本发明专利技术涉及一种通信的方法，包括：S1.接收电磁波；S2.利用超材料将电磁波极化转换，其中，所述超材料使得所述平面电磁波离开超材料时，所述电场矢量的两个正交分量产生一个不等于2Kπ(K为整数)相位差Δφ，从而实现上述平面电磁波极化方式的相互转换；S3.接收所述的极化转换后的电磁波并加以发送。本发明专利技术还公开了一种通信的装置。根据本发明专利技术的通信的方法和装置，实现通信系统中电磁波极化方式的相互转换较为容易、效率高、成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，具体地涉及一种通信的方法和装置。
技术介绍
电磁波极化状态在卫星通信中有着广泛的应用，传统的接收电磁波加以极化转换是通过极化转换器实现的，即天线馈源输出端通常要与带有矩形接口的室外接收单元联接，所以，反射面天线的馈源通常需要一段极化转换器和矩圆过渡波导，例如对于接收采用圆极化波的卫星广播信号，装在接收天线馈源后的极化器先将圆极化波转换为线极化波，再通过矩圆过渡波导将圆波导中的波型变换为矩形波导中的波型，以便与其后的卫星接收高频头(LNB)接口配接。传统的卫星通信在实施过程中，不仅需要经过一系列复杂的器件，还要考虑各器件在不同的频段的匹配问题，例如在国内很难找得到专用的圆极化馈源和高频头，一般是用线极化馈源高频头来接收圆极化波，但直接用线极化馈源收视圆极化波信号要损失3dB。且，传统的卫星通信方式中，极化转换器件通常限制一种极化波透射，将不需要的极化波反射；或者将波分为两束具有不同极化状态的波束，因此一种极化波只能携带不到一半的能量，并且工艺要求和成本高。此外，利用截面渐变的波导可以实现圆极化波与线极化波之间的转换。前者具有较大的能量损耗，后者能量损耗小但所要得到极化隔离度好的出射波对加工精度要求相当高，实现难度较大。在各种天线及微波与光学的仪器设备中，经常需要实现不同极化状态之间的转换，以获得某种单极化波或双极化波。极化转换主要关注以下几个方面的指标I)高性能。转换后的极化波应具有较高的极化隔离度，接近所需要的极化状态。2)低损耗。具有较高的能量转换效率，以实现节能降耗的目标。3)尺寸小。不占用过多空间。此外，极化转换方法应易于实现，设计不应太复杂，器件成本不应过高。超材料由介质基材和设置上基材上的多个人造微结构组成，可以提供各种普通材料具有和不具有的材料特性。单个人造微结构大小一般小于1/10个波长，其对外加电场和/或磁场具有电响应和/或磁响应，从而具有表现出等效介电常数和/或等效磁导率，或者等效折射率和波阻抗。人造微结构的等效介电常数和等效磁导率(或等效折射率和波阻抗)由单元几何尺寸参数决定，可人为设计和控制。并且，人造微结构可以具有人为设计的各向异性的电磁参数，从而产生许多新奇的现象，为实现极化转换提供了可能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种低成本、高效率、功能多样、便于控制和设计的基于超材料的通信的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的第一个技术方案是一种通信的方法，SI.接收电磁波；S2.利用超材料将电磁波极化转换，其中，所述超材料使得所述平面电磁波离开超材料时，所述电场矢量的两个正交分量产生一个不等于2K (K为整数)的相位差△ □，从而实现上述平面电磁波极化方式的相互转换；S3.接收所述的极化转换后的电磁波并加以发送。在本专利技术所述的通信方法中，所述基材由多个片状基板堆叠形成，每个片状基板上均附着有多个人造微结构，所有的人造微结构在空间中形成周期阵列。在本专利技术所述的通信方法中，所述所有的人造微结构在空间中呈均匀性的周期阵列。在本专利技术所述的通信方法中，在基材选定的情况下，通过改变人造微结构的图案、设计尺寸和/或人造微结构在空间中的排布获得想要的相位差△ 口。 在本专利技术所述的通信方法中，若要实现水平极化与垂直极化的相互转换，需A □=(2K+1) ，其中K为整数。在本专利技术所述的通信方法中，若要实现线极化与圆极化的相互转换，需AD =(2K+1) (/2)，且所述平面电磁波离开超材料极化转换器时，所述电场矢量的两个正交分量幅度相等，其中K为整数。在本专利技术所述的通信方法中，若要实现线极化与椭圆极化的相互转换，需A □不等于(2K+1) U/2)且A □不等于(2K+1) 且A □不等于2K ，或者所述平面电磁波离开超材料极化转换器时，所述电场矢量的两个正交分量幅度不相等，其中K为整数。在本专利技术所述的通信方法中，所述的每个人造微结构为一具有图案的附着在片状基板上的金属线，所述金属线的图案为一非旋转90度对称图形。在本专利技术所述的通信方法中，所述金属线通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或粒子刻的方法附着在片状基板上。在本专利技术所述的通信方法中，所述金属线呈二维雪花状，其具有相互垂直呈“十”字的第一主线及第二主线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第一支线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第二支线。