阴影的影响，在天线面积，加工精度，接收频率相同的前提下，偏馈天线的增益大于正馈天线。但现今常见的微波天线系统，无论正馈天线还是偏馈天线，它们都是旋转抛物面的截面，只是截取的位置不同而已。正馈天线是旋转抛物面被与旋转抛物面旋转轴同心的圆柱面截得的那部分曲面，偏馈天线则是旋转抛物面被与旋转抛物面旋转轴不同心的圆柱面截得的那部分曲面。此外，正馈天线和偏馈天线的馈源和高频头的安装位置必定在旋转抛物面的焦点上。这是由旋转抛物面的特性所决定的。但是，传统的反射面天线是抛物面天线，这种抛物面天线的物体外形较为笨重，天线的剖面较高。由于在实际工程领域中，往往对天线的体积，重量，剖面等有严格要求甚至限制，这种传统的抛物面反射面天线并不实用。而且，这种抛物面天线无法准确地解决大角度电磁波入射的同相反射问题。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，针对现有技术中抛物面反射面天线在体积、重量和剖面上可能不满足需求的缺陷，提供一种，可实现超薄天线，并能够精确地对反射波束进行调控。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种超材料板，与发射电磁波的馈源通信连接，包括非金属材料制成的基底，所述超材料板还包括设置在所述基底上并用于将从所述馈源发射到所述超材料板上的电磁波以相同的出射相位反射的金属微结构。在本专利技术所述的超材料板中，所述基底为板状，所述金属微结构为平面结构并包括外框部和内框部，且所述金属微结构设置在所述基底的至少一表面上。在本专利技术所述的超材料板中，所述金属微结构的外框部和内框部均为金属线并共同形成回字形。在本专利技术所述的超材料板中，所述金属微结构的外框部的金属线的宽度与所述金属微结构的内框部的金属线的宽度、所述金属微结构的两个框部之间的距离均相等。相应地，本专利技术还提供了一种反射面天线系统，包括用于发射电磁波的馈源，所述反射面天线系统还包括以上任一项所述的超材料板，所述超材料板装设在所述馈源的焦散区内，所述基底的一面面向所述馈源设置，另一面背向所述馈源设置，且所述金属微结构设置于所述基底的面向所述馈源的一面和/或背向所述馈源的一面上。在本专利技术所述的反射面天线系统中，所述馈源包括以相控阵阵列方式排布的多个初级辐射器。在本专利技术所述的反射面天线系统中，所述初级辐射器包括喇叭天线，或者波导缝隙天线，或者微带天线。在本专利技术所述的反射面天线系统中，所述反射面天线系统还包括与所述馈源通信连接的后端馈电网络，其中，所述后端馈电网络用于实现对所述馈源发射的电磁波的波束调节。在本专利技术所述的反射面天线系统中，所述后端馈电网络包括由移相器、放大器构成的射频电路。在本专利技术所述的反射面天线系统中，所述反射面天线系统还包括结构连接件，用于连接所述超材料板与所述馈源。另一方面，本专利技术还提供了一种电磁波反射调节方法，包括:在以上任意一项所述的反射面天线系统中，根据馈源发射电磁波的规律，获取电磁波到达所述超材料板表面的相位分布；调节超材料板上的至少一个金属微结构的属性参数，使所述超材料板表面反射出的电磁波的出射相位相等。在本专利技术所述的电磁波反射调节方法中，还包括:预先仿真得到各种属性参数的金属微结构对不同频率电磁波的反射补偿相位Arg (S11)，生成金属微结构数据库；其中，所述调节超材料板上的至少一个金属微结构的属性参数，使所述超材料板表面反射出的电磁波的出射相位相等的步骤具体包括:根据所述电磁波到达所述超材料板表面的相位φ (in)以及期望得到的电磁波出射相位tp(out)，计算满足关系式Arg (Sll) =φ (out) -φ (in)的反射补偿相位；根据计算得到的所述反射补偿相位，在所述金属微结构数据库中查找对应的金属微结构的属性参数；在所述超材料板上设置相应属性参数的金属微结构。在本专利技术所述的电磁波反射调节方法中，所述属性参数包括材料、形状、尺寸、线宽和/或线距。在本专利技术所述的电磁波反射调节方法中，还包括:预先仿真得到各种属性参数的金属微结构对不同频率电磁波的反射补偿相位Arg (S11)，生成金属微结构数据库；其中，所述调节超材料板上的至少一个金属微结构的属性参数，使所述超材料板表面反射出的电磁波的出射相位相等的步骤具体包括:选择特定材料和特定形状的金属微结构；根据所述电磁波到达所述超材料板表面的相位Φ (in)以及期望得到的电磁波出射相位φ (out)，计算满足关系式Arg (Sll) =φ (out) -φ (in)的反射补偿相位；根据计算得到的所述反射补偿相位，在所述金属微结构数据库中查找对应的所述特定材料和特定形状金属微结构的生长参数，所述生长参数包括尺寸、线宽和/或线距；在所述超材料板上设置相应生长参数的金属微结构。