[发明专利]一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线

权利要求书

1.一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线，其特征在于：包括反射镜，所述反射镜由正方形混合介质板(1)和粘贴在该正方形混合介质板(1)下表面的金属平板(2)组成；所述正方形混合介质板(1)包括位于中心的介质板(11)和与该介质板(11)拼接的由多个混合介质单元(12)组成的环状阵列，所述介质板(11)的中心位置设置有第一圆柱形过孔(111)，所述正方形混合介质单元(12)由第二圆柱形过孔(121)和加载在其中的金属丝线(122)组成，所述环状阵列由m×m个周期性排布的混合介质单元(12)组成的面阵减去该面阵中心位置n×n个周期性排布的混合介质单元(12)构成，所述介质板(11)的板面尺寸与n×n个周期性排布的混合介质单元(12)占据的板面尺寸相等，该介质板(11)位于环状阵列的环内，m-n≥2，n≥2；所述第一圆柱形过孔(111)的中心固定有单极子天线单元(3)；所述正方形混合介质板(1)上表面一侧通过支架(4)固定有矩形波导(5)，且该矩形波导(5)输出端口的几何中心位于反射镜的焦点位置；

所述第二圆柱形过孔(121)，其半径R_i通过该第二圆柱形过孔(121)在正方形混合介质板(1)中所处的位置确定，具体计算公式为：

其中，f为反射镜的焦距，c为真空之中光速，f为工作频率，T为混合介质板的厚度，d为的第二圆柱形过孔轴线到正方形混合介质板中心法线的距离，b为混合介质单元的边长，ε_r为混合介质单元使用介质的介电常数。

2.根据权利要求1所述的一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线，其特征在于：所述介质板(11)的中心法线、矩形波导(5)腔体的轴线、所述第一圆柱形过孔(111)的轴线、以及所述单极子天线单元(3)的轴线，均与正方形混合介质板(1)的中心法线重合。

3.根据权利要求1所述的一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线，其特征在于：所述第二圆柱形过孔(121)，其轴线与第一圆柱形过孔(111)的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线，其特征在于：所述金属丝线(122)，其横截面的半径为r_i，该金属丝线(122)的轴线与其加载位置的第二圆柱形过孔(121)的轴线重合，r_i的计算公式为：

其中，ε_eff为混合介质单元径向的等效介电常数，其数值接近0，c为真空之中光速，f为工作频率，ε_r为混合介质单元使用介质的介电常数，R_i为金属丝线加载位置的第二圆柱形过孔的半径，b为混合介质单元的边长，且r_i＜＜b。