專利名稱：梯度折射率介質(zhì)透鏡及梯度折射率介質(zhì)透鏡天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介質(zhì)透鏡領(lǐng)域，特別涉及一種梯度折射率介質(zhì)透鏡及梯度折射率介質(zhì)透鏡天線。
背景技術(shù)：
天線是定向發(fā)射電磁波的重要器件，常見的天線有反射面天線、喇叭天線、透鏡天線等。其中，反射面天線結(jié)構(gòu)簡單，但饋源位于口徑面前方，會對天線的福射造成一定遮擋；喇叭天線的方向圖易于控制，但在使用時往往需要校正相位，并且受限于無線電波或微波頻段；透鏡天線的方向圖較好，但有時較為笨重，例如經(jīng)典的龍伯透鏡天線，其主體結(jié)構(gòu)為完整的圓柱體或球體透鏡。變換光學(xué)理論是英國物理學(xué)家Pendry及其合作者以及另一位物理學(xué)家 Leonhardt在2006年同時提出的一種設(shè)計具有特殊性質(zhì)的電磁材料或電磁器件以便控制電磁波傳播行為的方法。變換光學(xué)的實施方式一般通過設(shè)計空間坐標(biāo)變換來實現(xiàn)，目前已應(yīng)用于電磁隱身等領(lǐng)域的研究。也有一些學(xué)者和研究人員提出了根據(jù)變換光學(xué)的原理設(shè)計天線的方法，但是一般的空間變換會引起電磁參數(shù)的非均勻性及各向異性，使得材料難以實現(xiàn)(參見文獻(xiàn)“Planarfocusing antenna design by using coordinatetransformation technology,，，Applied PhysicsLetters 91, 253509, 2007) 雖然，應(yīng)用共形變換的方法可以實現(xiàn)各向同性的電磁參數(shù)，但一般限于二維結(jié)構(gòu)，并且結(jié)構(gòu)中往往含有折射率小于I的區(qū)域，帶來不可避免的色散，使得天線難以在寬頻帶工作(參見文獻(xiàn)“Designing optical elements from isotropic materials by usingtransformationoptics, ”Physical Review A 81,033837,2010)。迄今為止，尚沒有應(yīng)用變換光學(xué)和共形變換理論實現(xiàn)材料為各向同性、能夠?qū)拵Чぷ鞯奶炀€的實例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種折射率大于I的梯度折射率介質(zhì)透鏡。本發(fā)明的另一目的在于實現(xiàn)具有良好方向性的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線。為了達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供一種梯度折射率介質(zhì)透鏡，呈半圓柱形狀，其折射率分布滿足n = k f(s)/[x2+(a+y)2]，其中f(s)是關(guān)于變量s的任意函數(shù)，s = (x2+y2+a2)/[x2+(a+y)2]，x為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到其主軸面的距離，該主軸面為該半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的軸心線所在的平面，且與矩形表面垂直，y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到該梯度折射率介質(zhì)透鏡矩形表面的距離，a為該梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I。本發(fā)明還提供一種梯度折射率介質(zhì)透鏡，呈半球形狀，其折射率分布滿足n = k g (t) / [x2+z2+ (a+y)2],其中 g (t)是關(guān)于變量 t 的任意函數(shù)，t =(x2+y2+z2+a2) / [x2+z2+(a+y)2]，y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到梯度折射率介質(zhì)透鏡圓形表面的距離，x、z分別為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點與其主軸線間的距離在圓形表面所在平面的兩個坐標(biāo)方向的投影，所述主軸線為所述圓形表面的圓心與該半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的頂點的連線，a為梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I。本發(fā)明還提供一種基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，包括前述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡；貼于所述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的半圓柱形表面的半圓柱形反射器件；與所述半圓柱形反射器件連接且位于所述半圓柱形反射器件頂部的第一饋源或第一饋電波導(dǎo)，其中，所述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的母線的長度與所述第一饋源或第一饋電波導(dǎo)的寬度相同。本發(fā)明還提供一種基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，包括前述呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡；貼于所述呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡半球形表面的半球形反射器件；以及與所述半球形反射器件連接且位于所述半球形反射器 件頂點的第二饋源或第二饋電波導(dǎo)。綜上所述，本發(fā)明的半圓柱形/半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率根據(jù)變換光學(xué)的原理，采用共形變換計算得到，其折射率大于1，并且分布規(guī)律，實現(xiàn)方便，工作頻帶寬；既可單獨用于成像，也可增加反射面用于通信、雷達(dá)等領(lǐng)域，或配合其它器件構(gòu)成天線系統(tǒng)。而本發(fā)明的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線以前述半圓柱形/半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡為主體，因而具有良好的方向性。


