[发明专利]单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线

权利要求书

1.一种单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，包含：圆极化喇叭天线主体，以及覆盖设置在该圆极化喇叭天线主体顶部上方的单介质平面透镜；

所述的单介质平面透镜包含介质基片，以及嵌入设置在该介质基片内部的多个阵列单元；

所述的阵列单元采用方形柱体并在其中心开设圆形通孔的结构形式，且在介质基片内部采用基于馈源相位中心的相位补偿原理算法进行排布；

所述的圆极化喇叭天线主体包含由下至上依次设置的矩形波导、具有斜切角的圆波导和开口由窄到宽变化的喇叭状的圆开口波导；

所述的圆开口波导的顶部开口位置处设置有环状金属凸台，单介质平面透镜通过嵌入设置在该金属凸台内实现与圆极化喇叭天线主体的连接；

所述圆极化喇叭天线主体与单介质平面透镜采用一体化设计制成。

2.如权利要求1所述的单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，所述的基于馈源相位中心的相位补偿原理算法具体为：设定馈源相位中心位于单介质平面透镜的焦点位置，各个阵列单元的相位分布表示为：

θ_i＝tan^-1(r_i/f)；

f＝h-p；

其中，λ₀为入射波在空气中的波长，θ_i为入射路径偏离主轴的角度，f为单介质平面透镜的焦距，r_i为入射点距离单介质平面透镜的轴心的距离；h为圆极化喇叭天线主体的高度，p为圆极化喇叭天线主体的相位中心距离圆波导底部的距离；

根据得到的单介质平面透镜中的各个阵列单元的相位分布，确定各个阵列单元的圆形通孔的直径。

3.如权利要求1所述的单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，所述的阵列单元适用于线极化电磁波或圆极化电磁波。

4.如权利要求1所述的单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，所述的介质基片采用具有高介电常数的材料制成。

5.如权利要求1所述的单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，所述的单介质平面透镜与圆极化喇叭天线主体之间还设有空气层，位于圆开口波导的内部。

6.如权利要求3所述的单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，所述的具有斜切角的圆波导作为圆极化喇叭天线主体的线圆极化转化器，该圆波导的底端还设置有与矩形波导连接的矩形波导过渡段，该圆波导的顶端还设置有与圆开口波导连接的圆波导过渡段。

7.如权利要求6所述的单介质平面透镜加载的毫米波高增益圆极化喇叭天线，其特征在于，所述的圆波导的切线与水平方向的夹角为45°，该圆波导的长度为1.3λ₀。