基于三维超材料结构的微带天线制造技术

基于三维超材料结构的微带天线，涉及电磁场超材料领域，本发明专利技术包括正交排列为矩形环的多个超材料结构单元和馈线连接端；自矩形环的中心向外，矩形环由至少3层子环构成，每一层子环由多个相同厚度的超材料结构单元沿矩形环状构成，各个子层厚度互不相同；最内层的矩形长边位置至少有5个超材料结构单元，最内层的矩形短边位置至少有3个超材料结构单元；所述超材料结构单元包括上层金属贴片、金属化短路针、金属接地板及介质基板，介质基板设置于上层金属贴片与金属接地板之间；上层金属贴片通过金属化短路针与金属接地板形成电路连接。本发明专利技术中所包含的三维超材料结构能够在较小尺寸单元下实现对特定频段表面波的抑制，比同样尺寸的二维结构表面波抑制频带约低1GHz。

Microstrip antenna based on three dimensional supermaterial structure

Microstrip antenna three-dimensional metamaterial structure based on electromagnetic field, relates to the field of metamaterials, the invention includes orthogonal arrangement is a rectangular ring multiple metamaterial structure unit and the feeder connection end; since the rectangular ring center outward, rectangular ring is composed of at least 3 sub ring, each sub ring is composed of multiple identical structure unit material thickness the rectangular ring structure, each layer of different thickness; rectangular long edge position on the innermost layer of the at least 5 metamaterial structure unit, rectangular short edge position on the innermost layer of the at least 3 metamaterial structure unit; the metamaterial structure unit comprises upper metal patch, metal needles, metal ground short circuit the floor and the dielectric substrate, the dielectric substrate is arranged between the upper metal patch and the metal ground plate; the upper metal patch through metal short needle and the metal ground plate forming circuit connection. The three-dimensional metamaterial structure contained in the invention can suppress specific surface waves in smaller size units, which is about 1GHz lower than that of the same size two-dimensional surface wave.

【技术实现步骤摘要】
基于三维超材料结构的微带天线
本专利技术涉及电磁场超材料领域，特别涉及一种三维超材料结构单元、超材料结构及微带天线。
技术介绍
近年来，超材料结构由于其所具有的独特的表面波抑制特性得到了广泛研究，其独特电磁特性在实现新型高性能天线和电磁设备领域具有重大的研究意义。微带天线由于其自身结构优势，如剖面低、重量轻、体积小、制造成本低及易于与设备或板卡共形等得到了越来越广泛的应用。但从微带天线辐射理论可以看出，其属于谐振式天线，通过电磁波在贴片表面上的谐振产生辐射，这使得其表面上存在电磁波的横向传播，很大部分能量沿接地板边缘辐射至背面，导致背瓣电平较大，造成较大的能量损耗。使用设计得当的超材料结构替代微带天线的介质基板，可以有效抑制表面波的传播，降低背瓣电平，改善增益特性。然而超材料结构一般需要周期性排列在微带天线辐射贴片底部或周围，其单元尺寸的大小会影响到整体天线的尺寸，所以设计一种小型化超材料结构有助于在提升微带天线增益性能的同时保持微带天线原有的结构优势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术中在超表面材料尺寸设计约束方面的缺点与不足，提出一种基于三维超材料结构的微带本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于三维超材料结构的微带天线，其特征在于，包括正交排列为矩形环的多个超材料结构单元和馈线连接端；自矩形环的中心向外，矩形环由至少3层子环构成，每一层子环由多个相同厚度的超材料结构单元沿矩形环状构成，各个子层厚度互不相同；最内层的矩形长边位置至少有5个超材料结构单元，最内层的矩形短边位置至少有3个超材料结构单元；所述超材料结构单元包括上层金属贴片(1)、金属化短路针(2)、金属接地板(3)及介质基板(4)，介质基板(4)设置于上层金属贴片(1)与金属接地板(3)之间；上层金属贴片(1)通过金属化短路针(2)与金属接地板(3)形成电路连接。

【技术特征摘要】
1.基于三维超材料结构的微带天线，其特征在于，包括正交排列为矩形环的多个超材料结构单元和馈线连接端；自矩形环的中心向外，矩形环由至少3层子环构成，每一层子环由多个相同厚度的超材料结构单元沿矩形环状构成，各个子层厚度互不相同；最内层的矩形长边位置至少有5个超材料结构单元，最内层的矩形短边位置至少有3个超材料结构单元；所述超材料结构单元包括上层金属贴片(1)、金属化短路针(2)、金属接地板(3)及介质基板(4)，介质基板(4)设置于上层金属贴片(1)与金属接地板(3)之间；上层金属贴片(1)通过金属化短路针(2)与金属接地板(3)形成电路连接。2.如权利要求1所述的基于三维超材料结构的微带天线，其特征在于，所述超材料结构单元为正方形。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖永波，王彦虎，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51