[发明专利]一种卡塞格伦型超材料天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种卡塞格伦型超材料天线。

背景技术

卡塞格伦天线由三部分组成，即主反射器、副反射器和辐射源。其中主反射器为旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面其中一个曲面。在结构上，双曲面的一个焦点与抛物面的焦点重合，双曲面焦轴与抛物面的焦轴重合，而辐射源位于双曲面的另一焦点上。由副反射器对辐射源发出的电磁波进行的一次反射，将电磁波反射到主反射器上，然后再经主反射器反射后获得相应方向的平面波波束，以实现定向发射。

可见，传统的卡塞格伦天线的主反射器需要加工成精度很高的抛物面，但是，加工这样精度高的抛物面，难度非常大，而且成本相当的高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有的卡塞格伦天线加工不易、成本高的缺陷，提供一种加工简单、制造成本低的卡塞格伦型超材料天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种卡塞格伦型超材料天线，包括具有中央通孔的超材料主反射器、设置在中央通孔中的馈源及设置在馈源前方的副反射器，馈源辐射的电磁波依次经过副反射器、超材料主反射器的反射后以平面波的形式出射，所述超材料主反射器包括核心层及设置在核心层后表面的反射层，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括基材以及设置在基材上的多个人造微结构，所述副反射器为旋转椭球面的其中一个曲面，所述馈源的相位中心与旋转椭球面的远焦点重合。

进一步地，所述旋转椭球面的实轴垂直超材料主反射器。

进一步地，所述馈源为波纹喇叭，所述旋转椭球面的实轴通过波纹喇叭的口径面的中心。

进一步地，任一核心层片层的折射率分布满足如下公式：

n(r)=nmax-s2+r2-(s+kλ)2d;]]>

d=λ2(nmax-nmin);]]>

k=floor(s2+r2-sλ);]]>

其中，n(r)表示该核心层片层上半径为r处的折射率值，该核心层片层的折射率分布圆心即为旋转椭球面的实轴与该核心层片层的交点；

s为所述旋转椭球面的近焦点到超材料主反射器的前表面的距离；

d为核心层的厚度；

n_max表示核心层片层上的折射率最大值；

n_min表示核心层片层上的折射率最小值；

λ表示天线中心频率对应的电磁波的波长；

floor表示向下取整数。