【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线
本专利技术属于天线
，涉及一种紧凑型一维全息天线，利用电磁超颖表面技术实现。
技术介绍
随着无线通信系统的迅猛发展，作为射频前端的天线设计也面临诸多挑战。一方面对天线辐射方向图的要求，如波束偏转、多波束等，与传统的相控阵天线相比，利用全息技术设计阻抗表面也能够实现波束偏转，避免了复杂的馈电网络。另一方面随着工作频率的提高，天线尺寸小，天线性能需要优化。近年来，由于电磁超颖表面技术的出现，将其对电磁波的控制特性引入天线设计是提高天线性能的重要手段之一，但是电磁超颖表面具有二维周期结构，尺寸较大，无法与其他系统进行集成，因而，小型化成为重点研究方向之一。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线，它能够在给定的工作频点实现任意指定的波束偏转角以及波束角频扫功能，同时具有窄波束、高增益、馈电结构简单等特点。为达到上述目标，本专利技术解决所述技术问题的技术方案是：设计一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线，...
【技术保护点】
1.一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线，其特征在于，该天线包括接地介质基板、一维表面波发射器和电磁超颖表面三部分构成，其中：所述接地介质基板为背面全覆铜的介质基板，支持主模为横磁波的表面波传播；/n所述一维表面波发射器由设置在接地介质基板正面左侧中部的50欧姆矩形微带线、梯形微带渐变线、矩形反射铜板组成；其中，50欧姆矩形微带线的左侧边缘与接地介质基板正面左侧的边缘处重合居中设置，梯形微带渐变线居中衔接在50欧姆矩形微带线的右侧，矩形反射铜板衔接在梯形微带渐变线的右侧并与接地介质基板上表面呈夹角设置；梯形微带渐变线的形状为等腰梯形，50欧姆矩形微带线与梯形微带渐变线两者衔接...
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线，其特征在于，该天线包括接地介质基板、一维表面波发射器和电磁超颖表面三部分构成，其中：所述接地介质基板为背面全覆铜的介质基板，支持主模为横磁波的表面波传播；
所述一维表面波发射器由设置在接地介质基板正面左侧中部的50欧姆矩形微带线、梯形微带渐变线、矩形反射铜板组成；其中，50欧姆矩形微带线的左侧边缘与接地介质基板正面左侧的边缘处重合居中设置，梯形微带渐变线居中衔接在50欧姆矩形微带线的右侧，矩形反射铜板衔接在梯形微带渐变线的右侧并与接地介质基板上表面呈夹角设置；梯形微带渐变线的形状为等腰梯形，50欧姆矩形微带线与梯形微带渐变线两者衔接处的边的长度相等，梯形微带渐变线与矩形反射铜板两者衔接处的边的长度相等，梯形微带渐变线左侧的边的长度小于右侧的边的长度；
所述电磁超颖表面设置在梯形微带渐变线右侧的接地介质基板正面上，为多个周期性排布的方形贴片阵延伸到接地介质基板正面的右侧的结构，其最大宽度与梯形微带渐变线右侧的边的长度相等；每个方形贴片阵通过多个不同的方形贴片单元去实现各点不同的表面阻抗，其表面阻抗值与一维坐标x的关系满足全息理论公式：
上式中，Zs(x)为沿一维方向上各点处的表面阻抗值，k0(f0)为工作频率f0处的真空波数，θ0为工作频率f0时天线相对于边射方向的波束偏转角；η0为真空波阻抗，约等于377Ω；M为调制系数，X0为平均表面阻抗，两参数需要提前设定，要满足M<0.3，0.7η0<X0<1.2η0。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线，其特征在于，所述电磁超颖表面的方形贴片阵具体求解方式为：将给定的工作频点f0、任意指定的波束偏转角θ0以及设定的M、X0代入到公式(1)中，然后对表面阻抗Zs(x)的一个周期内进行t段等间隔抽样，获得一维方向上依次排布的t个表面阻抗抽样值，其中不同的表面阻抗值为n个，然后利用n个不同的方形贴片单元去等效上述n个不同的表面阻抗值；最终的电磁超颖表面由h个周期的方形贴片阵构成，每个方形贴片阵包括w×t个方形贴片单元，其中w为行数，t为列数；每一行上排布的t个方形贴片单元与上述一维方向上依次排布的t个表面阻抗抽样值一一对应，而每一列的w个方形贴片单元相同。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑型一维全息电磁超颖表面天线，其特征在于，周期数h在6～8之间。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏兴，李子巍，王蒙军，李尔平，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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