一种单向辐射的全息天线的利记博彩app

本发明属于天线技术领域，涉及一种单向辐射的全息天线。

背景技术：

天线作为无线通信系统中主要的接收及辐射器，其接收特性及辐射特性是通信系统选择天线类型的一个重要因素，因此，通信设备对天线的性能要求越来越高。提高天线增益、增强定向性、减小尺寸、结构简单灵活是目前研究的热点。常见的高增益天线主要有反射面天线，即通过反射面对电磁波的散射获得目标辐射方向的天线，具有高增益，高效率等优点。但反射面天线结构较大，不能实现低剖面。微带反射阵天线，在馈源的照射下，微带辐射单元通过其预先调节好的移相值可以在指定方向形成波束，从而改变天线辐射方向。可实现低剖面，但其馈电结构复杂，增加了系统的设计难度。

全息天线相比于传统的反射面天线与反射阵天线，既具有高增益的特性，又具有低剖面、尺寸小等优点。全息天线是一种通过源天线高效率的照射全息结构形成的天线，可以使用任意天线作为源天线，通常全息结构由介质基板及其上的金属全息图案构成，全息图案由源天线与目标天线的电场经过干涉计算得到，是一簇封闭的椭圆曲线。但由于全息天线为双向辐射，实现波束扫描特性的效率较低。若获得单向辐射的特性，则不能任意选择源天线，并且需要对全息基板增加地板，难以实现天线偏离法向辐射的特性。

技术实现要素：

本发明解决的问题在于提供一种单向辐射的全息天线，提出双层结构的全息天线，采用上下两层厚度不同的介质基板，效提高了全息天线单向辐射时的增益，使全息天线可以实现任意方向的单向辐射，提高全息天线波束扫描特性的频扫范围。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种单向辐射的全息天线，包括馈源天线1和全息结构2，全息结构2包括上层介质基板21和下层介质基板22，其上分别设有金属全息图案23；

在水平方向上，下层介质基板22相对上层介质基板21远离馈源天线1四分之一个波长，依据相位补偿原理，上层基板21接收到的天线辐射比下层基板22接收到的源天线1辐射相位超前四分之一个波长；

在垂直方向上，上层介质基板21与下层介质基板22之间的距离根据目标天线的辐射方向而定。

在目标天线的辐射方向上，向上层介质基板21方向辐射的能量被抵消，向下层介质基板22方向辐射的能量得到加强。

所述的金属全息图案23分别印刷在上层介质基板21、下层介质基板22上。

所述的上层介质基板21与下层介质基板22之间使用泡沫填充；

或者，将上层介质基板21与下层介质基板22的四角通过连接件固定，两介质基板之间悬空。

馈源天线1垂直方向上放置在上层基板21的下表面与上层基板的上表面的中间，水平方向上放置在距离较近金属全息图案23正半轴焦点处。

调整设置源天线1的摆放位置，可使任何源天线1实现全息天线的单向辐射特性。

所述的上层介质基板21与下层介质基板22的平面尺寸相同，基板厚度不同。

利用厚度不同的介质基板，有效减少天线在一个方向的辐射，增强在另一个方向的辐射。

可向法线方向或偏离法线的方向辐射。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的单向辐射的全息天线，采用平面尺寸相同，上下厚度不同的介质基板形成全息结构，得到的双层全息结构简单；以解决现有技术中全息天线双向辐射导致的辐射效率较低、第一副瓣电平较高，单向辐射时，需要限制源天线的类型、无法向偏离法向方向辐射等问题。充分利用相位补偿的原理，为了尽可能减少目标天线在一个方向的辐射，增强另一个方向的辐射；在目标辐射方向上，向上层介质基板方向辐射的能量被抵消，向下层介质基板方向辐射的能量得到加强。

本发明提供的单向辐射的全息天线，可实现偏离法向辐射的双层全息天线，可应用于雷达、卫星通信中信号发射接收系统。其天线结构简单灵活，可适应多种应用场合；不需要附加地板，只需设置源天线的摆放位置，可以使用任何源天线实现全息天线的单向辐射特性。摆脱了全息天线单向辐射时，需要采用固定形式源天线的约束。

本发明提供的单向辐射的全息天线，可向法线方向或偏离法线的方向辐射。由实验结果可得，本文双层全息天线单向的频扫范围，比其他形式的全息天线单向频扫角度的范围更大。

附图说明

图1-1、图1-2是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的全息图案示意图；

图3是本发明的单层全息结构示意图；

图4是本发明的双层全息结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1-1～图4，一种单向辐射的全息天线，包括馈源天线1和全息结构2，全息结构2包括上层介质基板21和下层介质基板22，其上分别设有金属全息图案23；

在水平方向上，下层介质基板22相对上层介质基板21远离馈源天线1四分之一个波长，依据相位补偿原理，上层基板21接收到的天线辐射比下层基板22接收到的源天线1辐射相位超前四分之一个波长；

