[实用新型]一种透镜天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种透镜天线，应用在微波中继通信、卫星通信等通信系统中接收和发送信息。

背景技术

目前，常用的透镜天线中的透镜都带有弧形曲面。例如，申请号为97104401.5，名称为改进介质透镜减少内反射波干扰的透镜天线的专利文件，公开了一种透镜天线，包括一个锥形辐射器和一个装接在辐射器开口上的透镜，透镜在第一侧面有一面对自由空间的平面表面，而在相对于第一侧面的第二侧面有一旋转双曲面。申请号为200710140739.2，名称为一种无线电波透镜天线装置的专利文件，公开了一种透镜天线，包括有电介质形成的半球形龙伯透镜、设在该透镜的球的半球断面且比透镜直径尺寸大的反射板和由夹持器支撑的设在透镜焦点部的天线元件一体化地组合，而且，相对设置部设有安装部，与地面几乎垂直地将反射板安装在设置部。申请号为200480008809.3，名称为一种无线电波透镜天线设备的专利文件，公开了一种透镜天线，包括由电介质制成的半球形龙伯透镜，尺寸大于所述透镜直径的反射板，该反射板设置于平分球体的剖面上，该球体的一半为半球体；布置于所述透镜的焦点处的主馈源，以及用于固定所述主馈源的臂。在检索到的上述文献中，透镜天线中的透镜都是带有弧形曲面。这种透镜，对曲面精度要求很高，因此加工难度大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种透镜天线，使透镜制作更加简易。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种透镜天线，包括装有馈源的金属喇叭和透镜；该馈源嵌置于金属喇叭直径较小的一端，该透镜嵌置于金属喇叭直径较大的一端，所述的透镜包括芯板；该芯板是平面介质板，其中一个平面上有若干芯板非谐振基本单元；每个芯板非谐振基本单元内印刷有一个芯板金属方框；该芯板非谐振基本单元的面积和芯板金属方框的面积从芯板的中心位置向边缘位置递减。

所述芯板的两个平面上都有相互对应的若干芯板非谐振基本单元和芯板金属方框。

所述的芯板数量至少是两块；相邻芯板之间固定连接，其印刷有芯板金属方框的平面朝向相同，并且相邻芯板之间留有空隙。

所述的空隙是2毫米至4毫米。

所述的空隙填充有泡沫。

所述的透镜还包括匹配板，该匹配板是平面介质板，其中一个平面上有若干匹配板非谐振基本单元；每个匹配板非谐振基本单元内印刷有一个匹配板金属方框；该匹配板非谐振基本单元的面积和匹配板金属方框的面积从匹配板的中心位置向边缘位置递减；该匹配板至少两块，分别位于整个芯板的两侧，匹配板上印刷有匹配板金属方框的平面和芯板上印刷有芯板金属方框的平面相匹配；相邻匹配板和芯板之间固定连接，并且留有空隙；在芯板和匹配板相互对应的位置上，芯板金属方框和匹配板金属方框错位布置。

采用本实用新型的透镜天线的技术方案，具有以下有益效果：

1、本实用新型的透镜天线制作简单，便于大规模制造。本实用新型是由人工电磁材料基本单元按一定的规律排列，构成折射率渐变的透镜天线，其采用的工艺为印刷电路板工艺。此透镜由若干层印刷电路板按固定间距固定在泡沫中，比聚苯乙烯介质透镜等传统透镜重量明显较小。此透镜天线为多层平面印刷电路板结构，比传统介质透镜的曲面结构，易于大规模制造、安装。

2、本实用新型的透镜天线具有设计灵活的优点。本透镜由人工电磁材料制作而成，通过调整其上基本单元尺寸，可以任意调节人工等效媒质的折射率和特性阻抗，实现透镜天线在设计上的灵活性。

3、本实用新型具有阻抗匹配的特点。在透镜两侧设置匹配板，以减少电磁波在透镜和空气交界面上，由于阻抗失配而引起的反射。匹配板明显减小了天线馈源的回波损耗。

4、本实用新型具有宽频带的特点。由于使用人工电磁材料基本结构为非谐振基本单元，在设计的X波段，即8GHz至12GHz内，由该基本单元构成的人工等效媒质的电磁特性对频率的响应不敏感，所以本实用新型具有宽频带特性。

附图说明

图1是本实用新型一种透镜天线的结构示意图。

图2是本实用新型一种透镜天线的剖面图。

图3是本实用新型中的芯板的结构示意图。

图4是本实用新型中的芯板中的一个非谐振基本单元的结构示意图。

图5是本实用新型中的匹配板的结构示意图。

图6a为本实用新型的透镜中的非谐振基本单元的相对介电常数随其边长变化的分布规律图，其中工作频率是10GHz，d是非谐振基本单元的边长。