一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线及其设计方法技术

一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线及其设计方法，所述二维多波束超表面天线包括：太赫兹超表面天线阵和二维排列的太赫兹馈源阵列；所述太赫兹超表面天线阵包括：四层间隔一定距离层叠固定设置的金属阵列，每个金属阵列为一个长方形金属板，其上设置若干个横向纵向等间距排布的阵列单元；每个阵列单元包含两个同心的双六边形缝隙环；所述太赫兹馈源阵列位于超表面天线的焦平面上，能够实现水平方向‑15°～15°范围和垂直方向‑10°～10°范围的高增益波束扫描。本发明专利技术的超表面天线的双六边形缝隙单元不含介质，其对太赫兹波的传输损耗小于1dB。

A terahertz low loss two-dimensional multibeam hypersurface antenna and its design method

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线及其设计方法
本专利技术属于天线
，具体涉及一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线及其设计方法。
技术介绍
超表面天线利用了超材料的负折射特性，可以将馈源辐射的球面波汇聚，实现远场的高增益波束。由于其低结构剖面、重量轻、加工成本低廉，能够广泛应用于5G毫米波通信、微波遥感和军民用雷达领域。目前，由于太赫兹波在介质表面的反射损耗和透射损耗较高，导致超表面天线在太赫兹频段范围的损耗较高。对于多波束超表面天线，当馈源偏离超表面天线的焦点时，超表面天线对馈电波束的相位补偿性能变差以及溢出损耗的增大，导致扫描波束的增益明显降低，副瓣提升明显。此外，传统多波束超表面天线只能实现波束的一维方向扫描。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有的多波束超表面天线存在的上述缺陷，设计了一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线。该天线采用不含介质的太赫兹超材料单元，能够明显降低超表面天线对太赫兹波的透射损耗。通过对传输相位的指数加权设计，改善馈源偏离焦点情况下的相位补偿能力，提升扫描波束的辐射性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线，其特征在于，包括：太赫兹超表面天线阵和二维排列的太赫兹馈源阵列；/n所述太赫兹超表面天线阵包括：四层间隔一定距离层叠固定设置的金属阵列，每个金属阵列为一个长方形金属板，其上设置若干个横向纵向等间距排布的阵列单元；每个阵列单元包含两个同心的双六边形缝隙环；/n所述太赫兹馈源阵列位于超表面天线的焦平面上，能够实现水平方向-15°～15°范围和垂直方向-10°～10°范围的高增益波束扫描。/n

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线，其特征在于，包括：太赫兹超表面天线阵和二维排列的太赫兹馈源阵列；
所述太赫兹超表面天线阵包括：四层间隔一定距离层叠固定设置的金属阵列，每个金属阵列为一个长方形金属板，其上设置若干个横向纵向等间距排布的阵列单元；每个阵列单元包含两个同心的双六边形缝隙环；
所述太赫兹馈源阵列位于超表面天线的焦平面上，能够实现水平方向-15°～15°范围和垂直方向-10°～10°范围的高增益波束扫描。


2.根据权利要求1所述的太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线，其特征在于，所述双六边形缝隙环的内六边形缝隙环的半径为r，所述双六边形缝隙环的外六边形缝隙环的半径为R，R＝r+0.1mm。


3.根据权利要求2所述的太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线，其特征在于，所述内六边形缝隙环的半径r的取值范围为0.05-0.09mm；所述外六边形缝隙环的半径R的取值范围为0.15-0.19mm。


4.根据权利要求1-3之一所述的太赫兹低损耗的二维多波束超表面天线，其特征在于，所述内六边形缝隙环和外六边形...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广，王振占，王宏建，马苗，刘秀秀，董振兴，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11