在本专利技术所述的通信方法中，所述第一主线及第二主线相互平分，所述两个第一支线的中心连接在第一主线上，所述两个第二支线的中心连接在第二主线上。在本专利技术所述的通信方法中，所述片状基板由陶瓷材料、环氧树脂或聚四氟乙烯制得。在本专利技术所述的通信方法中，所述金属线为铜线或银线。本专利技术解决其技术问题所采用的第二个技术方案是一种通信的装置，包括接收电磁波单元，用于接收电磁波；超材料，与所述的接收电磁波单元相对设置，用于将接收的电磁波进行极化转换；其中，所述的转换电磁波单元为超材料，所述超材料使得所述平面电磁波离开超材料时，所述电场矢量的两个正交分量产生一个等于2K (K为整数)的相位差A □，从而实现上述平面电磁波极化方式的相互转换；接收极化转换后的电磁波的单元，与所述超材料相对设置，用于接收极化转换后的电磁波并加以发送。在本专利技术所述的通信装置中，所述接收电磁波的单元为天线馈源。在本专利技术所述的通信装置中，所述接收极化转换后的电磁波的单元为矩形波导。根据本专利技术的通信的方法和装置，通过所述人造微结构影响在其中传播的平面电磁波的电场矢量，使得平面电磁波离开超材料时，所述电场矢量的两个正交分量产生一个不等于2KJI (K为整数)的相位差A □，从而实现上述平面电磁波极化方式的相互转换。上述的通信的方法和装置，制造成本低、转换效率高、并且功能多样、便于控制和设计。附图说明图I为现有技术极化转换结构示意图；图2为本专利技术通信的方法流程图；图3为本专利技术通信装置结构方框图； 图4是本专利技术通信的方法实施例中超材料结构示意图；图5是本专利技术通信的方法一个实施例中人造微结构的示意图；图6图5所示图案衍生得到的一个人造微结构的图案；图7图5所示图案变形得到的一个人造微结构的图案；图8图5所示图案变形得到的另一个人造微结构的图案。具体实施例方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1，现有技术极化电磁波的装置，由馈源10、极化转换器20、圆矩过渡段30以及矩形波导段40顺序相连，由于馈源10输出端通常要与带有矩形接口的室外接收单元联接，所以，反射面天线的馈源通常需要一段极化转换器20和矩圆过渡波导30，举例来说，对于接收采用圆极化波的卫星广播信号，极化转换器20接收馈源10中的电磁波，再通过矩圆过渡波导30将圆极化波型变换为矩形波导中40的波型，以便与其后的卫星接收高频头(LNB)接口配接。由于圆极化波可以看成是由2个正交、等幅、相位差90°的线极化波分量合成的，所以，极化转换器20的工作原理就是用一个分量移相器使其中一个线极化波改变相位，经一段传输路程后，二个分量的相位变成相同，其合成场变成了线极化波，反之，若将线极化波转化为圆极化波相反变换即可。请参阅图2，本专利技术实施例一，一种通信的方法，包括SI.接收电磁波，如可用天线作为馈源接收电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通信的方法，其特征在于，包括 51.接收电磁波； 52.利用超材料将电磁波极化转换，其中，所述超材料使得所述平面电磁波离开超材料时，所述电场矢量的两个正交分量产生一个不等于2Κπ (K为整数)的相位差Λ □，从而实现上述平面电磁波极化方式的相互转换； 53.接收所述的极化转换后的电磁波并加以发送。2.根据权利要求I所述的通信的方法，其特征在于，所述超材料由多个片状基板堆叠形成，每个片状基板上均附着有多个人造微结构，所有的人造微结构在空间中形成周期阵列。3.根据权利要求2所述的通信的方法，其特征在于，所述所有的人造微结构在空间中呈均匀性的周期阵列。4.根据权利要求2所述的通信的方法，其特征在于，在基材选定的情况下，通过改变人造微结构的图案、设计尺寸和/或人造微结构在空间中的排布获得想要的相位差△ 口。5.根据权利要求I所述的通信的方法，其特征在于，若要实现水平极化与垂直极化的相互转换，需Λ □= (2Κ+1) · π，其中K为整数。6.根据权利要求I所述的通信的方法，其特征在于，若要实现线极化与圆极化的相互转换，需Λ □= (2Κ+1) · U/2)，且所述平面电磁波离开超材料极化转换器时，所述电场矢量的两个正交分量幅度相等，其中K为整数。7.根据权利要求I所述的通信的方法，其特征在于，若要实现线极化与椭圆极化的相互转换，需Δ □不等于(2Κ+1) · O/2)且Δ ω不等于(2Κ+1) · Ji且Δ □不等于2Κπ，且所述平面电磁波离开超材料极化转换器时，所述电场矢量的两个正交分量幅度不相等，其中K为整数。8.根据权利要求2所述的通信的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，张洋洋，石小红，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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