圖I為本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的梯度折射率介質(zhì)透鏡示意圖。圖2為圖I所示的梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率分布示意圖。圖3為基于圖I所示的梯度折射率介質(zhì)透鏡所形成的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線示意圖。圖4為圖3所示的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線收發(fā)的電磁波或聲波的傳播路徑示意圖。圖5為圖3所示的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射電磁能量時的電場分布仿真結(jié)果示意圖。圖6為圖3所示的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射電磁能量時的遠(yuǎn)場方向圖的仿真結(jié)果示意圖。圖I為另一個優(yōu)選實施例的梯度折射率介質(zhì)透鏡示意圖。圖8為基于圖7所示的梯度折射率介質(zhì)透鏡所形成的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線剖視圖。
具體實施例方式實施例一圖I示出了本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的梯度折射率介質(zhì)透鏡示意圖。所述梯度折射率介質(zhì)透鏡呈半圓柱形狀，所述梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率分布滿足
n = k f (s) / [x2+ (a+y)2]，其中，f (s)是關(guān)于變量s的任意函數(shù)，s = (x2+y2+a2)/[x2+(a+y)2]，x為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到其主軸面的距離，該主軸面為該半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的軸心線所在的平面，且與矩形表面垂直，y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到該梯度折射率介質(zhì)透鏡矩形表面的距離，a為該梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I。其中，所述梯度折射率介質(zhì)透鏡可采用分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料或人工材料等來形成。再請參見圖2,其為參數(shù)取f (s) = I, k = 4, a = Im所對應(yīng)的梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率示意圖。由圖可見，該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率處處大于I?；谏鲜霭雸A柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡，可形成相應(yīng)的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線。具體如圖3所示，其為梯度折射率介質(zhì)透鏡天線的示意圖。所述梯度折射率介質(zhì)透 鏡天線包括半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3、半圓柱形反射器件2以及第一饋源或第一饋電波導(dǎo)I。其中，所述半圓柱形反射器件2的材質(zhì)可為金屬導(dǎo)體，其貼于所述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3的半圓柱形表面；所述第一饋源或第一饋電波導(dǎo)I與所述半圓柱形反射器件2連接，其位于所述半圓柱形反射器件2的頂部，其寬度與所述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3的母線的長度相同。梯度折射率介質(zhì)透鏡3的半徑a作為折射率分布的參數(shù)之一，可根據(jù)工程需要來確定，至少應(yīng)是工作波長的數(shù)倍，滿足幾何光學(xué)的成立條件；參數(shù)k也可根據(jù)具體實現(xiàn)的材料進(jìn)行選擇，以保證透鏡的折射率大于1，能夠?qū)掝l帶工作。其中，當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收電磁波或電磁能量，諸如無線電波、微波及可見光等時，呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3的材料包括但不限于分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料、人工電磁材料及光子晶體等；當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收聲波時，呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3的材料包括但不限于人工聲材料及聲子晶體等。上述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線收發(fā)的電磁波或聲波的傳播路徑如圖4所示，當(dāng)用作發(fā)射天線時，頂部的第一饋源I發(fā)射的電磁波(或聲波)將沿著圖中實線的軌跡在梯度折射率介質(zhì)透鏡3中傳播，并在離開天線的口徑面之后沿主軸方向繼續(xù)平行出射。反之，當(dāng)用作接收天線時，垂直于天線口徑面入射的電磁波(或聲波)將沿著實線的軌跡匯聚于梯度折射率介質(zhì)透鏡3的頂點。以下將通過仿真結(jié)果來詳細(xì)說明梯度折射率介質(zhì)透鏡天線的性能。請參見圖5，其為梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射電磁能量時的電場分布仿真結(jié)果示意圖。其中，電場方向垂直于紙面，該梯度折射率介質(zhì)透鏡天線包括的梯度折射率介質(zhì)透鏡的參數(shù)為f (s) = l,k = 4,a = Im,圖5中的子圖(a)及子圖(b)分別是在I. OGHz和2. 5GHz工作頻率下的電場分布圖，其中黑色實線表示電磁能量傳播的方向，由圖5可見，該梯度折射率介質(zhì)透鏡天線具有良好的方向性。根據(jù)光路可逆原理，顯然，該梯度折射率介質(zhì)透鏡天線對于垂直入射的電磁能量也具有良好的接收性能。再請參見圖6，其為梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射電磁能量時遠(yuǎn)場方向圖的仿真結(jié)果示意圖。采用的仿真條件與圖5相同，即梯度折射率介質(zhì)透鏡天線包括的梯度折射率介質(zhì)透鏡的參數(shù)為f(s) = I, k = 4, a = Im,圖6中虛線和實線分別是I. OGHz和