在垂直方向上，上层介质基板21与下层介质基板22之间的距离根据目标天线的辐射方向而定。

进一步的，在目标天线的辐射方向上，向上层介质基板21方向辐射的能量被抵消，向下层介质基板22方向辐射的能量得到加强。

所述馈源天线1垂直方向上放置在上层基板21的下表面与上层基板的上表面的中间，水平方向上放置在距离较近金属全息图案23正半轴焦点处，，使馈源天线1的能量被全息结构高效地接收。

具体的，所述的金属全息图案23分别印刷在上层介质基板21、下层介质基板22上。

所述的上层介质基板21与下层介质基板22之间使用泡沫填充；或者，将上层介质基板21与下层介质基板22的四角通过连接件固定，两介质基板之间悬空。

所述的上层介质基板21与下层介质基板22的平面尺寸相同，基板厚度不同。利用厚度不同的介质基板，有效减少天线在一个方向的辐射，增强在另一个方向的辐射。

进一步的，调整设置源天线1的摆放位置，可使任何源天线1实现全息天线的单向辐射特性。

本发明提供的天线可向法线方向或偏离法线的方向辐射。本发明的双层全息天线单向的频扫范围，比其他形式的全息天线单向频扫角度的范围更大。

下面给出具体的实施例。

实施例1

本案例选取喇叭天线作为源天线1，中心频率30ghz，目标天线的辐射方向偏离法向30°，且为单向辐射。两层介质基板均采用fr-4材料。

参照图1-1、图1-2，本案例实施双层全息天线，其结构包括：馈源天线1，全息结构2。该全息结构包括上层介质基板21、下层介质基板22、金属全息图案23。两层介质基板均采用fr-4基板，下层介质板厚2.0mm，上层介质板21比下层介质板22薄0.5mm。金属全息图案23印刷在上层介质基板21上，同时金属全息图案23印刷在下层介质基板22上，依据相位补偿原理，为了尽可能减少一个方向的辐射，增强另一个方向的辐射，下层介质基板22相对上层介质基板21在水平方向上向远离源天线方向移动在垂直方向上，根据目标天线的辐射方向计算出移动的距离，在本实施例中上层基板21相对下层基板22向上移动源天线1垂直方向上设置在上层基板21的下表面与上层基板的上表面中间，且水平方向上放置在靠近下层金属全息图案正半轴焦点处，使馈源天线的能量被全息结构高效地接收。

参照图2，金属全息图案23由源天线1与目标天线的电场经过干涉计算得到，是一簇封闭的共焦点椭圆曲线。本案例实施，经过对天线的尺寸以及辐射效率的考虑，采用12条全息金属条带。l1＝5mm，l2＝15mm，l3＝15mm。以此计算得到共焦点椭圆系。其中，金属条带宽度d＝2mm。理想电壁的边界条件可以由金属条带实现，依据电磁场唯一性原理，源天线与目标天线进行干涉，在电场的极小值点放置金属条带，金属条带图案形成全息结构。

实施例2

参照图3，金属全息图案23印刷在上层介质基板21上，同时金属全息图案23印刷在下层介质基板22上，两层介质基板均采用fr-4。从全息图案正半轴焦点处截取张角为115°的菱形全息介质板，不仅可有效缩短天线尺寸，同时能使天线在辐射方向上获得更高的增益，有效减少天线副瓣电平。

实施例3

参照图4，依据相位补偿原理，为了获得单向辐射，需要尽可能减少一个方向的辐射，增强另一个方向的辐射。下层介质基板22相对上层介质基板21在水平方向上向远离源天线方向移动2.5mm。同时在垂直方向上，可根据目标天线的辐射角度计算出移动的距离，上层基板21与下层基板22距离为下层介质板厚2.0mm，上层介质板21比下层介质板22薄0.5mm。可以在理论基础上进一步增强主辐射方向的能量，减少在全息平面对称方向上另一个辐射能量。

本发明能够应用于如下环境：

1)波束扫描天线：

在给定的天线辐射方向，频率范围内，通过控制源天线照射双层全息结构得到目标天线在一定角度范围内的增益，实现全息天线的波束扫描特性。全息天线结构简单、价格低廉，可在通信系统中大量应用。

2)高增益低剖面天线：

全息天线相比于传统的反射面天线与反射阵天线，既具有高增益的特性，又具有低剖面、尺寸小等优点。在通信系统中，全息天线具有良好的定向性，改变源天线的辐射方向。

3)全息天线可以采用任意天线作为源天线

不需要附加地板，只需设置源天线的摆放位置，可以使用任何源天线实现全息天线的单向辐射特性。摆脱了全息天线单向辐射时，需要采用固定形式源天线1的约束。

4)本发明采用平面尺寸相同，上下厚度不同的介质基板形成全息结构。没有使用结构复杂，且双层全息结构可以使用任意源天线，因而简化了源天线的结构设计。实现任意方向的单向辐射，能够提高全息天线辐射增益并增大波束扫描角度的范围，本实施例天线简单灵活，可适应多种应用场合。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。