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果:本专利技术实施例提供的超材料板、反射面天线系统以及电磁波反射调节方法，通过设置超材料内部的金属微结构，利用其独特的反射率分布，使电磁波信号实现了从以球面波形式发散到以平面波形式远距离传输的转变。其反射面不再拘泥于旋转抛物面的定式，而改以平板超材料，实现了超薄天线，节约了空间；另外还改进了大角度电磁波入射的同相反射问题，提高了能量辐射效率。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的反射面天线系统的示意图；图2是本专利技术一实施例提供的超材料板的晶元的示意图；图3是本专利技术另一 实施例提供的超材料板的晶元的示意图；图4是如图2-3所示的回字形金属微结构的尺寸从4.8mm到4.95mm扫描时，其对电磁波的响应示意图；图5是本专利技术一实施例提供的电磁波反射调节方法的流程图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。作为电磁波的一种，光线在穿过玻璃的时候，因为光线的波长(400-700纳米)远远大于原子的尺寸(0.1纳米)，我们可以用玻璃的整体参数(比如折射率)而不是组成玻璃的原子的细节参数来描述玻璃对光线的响应。相应的，在研究材料对其他电磁波比如微波的响应的时候，材料中任何尺度远小于电磁波波长的结构对电磁波的作用都可以用材料的整体参数介电常数8化，3^，111)和磁导率4(\，；7，2，111)来描述。而在普适情况下作为张量的介电常数和磁导率又由每个微结构对电磁波的响应决定。如果通过对材料中微结构的设计使材料具有我们需要的任意介电常数和磁导率分布，那么对电磁波来说，我们实际上“创造”了一种自然界并不存在的新材料，也就是超材料。超材料是一种以人造微结构为基本单元并以特定方式进行空间排布的具有特殊电磁响应的新型材料，其对电磁响应的特征往往不取本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超材料板，与发射电磁波的馈源通信连接，包括非金属材料制成的基底，其特征在于，所述超材料板还包括设置在所述基底上并用于将从所述馈源发射到所述超材料板上的电磁波以相同的出射相位反射的金属微结构。
【技术特征摘要】
1.一种超材料板，与发射电磁波的馈源通信连接，包括非金属材料制成的基底，其特征在于，所述超材料板还包括设置在所述基底上并用于将从所述馈源发射到所述超材料板上的电磁波以相同的出射相位反射的金属微结构。2.如权利要求1所述的超材料板，其特征在于，所述基底为板状，所述金属微结构为平面结构并包括外框部和内框部，且所述金属微结构设置在所述基底的至少一表面上。3.如权利要求2所述的超材料板，其特征在于，所述金属微结构的外框部和内框部均为金属线并共同形成回字形。4.如权利要求3所述的超材料板，其特征在于，所述金属微结构的外框部的金属线的宽度与所述金属微结构的内框部的金属线的宽度、所述金属微结构的两个框部之间的距离均相等。5.一种反射面天线系统，包括用于发射电磁波的馈源，其特征在于，所述反射面天线系统还包括如权利要求1-4中任一项所述的超材料板，所述超材料板装设在所述馈源的焦散区内，所述基底的一面面向所述馈源设置，另一面背向所述馈源设置，且所述金属微结构设置于所述基底的面向所述馈源的一面和/或背向所述馈源的一面上。6.如权利要求5所述的反射面天线系统，其特征在于，所述馈源包括以相控阵阵列方式排布的多个初级辐射器。7.如权利要求6所述的反射面天线系统，其特征在于，所述初级辐射器包括喇叭天线，或者波导缝隙天线，或者微带天线。8.如权利要求5所述的反射面天线系统，其特征在于，所述反射面天线系统还包括与所述馈源通信连接的后端馈电网络，其中，所述后端馈电网络用于实现对所述馈源发射的电磁波的波束调节。9.如权利要求8所述的反射面天线系统，其特征在于，所述后端馈电网络包括由移相器、放大器构成的射频电路。10.如权利要求5所述的反射面天线系统，其特征在于，所述反射面天线系统还包括结构连接件，用于连接所述超材料板与所述馈源。11.一种电磁波反射调节方法，其特征在于，包括: 在如权利要求5-10中任意一项所述的反射面天线系统中，根...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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