[发明专利]天线反射板和高增益天线

说明书

一种天线反射板，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括基板和阵列排布在所述基板上的多个导电几何结构，其中至少部分导电几何结构包括水平倒置的工字形结构，所述导电几何结构经配置所获得的等效介电常数使得天线近场相位分布具有预定的一致性。一种高增益天线，包括天线本体以及所述天线反射板，所述天线反射板与天线本体平行设置并间隔一定距离。采用该天线反射板的天线可以在不增加空间尺寸情况下有效提高增益。

技术领域

本发明涉及天线技术，特别是涉及一种天线反射板和高增益天线。

背景技术

现有技术中，为了提高天线的增益，通常在天线前端加入引向器，但是，加入引向器会增大天线的空间尺寸，并增加天线的成本。因此，通过传统方案来提高天线增益也受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种天线反射板和具有该反射板的高增益天线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种天线反射板，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括基板和阵列排布在所述基板上的多个导电几何结构，所述基板具有所述导电几何结构的那一面为所述天线反射板的反射面，其中至少部分导电几何结构包括水平倒置的工字形结构，所述导电几何结构经配置所获得的等效介电常数使得天线近场相位分布具有预定的一致性。

进一步地，部分导电几何结构包括一字形结构。

进一步地，所述基板划分为多个超材料单元，其中每一超材料单元上排布有一个所述导电几何结构。

进一步地，所述工字形结构除具有横梁以及位于所述横梁两侧的两条等长的竖边外，还具有在所述横梁的中央与所述横梁垂直相交设置的垂直梁。

进一步地，所述垂直梁的长度与所述竖边的长度相等，或比所述竖边的长度长或短。

进一步地，所述垂直梁的顶端和底端设有与所述垂直梁相垂直的顶边和底边。

进一步地，所述工字形结构的横梁以及两条竖边的长度为0～100mm。

进一步地，所述导电几何结构为铜、铝、铁、金、银、ITO、石墨或者碳纳米管材质。

进一步地，所述线宽为0.01mm～10mm。

进一步地，每一超材料单元的长度和宽度为1mm～200mm。

进一步地，所述基板为F4B、FR4、陶瓷、聚四氟乙烯、铁电、铁氧或者铁磁材料板。

所述多个导电几何结构按照以下形式的阵列排布，所述阵列的中央为工字形结构区域，且从所述工字形结构区域的中心到其边缘，各工字形结构的竖边的长度逐步变短，所述工字形结构区域的周围为一字形结构区域，且从阵列的中部到边缘，各一字形结构的长度逐步变短。

一种高增益天线，包括天线本体以及上述的任一种天线反射板，所述天线反射板与天线本体平行设置并间隔一定距离。

进一步地，所述天线为半波偶极子天线。

进一步地，所述天线本体的长度为5mm～500mm，所述天线反射板的面积为5mm*5mm～500mm*500mm，所述天线本体与所述天线反射板的间距为2.5mm～250mm。

本发明采用超材料片层作为天线反射板，超材料片层具有包括水平倒置的工字形导电几何结构的阵列，这种导电几何结构的阵列可产生对电磁波0～360°的调相能力，通过配置这种导电几何结构的阵列，当电磁波入射到这种导电几何结构时，可以得到所需的等效介电常数，从而能够对天线所辐射的电磁波在反射板表面的相位分布产生希望的调制效果，将天线近场相位分布一致性提高到预定的水平，以提高天线的等效口径效率，进而显著地提高天线增益。由于不需引向器，本发明也不会增加天线的空间尺寸，并降低了天线的成本。