2.5GHz時的遠(yuǎn)場方向圖。從圖6中可以看出，該梯度折射率介質(zhì)透鏡天線具有良好的方向性，并且隨著工作頻率的增大而改善。實施例二 圖7示出了本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的梯度折射率介質(zhì)透鏡示意圖。所述梯度折射率介質(zhì)透鏡呈半球形狀，其折射率分布滿足n = k g (t) / [x2+z2+ (a+y)2],其中g(shù) (t)是關(guān)于變量t的任意函數(shù),t = (x2+y2+z2+a2) / [x2+z2+ (a+y)2], y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到梯度折射率介質(zhì)透鏡圓形表面的距離，x、z分別為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點與其主軸線間的距離在圓形表面所在平面的兩個坐標(biāo)方向的投影，所述主軸線為所述圓形表面的圓心與該半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的頂點的連線，a為梯度折 射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I。其中，所述梯度折射率介質(zhì)透鏡的材質(zhì)包括但不限于分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料及人工材料等等。當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡的參數(shù)取f (t) = I, k = 4, a = Im時,相應(yīng)的梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率示意圖與圖3相同，在此不再重述。同樣，基于上述半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡，可形成相應(yīng)的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線。具體如圖8所示，其為梯度折射率介質(zhì)透鏡天線的剖視圖。所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線包括半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3’、半球形反射器件2’以及第二饋源或第二饋電波導(dǎo)I’。其中，所述半球形反射器件2’的材質(zhì)可為金屬導(dǎo)體，其貼于所述呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3’的半球形表面；所述第二饋源或第二饋電波導(dǎo)I’與所述半球形反射器件2’連接，其位于所述第二半球形反射器件2’的頂點。梯度折射率介質(zhì)透鏡3’的半徑a作為折射率分布的參數(shù)之一，可根據(jù)工程需要來確定，至少應(yīng)是工作波長的數(shù)倍，滿足幾何光學(xué)的成立條件；參數(shù)k也可根據(jù)具體實現(xiàn)的材料進(jìn)行選擇，以保證透鏡的折射率大于I，能夠?qū)掝l帶工作。其中，當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收電磁波或電磁能量，諸如無線電波、微波及可見光時，呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3’的材料包括但不限于分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料、人工電磁材料及光子晶體等；當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收聲波時，呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡3’的材料包括但不限于人工聲材料及聲子晶體等。當(dāng)參數(shù)取f(t) = l,k = 4,a = Im所對應(yīng)的半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射電磁能量時，I. OGHz和2. 5GHz工作頻率下的場分布在通過天線對稱軸的平面上與圖5相同，根據(jù)旋轉(zhuǎn)對稱性可知該半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡天線也具有良好的方向性，其方向圖與圖6相似，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明的半圓柱形/半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率根據(jù)變換光學(xué)的原理，采用共形變換計算得到，方法簡單，其折射率大于1，并且分布規(guī)律，實現(xiàn)方便，工作頻帶寬；此外，其既可單獨用于成像等領(lǐng)域，也可配合反射面等器件使用，適用性廣。而本發(fā)明的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線可實現(xiàn)電磁波或聲波的方向性發(fā)射和接收，并應(yīng)用于通信、雷達(dá)、射電天文等領(lǐng)域，其優(yōu)點包括(1).主體僅有一個半圓柱形或半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡，結(jié)構(gòu)簡單；(2).具有良好的方向性；(3).可用于能量的發(fā)射、接收或收發(fā)共用；
(4).半圓柱形或半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于1，并且分布規(guī)律，實現(xiàn)方便，工作頻帶寬；(5).整體結(jié)構(gòu)易于旋轉(zhuǎn)，適用性廣。上述實施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉 此項技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對上述實施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種梯度折射率介質(zhì)透鏡，其特征在于呈半圓柱形狀，且其折射率分布滿足 n = k f (s) / [X2+ (a+y)2],其中 f (s)是關(guān)于變量 s 的任意函數(shù)，s= (x2+y2+a2) /[x2+(a+y)2]，x為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到其主軸面的距離，該主軸面為該半圓柱形梯度折射率介質(zhì)透鏡的軸心線所在的平面，且與矩形表面垂直，y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到該梯度折射率介質(zhì)透鏡矩形表面的距離，a為該梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I。
2.如權(quán)利要求I所述的梯度折射率介質(zhì)透鏡，其特征在于所述梯度折射率介質(zhì)透鏡的材質(zhì)包括分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料及人工材料。
