全息人工阻抗表面共形天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種全息人工阻抗表面共形天線，人工阻抗表面結構包括金屬貼片、介質層和金屬層，不同尺寸的金屬貼片對應不同的表面阻抗，且表面阻抗分布基于全息原理的干涉圖分布，其中，所述全息原理的干涉圖分布對應的參考波為表面波，目標波為輻射平面波。本發明對全息人工阻抗表面進行了共形化處理，使之能和復雜物體共形，實現了將平面全息天線共形到任意復雜物體曲面上，從而形成任意的輻射。
【專利說明】全息人工阻抗表面共形天線
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種全息人工阻抗表面共形天線，屬于天線【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 全息光學技術的基礎是光的相干涉作用和光的衍射作用，且發生光學干涉的必要 條件是兩列光波具有相同的頻率，相位差恒定。第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息， 第二步是參考光束射到全息底片上，通過光的衍射作用再現物光。
[0003] 全息天線的作用機理與光學技術是類似的，全息天線的干涉圖樣是通過參考天線 的輻射場與目標天線的輻射場在干涉表面上干涉形成的。為了也能準確的模擬出參考輻射 場與目標輻射場的干涉場分布，不需要實際的兩副天線提供輻射場，只需要知道參考輻射 場的表達式以及指定目標輻射場的表達式，經過計算得到干涉場的表達式，進而在干涉場 極小值點放置金屬。在電磁場理論中，由于理想金屬對應的是邊界條件是理想電壁，根據唯 一性原理，這種方法是可以記錄干涉場的，從而得到與全息技術中全息照片對應的全息結 構。
[0004] 阻抗表面是新型人工電磁材料發展的一個方向，它由特定形狀的亞波長金屬單元 結構按周期或者準周期排布在介質板表面，用于分析其對表面波的響應。將低剖面天線集 成在復雜載體上，例如汽車、飛機，同時保證天線的輻射特性，這已經成為天線設計者的普 遍問題。造成問題的原因主要是天線在進行輻射的同時會在金屬載體表面的附近區域激勵 起表面電流，而這些電流的二次輻射將會對天線原有的輻射造成極大的負面效應，包括出 現不希望的零深，交叉極化等等。全息人工阻抗表面基于三個基本的概念：調制阻抗表面上 的表面波、人工阻抗表面和全息天線。全息阻抗表面是由一系列的電小尺寸的金屬貼片構 建而成的二維調制，而貼片大小的不同導致的結果是對應的表面阻抗的不同。在人工阻抗 表面上激勵的表面波通過變化的表面阻抗產生需要的輻射。表面波的傳播和輻射主要通過 控制表面阻抗的大小、調制深度以及調制周期。
[0005] 在現有技術中，中國專利"201310323806. X"公開了一種基于全息原理和阻抗表面 的低剖面錐形出射方向天線，
【公開日】為2013年10月23日，該天線由阻抗表面和單極子天 線構成。阻抗表面為印刷電路板（Printed Circuit Board,簡稱PCB)上正面刻蝕不同貼片 單元組成，該PCB半背面為金屬，中間為介質層。其中阻抗表面的設計使用了全息原理，阻 抗表面的單元為不同尺寸的金屬貼片，阻抗分布滿足全息干涉圖強度分布。全息干涉圖由 物波和參考波干涉生成，參考波為單極子天線激勵而在阻抗表面上產生的表面波，物波為 方向圖成錐形出射的波。其存在的主要問題在于：現有技術專利只是對輻射波形式作出創 新，所以只是將全息人工阻抗表面停留在平面結構上，它忽略了全息天線的關鍵問題在于 利用表面波，成功實現對表面波導行，是實現漏波輻射的前提，因此，現有技術局限于全息 阻抗表面平面結構。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供一種全息人工阻抗表面共 形天線。本發明對全息人工阻抗表面進行了共形化處理，使之能和復雜物體共形，實現了將 平面全息天線共形到任意復雜物體曲面上，從而形成任意的輻射。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下： 一種全息人工阻抗表面共形天線，人工阻抗表面結構包括金屬貼片、介質層和金屬層， 其特征在于：不同尺寸的金屬貼片對應不同的表面阻抗，且表面阻抗分布基于全息原理的 干涉圖樣分布，其中，所述全息原理的干涉圖分布對應的參考波為表面波，目標波為輻射平 面波。
[0008] 所述介質層的背面為金屬層，正面均勻分布有相同尺寸單元，不同尺寸的金屬貼 片分別設置在相同尺寸單元上。
【權利要求】
1. 一種全息人工阻抗表面共形天線，人工阻抗表面結構包括金屬貼片、介質層和金屬 層，其特征在于：不同尺寸的金屬貼片對應不同的表面阻抗，且表面阻抗分布基于全息原理 的干涉圖樣分布，其中，所述全息原理的干涉圖分布對應的參考波為表面波，目標波為輻射 平面波。
2. 根據權利要求1所述的全息人工阻抗表面共形天線，其特征在于：所述介質層的背 面為金屬層，正面均勻分布有相同尺寸單元，不同尺寸的金屬貼片分別設置在相同尺寸單 元上。
【文檔編號】H01Q1/36GK104112901SQ201410343597
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】歐陽駿, 張袁, 周龍建, 龍宇, 梁志鵬, 田澤陽 申請人:電子科技大學