[发明专利]一种透镜天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种透镜天线。

背景技术

在常规的光学器件中，利用透镜能使位于透镜焦点上的点光源辐射出的球面波经过透镜折射后变为平面波。目前透镜的汇聚是依靠透镜的球面形状的折射来实现。但是，球面形式的透镜天线通常体积大而且笨重，不利于天线的小型化；并且球面形式的透镜对于曲面的形状有很大的依赖性，需要比较精准的加工才能实现天线的定向传播，加工难度大，制造成本高。

同时，现有的透镜都没有考虑阻抗匹配的问题，以至此类透镜天线电磁波反射干扰和损耗比较严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有的透镜天线加工不易、成本高的缺陷，提供一种加工简单、制造成本低的透镜天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种透镜天线，所述透镜天线包括馈源及设置在馈源前方的超材料面板，所述超材料面板包括核心层，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造微结构，所述核心层片层按照折射率分布可划分为位于中间位置的圆形区域以及分布在圆形区域周围且与所述圆形区域共圆心的多个环形区域，所述圆形区域及环形区域内相同半径处的折射率相同，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大折射率逐渐减小，所述圆形区域的折射率的最小值小于与其相邻的环形区域的折射率的最大值，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域的折射率的最小值小于处于外侧的环形区域的折射率的最大值，所述超材料面板还包括对称设置在核心层两侧的阻抗匹配层，所述阻抗匹配层的阻抗沿垂直于核心层的方向按照切比雪夫阻抗匹配方式渐变。

进一步地，所述核心层片层还包括覆盖人造微结构的填充层。

进一步地，所述核心层包括多个折射率分布相同且相互平行的核心层片层。

进一步地，所述圆心为核心层片层的中心，所述圆形区域以及多个环形区域的折射率变化范围相同，所述核心层片层的折射率n(r)分布满足如下公式：

n(r)=nmax-l2+r2-l-kλd;]]>

其中，n(r)表示核心层片层上半径为r处的折射率值；

l为馈源到核心层的距离；

d为核心层的厚度，d=λnmax-nmin;]]>

n_max表示核心层片层上的折射率最大值；

n_min表示核心层片层上的折射率最小值；

λ为入射电磁波的波长；

k=floor(l2+r2-lλ),]]>floor表示向下取整数。