天線反射板和低后瓣天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天線技術，特別是涉及一種天線反射板和低后瓣天線。
【背景技術】
[0002]天線的覆蓋方向圖上不僅包括天線主瓣和位于天線主瓣兩側的天線后瓣，天線后瓣容易造成越區覆蓋和干擾。傳統的具有反射板的天線為了降低天線后瓣，需要加大反射板面積或是改變反射板的物理結構，但是，加大反射板面積會增加天線的安裝面積和天線成本，而已知的改變反射板結構的方式的加工難度大，成本高，傳統方案降低后瓣的效果受到很大的限制。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術的上述缺點，提供一種天線反射板和具有該反射板的低后瓣天線。
[0004]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種天線反射板，包括至少一個超材料片層，每一超材料片層包括基板和陣列排布在所述基板上的多個導電幾何結構，所述基板具有所述導電幾何結構的那一面為所述天線反射板的反射面，所述導電幾何結構包括水平倒置的工字形結構，所述導電幾何結構經配置使所述反射面形成為高阻表面且天線工作頻率處于所述高阻表面的阻帶。
[0006]進一步地，所述工字形結構還包括從兩豎邊的兩端進一步向內側相對地水平延伸的梁，從而形成開口相對的兩個山字形結構，所述兩個山字形結構的中間梁連成一體，而兩條上梁之間及兩條下梁之間具有一定間隔。
[0007]進一步地，所述基板劃分為多個超材料單元，其中每一超材料單元上排布有一個所述導電幾何結構。
[0008]進一步地，所述兩個山字形結構的形狀和尺寸相同。
[0009]進一步地，所述兩個山字形結構共同的中間梁的長度為O?100mm，兩條上梁和兩條下梁的長度為O?50mm,側邊的長度為O?50mm。
[0010]進一步地，導電幾何結構為銅、鋁、鐵、金、銀、ΙΤ0、石墨或者碳納米管材質。
[0011]進一步地，所述導電幾何結構的線寬為0.0lmm?10mm。
[0012]進一步地，每一超材料單元的長度為lmm200mm,寬度為0.5mm?100mm。
[0013]所述基板為F4B、FR4、陶瓷、聚四氟乙烯、鐵電、鐵氧或者鐵磁材料板。
[0014]一種低后瓣天線，包括天線本體以及上述的任一種天線反射板，所述天線反射板與天線本體平行設置并間隔一定距離。
[0015]進一步地，所述天線為半波偶極子天線。
[0016]進一步地，所述天線本體的長度為5mm?500mm,所述天線反射板的面積為5mm*5mm?500mm*500mm,所述天線本體與所述天線反射板的間距為2.5mm?250mm。
[0017]本發明采用超材料片層作為天線反射板，超材料片層具有構造獨特的導電幾何結構，通過在天線反射板設置工字形導電幾何結構的陣列，使天線反射板的反射面形成為高阻表面，且該高阻表面使天線的工作頻率處于超材料反射板的阻帶，由于天線的工作頻率處于超材料反射板的阻帶，能夠有效抑制表面波的傳播，進而可以有效降低天線后瓣。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例中的單層超材料片層結構示意圖；
[0019]圖2為本發明實施例中的多層超材料片層結構示意圖；
[0020]圖3為本發明實施例中的導電幾何結構示意圖；
[0021]圖4為本發明優選實施例中的導電幾何結構排布示意圖；
[0022]圖5和圖6為本發明優選實施例中的導電幾何結構示意圖；
[0023]圖7為本發明實施例的半波偶極子天線結構示意圖
[0024]圖8為使用本發明實施例的反射板和使用傳統反射板的天線的后瓣對比圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本發明的實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
[0026]超材料是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構材料，通過對導電幾何結構的有序排列，可以改變空間中每點的相對介電常數和磁導率。超材料可以在一定范圍內實現普通材料無法具備的折射率、阻抗以及透波性能，從而可以有效控制電磁波的傳播特性。本發明通過設置工字形導電幾何結構的陣列，使天線反射板的反射面形成為高阻表面，且該高阻表面配置成使天線的工作頻率處于超材料反射板的阻帶。由于高阻表面屬于諧振結構，當天線的工作頻率處于高阻表面的諧振頻率附近時，表面波無法在高阻表面上傳播，后向輻射減小，從而降低天線的背瓣。
[0027]如圖1和圖2所示，本發明的實施例提供一種天線反射板，其包括至少一個超材料片層1，每個超材料片層I包括基板10和陣列排布在基板10上的導電幾何結構20。
[0028]圖1是以反射板有一個超材料片層I為例進行說明。圖2所示的反射板有多個超材料片層1，各個超材料片層I沿垂直于片層的方向疊加，并可通過機械連接、焊接或粘合等方式組裝成一體。在實際設計時，可以采用兩個基板，而導電幾何結構陣列排布在其中一個基板上，另一基板覆蓋導電幾何結構，將導電幾何結構夾設在兩個基板之間，同樣能夠達到本發明的目的。例如采用3層基板，兩層導電幾何結構間隔排布在3層基板之間。同理，采用5層基板，3層導電幾何結構間隔排布在5層基板之間。本發明對超材料片層的具體數量不做限制。通常，在能夠滿足性能的情況下，一個超材料片層就可以作為超材料反射板來使用。陣列排布的導電幾何結構所在平面與電磁波的電場和磁場方向平行，與入射電磁波傳播方向垂直。
[0029]如圖3所示，在本發明的一個實施例中，基本的導電幾何結構包括水平倒置的工字形結構。導電幾何結構陣列經配置使天線反射板的反射面形成為高阻表面。
[0030]如圖4所示，超材料片層I中的基板10可劃分為多個超材料單元，每一超材料單元上排布有一個導電幾何結構20。圖中所示的超材料單元的劃分個數僅為示意,并不作為對本發明的限制。[0031 ] 如圖4、圖5和圖6所示，在本發明的一個優選實施例中，每個所述工字形結構還包括從兩豎邊的兩端進一步向內側相對