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龙图腾网获悉中国人民解放军海军工程大学申请的专利一种强方向性天线阵列设计方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118508100B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410702317.3，技术领域涉及：H01Q21/00；该发明授权一种强方向性天线阵列设计方法及系统是由赵林;李家鑫;潘丽;冯慧婷;刘茜茜设计研发完成，并于2024-06-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种强方向性天线阵列设计方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于通信技术领域，公开了一种基于金属带隙结构EMNZ媒质的强方向性天线阵列设计方法及系统，通过设计半波长高度的铝制波导，并调控工作频率为波导的截止频率，实现TE10模式波馈入时等效为ENZ波导。进一步，在波导内填充铝块形成EMNZ结构，并在波导侧壁开缝形成辐射空腔，构建天线阵列。该方法通过精确设计铝块填充和波导开缝，优化了电场分布和阻抗匹配，仿真验证了天线性能。基于该方法，设计了等间距和不等间距的十元天线阵，以及7元平面天线阵列，实现了强方向性辐射，有效提升了系统性能和稳定性。

本发明授权一种强方向性天线阵列设计方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于金属带隙结构EMNZ媒质的强方向性天线阵列设计方法，其特征在于，该方法包括：S1，形成ENZ波导：利用金属波导调控工作频率至波导的截止频率，以抑制高于截止频率的模式传播，仅允许最低阶的TE10模式在波导内传播，从而在截止状态下使波导内的有效介电常数趋近于零，形成ENZ波导；S2，构建EMNZ结构与辐射空腔：在ENZ波导内填充金属块，形成同时具有接近零的介电常数和磁导率的EMNZ结构，以进一步增强波束压缩效果并提高天线的辐射效率；在波导侧壁开缝，形成辐射空腔，作为天线的辐射单元，将波导内的电磁能量耦合到自由空间中；S3，电场分布推导与阻抗匹配：基于开缝波导的理论模型，推导出波导内部电场分布的数学表达式，并分析波导与自由空间的边界条件，推导出阻抗匹配公式，以实现天线的高效能量辐射；通过电磁仿真软件对电场分布和阻抗匹配进行仿真验证，并研究阵元间距和阵元数量对天线性能的影响，优化天线设计；S4，不等间距阵列设计：在等间距天线阵列的基础上，优化阵元间距，形成不等间距阵列，以抑制旁瓣，提高天线的增益和方向性；S5，平面阵列扩展：以优化后的不等间距天线阵列为基本阵元，设计平面天线阵列，通过排列多个基本阵元形成平面阵列，提高天线的增益和方向性，形成更窄的波束；形成ENZ波导：设计一个高度为半波长、长度为至少5个波长的金属波导，其中，ENZ波导的有效相对介电常数可由Drude色散模型表示，并通过填充空气或掺杂介质实现；利用同轴线转馈电波导对天线阵列进行馈电，波经由“H”型空气缝隙，传播至各阵元进行激励；在天线馈电网络一端形成“│”型空气缝隙；中间的“一”型缝隙形成EMNZ电磁隧道，波在波导空腔内部可由馈电端隧穿到辐射端；另一端的空气缝隙则使波由中间至两边传输，对各辐射空腔进行激励。

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