[发明专利]一种龙伯透镜天线

说明书

本发明公开了一种龙伯透镜天线，包括：至少一个谐振单元，每个谐振单元包括组成田字形结构的四个金属开口谐振环；谐振单元的平面整体为方形，各个金属开口谐振环的开口分别位于方形的四个方向。通过四个金属开口谐振环组成田字形结构的谐振单元，方形的四个方向分别设置开口，可以接收各个方向的电磁波，解决了单一开口朝向带来的入射波方向问题，对入射波极化方向不敏感，可以适用于线极化入射与圆极化入射；另外，本申请的谐振单元结构简单，制作难度低，有利于降低制作成本。

技术领域

本发明属于龙伯透镜领域，涉及一种龙伯透镜天线。

背景技术

龙伯透镜天线是一种介电常数从1渐变到2的球形对称的介质透镜天线，距离透镜表面一定距离的球焦面都可以认为是其焦点。通过在透镜表面安放若干个馈源天线，就可以容易得到多波束性能，处于焦点处的馈源发出的球面电磁波经龙伯透镜的折射便可以转变成平面电磁波，由于龙伯透镜的这一特性，可将其应用于高增益天线的设计之中，目前龙伯透镜天线已经得到了较为广泛的应用。龙伯透镜天线的制造通常不采用完整的球体，而是做成半球的形状，半球的底面用反射电波的材料制作，这种设计难度比较大，也不利于成本的控制。另外在透镜天线中，透镜边缘的超表面单元处入射波同透镜平面存在交角，所以超表面透镜单元存在斜入射，容易引起折射波方向的畸变。

发明内容

本发明目的是：提供一种用于微波频段的龙伯透镜天线，解决入射波方向问题导致的相位偏移问题。

本发明的技术方案是：一种龙伯透镜天线，包括：至少一个谐振单元，每个所述谐振单元包括组成田字形结构的四个金属开口谐振环；所述谐振单元的平面整体为方形，各个所述金属开口谐振环的开口分别位于方形的四个方向。

通过四个金属开口谐振环组成田字形结构的谐振单元，方形的四个方向分别设置开口，可以接收各个方向的电磁波，解决了单一开口朝向带来的入射波方向问题，对入射波极化方向不敏感，可以适用于线极化入射与圆极化入射；另外，本申请的谐振单元结构简单，制作难度低，有利于降低制作成本。

其进一步的技术方案是：每个所述谐振单元包括上下叠拼的至少两组田字形结构的金属开口谐振环。

通过上下叠拼至少两组田字形结构的金属开口谐振环实现小型化以及展宽工作带宽。

其进一步的技术方案是：叠拼的各层田字形结构的金属开口谐振环之间通过金属过孔或金属柱连接。

通过金属过孔或金属柱连接叠拼的各层田字形结构的金属开口谐振环，可以进一步拓宽系统的工作带宽。

其进一步的技术方案是：所述谐振单元周期性排列附着在介质薄层上，各层介质薄层上的谐振单元排列为同心圆。

通过在单层介质薄层上周期性排列谐振单元，可以解决电磁波斜入导致的方向畸变问题。

其进一步的技术方案是：所述龙伯透镜天线由预定层数的介质薄层组成，各层介质薄层上的同心圆半径渐变；各层介质薄层堆叠后，介质薄层上的同心圆构成球体，单层介质薄层上的谐振单元尺寸一致，越靠近球心的介质薄层上的谐振单元的尺寸越大。

通过将附着有周期性排列的谐振单元的介质薄层堆叠成球体，田字形谐振单元的周期排列，加上径向上尺寸的渐变分布，可以实现渐变折射率分布，进而控制波的传播。

其进一步的技术方案是：所述介质薄层为方形或圆形。

方形或圆形的介质薄层较为规则，便于工程中的安装应用。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本申请提供的谐振单元的示意图；

图2是本申请提供的叠拼的谐振单元的示意图；

图3是本申请提供的龙伯透镜天线的单层介质薄层的示意图；