3.一種基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于包括 呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡，其折射率分布滿足 n = k f (s) / [X2+ (a+y)2],其中 f (s)是關(guān)于變量 s 的任意函數(shù)，s= (x2+y2+a2) /[x2+(a+y)2]，x為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到其主軸面的距離，該主軸面為該半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的軸心線所在的平面，且與矩形表面垂直，y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到該梯度折射率介質(zhì)透鏡矩形表面的距離，a為梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I ; 貼于所述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡半圓柱形表面的半圓柱形反射器件； 與所述半圓柱形反射器件連接且位于所述半圓柱形反射器件頂部的第一饋源或第一饋電波導(dǎo)，其中，所述呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的母線的長度與所述第一饋源或第一饋電波導(dǎo)的寬度相同。
4.如權(quán)利要求3所述的基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收電磁波或電磁能量時，呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料包括分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料、人工電磁材料及光子晶體。
5.如權(quán)利要求4所述的基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于所述電磁波或電磁能量包括無線電波、微波及可見光。
6.如權(quán)利要求3所述的基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收聲波時，呈半圓柱形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料包括人工聲材料及聲子晶體。
7.一種梯度折射率介質(zhì)透鏡，其特征在于呈半球形狀，且其折射率分布滿足 n = k gUVR+zMa+y)2],其中 g(t)是關(guān)于變量 t 的任意函數(shù)，t = (x2+y2+z2+a2) /[x2+z2+(a+y)2], y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到梯度折射率介質(zhì)透鏡圓形表面的距離，x、z分別為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點與其主軸線間的距離在圓形表面所在平面的兩個坐標(biāo)方向的投影，所述主軸線為所述圓形表面的圓心與該半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的頂點的連線，a為梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I。
8.如權(quán)利要求7所述的梯度折射率介質(zhì)透鏡，其特征在于所述梯度折射率介質(zhì)透鏡的材質(zhì)包括分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料及人工材料。
9.一種基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于包括 呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡，其折射率分布滿足 n = k ^g(OzTxWky)2],其中 g(t)是關(guān)于變量 t 的任意函數(shù)，t = (x2+y2+z2+a2) /[x2+z2+(a+y)2], y為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點到梯度折射率介質(zhì)透鏡圓形表面的距離，x、z分別為梯度折射率介質(zhì)透鏡內(nèi)一點與其主軸線間的距離在圓形表面所在平面的兩個坐標(biāo)方向的投影，所述主軸線為所述圓形表面的圓心與該半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的頂點的連線，a為梯度折射率介質(zhì)透鏡的半徑，k基于該梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料在任意常數(shù)中進(jìn)行選擇，以保證該梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率大于I ; 貼于所述呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡半球形表面的半球形反射器件； 與所述半球形反射器件連接且位于所述半球形反射器件頂點的第二饋源或第二饋電波導(dǎo)。
10.如權(quán)利要求9所述的基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收電磁波或電磁能量時，呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料包括分層結(jié)構(gòu)的正常介質(zhì)、梯度折射率材料、人工電磁材料及光子晶體。
11.如權(quán)利要求10所述的基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于所述電磁波或電磁能量包括無線電波、微波及可見光。
12.如權(quán)利要求9所述的基于變換光學(xué)和共形變換理論的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線，其特征在于當(dāng)所述梯度折射率介質(zhì)透鏡天線用于發(fā)射或接收聲波時，呈半球形狀的梯度折射率介質(zhì)透鏡的材料包括人工聲材料及聲子晶體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種梯度折射率介質(zhì)透鏡及梯度折射率介質(zhì)透鏡天線。其中，呈半圓柱形的梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率分布滿足，呈半球形的梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率分布滿足。半圓柱形/半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡的折射率都是根據(jù)變換光學(xué)的原理，采用共形變換計算得到，折射率大于1，并且分布規(guī)律，實現(xiàn)方便，工作頻帶寬，既可單獨用于成像，也可增加反射面用于通信、雷達(dá)等領(lǐng)域，或配合其它器件構(gòu)成天線系統(tǒng)。本發(fā)明的梯度折射率介質(zhì)透鏡天線以所述半圓柱形/半球形梯度折射率介質(zhì)透鏡為主體，因而具有良好的方向性。
文檔編號H01Q19/06GK102769208SQ201110113459
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者姚侃, 梁子賢, 蔣尋涯 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所