双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线制造技术

本发明专利技术公开了一种双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线。它包括金属圆盘形平行板波导、介质、双极化馈源天线；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成双极化非对称介质填充柱透镜，双极化馈源天线固定在金属圆盘形平行板波导的边缘处。所述的双极化馈源天线为水平极化圆锥介质天线及其阵列或垂直极化圆锥介质天线及其阵列或双极化圆锥介质天线及其阵列。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线，尤其涉及一种双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线。
技术介绍
介质透镜天线被广泛应用于卫星通信、雷达探测以及电子对抗等领域。介质透镜技术包括了薄透镜、球透镜以及柱透镜天线等，这些透镜天线最大的特点是结构简单、扫描范围宽，可以实现低损耗的宽带工作。2001年由多伦多大学和密歇根大学共同研制的均匀球透镜天线，第一次在77GHz实现覆盖范围宽达180°的多波束扫描。该球面透镜天线由33个渐变槽天线组成的水平面半圆阵列进行馈电，每个单元产生的3dB波束宽度为5.5°，这样能覆盖33×5.5＝181.5°的水平扫描范围。该馈电阵列可以很方便地印刷在同一个平面介质基片上，并放置于球面透镜的赤道平面上，由于球面透镜的自对称性，每个馈电单元产生的扫描波束几乎一致，这使得球面透镜的扫描角度非常宽，可以很方便地达到180度扫描。由于球透镜天线在加工制作、系统固定等方面存在一些实际困难，这时可以采用更为简单的柱面透镜天线来实现多波束扫描。柱面透镜天线产生的方向图为扇形波束，它在水平面内可以实现窄波束扫描，而在垂直面内则产生较宽的波束。龙伯(Luneberg)透镜由R.K.Luneberg于1944提出，一提出就引起了学术界的强烈反响。此后基于龙伯透镜的透镜天线相继被提出，这些天线性能优良，口径效率可以做得很高。同时由于龙伯透镜天线的球对称特性，可应用于航天通信、卫星跟踪等领域。申请号为200710140739.2，名称为一种无线电波透镜天线装置的专利，公开了一种透镜天线，该天线由半球介质龙伯透镜和反射板和支持器支撑的设在透镜焦点部的天线元件组成。申请号为200580009846.0，名称为龙伯透镜天线装置的专利，公开了一种透镜天线，该天线包括，半球形龙伯透镜，天线固定装配架，无线电波反射器以及其他固定装置。申请号为201110026407.8，名称为部分介质对称填充柱透镜天线的专利，公开了一种透镜天线，该天线包括金属圆盘形平行板波导，两个介质，馈源天线，弧形金属支撑板。申请号为201110026408.2，名称为部分介质非对称填充柱透镜天线的专利，公开了一种透镜天线，该天线包括金属圆盘形平行板波导，介质，馈源天线，弧形金属支撑板。上述透镜天线只能实现单一极化，且俯仰面扫描范围有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，包括金属圆盘形平行板波导、介质、一个或多个水平极化圆锥介质天线；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质的上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成双极化非对称介质填充柱透镜；水平极化圆锥介质天线包括介质基片、金属薄片、矩形金属箱和圆锥形介质，金属箱的正面开有圆柱形空腔；圆锥形介质由两个共底同轴的圆锥一体形成，其中一个圆锥伸入圆柱形空腔内，圆锥的底面直径与圆柱形空腔直径相等；金属箱的一侧面靠近圆柱形空腔底部开有一沿圆柱形空腔中轴线方向的矩形缝隙，在该侧面外表面固定介质基片；介质基片的外表面固定矩形金属薄片，金属薄片与矩形缝隙垂直；一个或多个水平极化圆锥介质天线固定在金属圆盘形平行板波导的边缘处，介质基片与金属圆盘形平行板波导的金属圆盘垂直。所述的双极化非对称介质填充柱透镜的折射率变化符合广义龙伯定律其中R为双极化非对称介质填充柱透镜的半径，r为双极化非对称介质填充柱透镜上任一点到圆心的距离，n为双极化非对称介质填充柱透镜的折射率，n0和δ为可变参数。一种水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线阵列，由多个上述水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线上下堆叠组成。一种垂直极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，包括金属圆盘形平行板波导、介质、一个或多个垂直极化圆锥介质天线；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质的上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成双极化非对称介质填充柱透镜；垂直极化圆锥介质天线包括介质基片、金属薄片、矩形金属箱和圆锥形介质，金属箱的正面开有圆柱形空腔；圆锥形介质由两个共底同轴的圆锥一体形成，其中一个圆锥伸入圆柱形空腔内，圆锥的底面直径与圆柱形空腔直径相等；金属箱的一侧面靠近圆柱形空腔底部开有一沿圆柱形空腔中轴线方向的矩形缝隙，在该侧面外表面固定介质基片；介质基片的外表面固定矩形金属薄片，金属薄片与矩形缝隙垂直；一个或多个垂直极化圆锥介质天线固定在金属圆盘形平行板波导的边缘处，介质基片与金属圆盘形平行板波导的金属圆盘平行。所述的双极化非对称介质填充柱透镜的折射率变化符合广义龙伯定律其中R为双极化非对称介质填充柱透镜的半径，r为双极化非对称介质填充柱透镜上任一点到圆心的距离，n为双极化非对称介质填充柱透镜的折射率，n0和δ为可变参数。一种垂直极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线阵列，由多个上述垂直极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线上下堆叠组成。一种双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，包括金属圆盘形平行板波导、介质、一个或多个双极化圆锥介质天线；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质的上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成双极化非对称介质填充柱透镜；双极化圆锥介质天线包括介质基片、金属薄片、矩形金属箱和圆锥形介质；金属箱的正面开有圆柱形空腔；圆锥形介质由两个共底同轴的圆锥一体形成，其中一个圆锥伸入圆柱形空腔内，圆锥的底面直径与圆柱形空腔直径相等；金属箱的两个相邻侧面靠近圆柱形空腔底部分别开有一沿圆柱形空腔中轴线方向的矩形缝隙，在矩形缝隙所在侧面的外表面固定介质基片；介质基片的外表面固定矩形金属薄片，金属薄片与矩形缝隙垂直；一个或多个双极化圆锥介质天线固定在金属圆盘形平行板波导的边缘处。所述的双极化非对称介质填充柱透镜的折射率变化符合广义龙伯定律其中R为双极化非对称介质填充柱透镜的半径，r为双极化非对称介质填充柱透镜上任一点到圆心的距离，n为双极化非对称介质填充柱透镜的折射率，n0和δ为可变参数。一种双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线阵列，由多个上述双极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线上下堆叠组成。...

【技术保护点】
一种水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，其特征在于，包括金属圆盘形平行板波导(1)、介质(2)、一个或多个水平极化圆锥介质天线(3)；金属圆盘形平行板波导(1)由上下两个金属圆盘构成，介质(2)的上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板波导(1)的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导(1)的上下两个金属圆盘间的腔体和介质(2)共同组成双极化非对称介质填充柱透镜；水平极化圆锥介质天线(3)包括介质基片(31)、金属薄片(32)、矩形金属箱(33)和圆锥形介质(34)，金属箱(33)的正面开有圆柱形空腔；圆锥形介质(34)由两个共底同轴的圆锥一体形成，其中一个圆锥伸入圆柱形空腔内，圆锥的底面直径与圆柱形空腔直径相等；金属箱(33)的一侧面靠近圆柱形空腔底部开有一沿圆柱形空腔中轴线方向的矩形缝隙(35)，在该侧面外表面固定介质基片(31)；介质基片(31)的外表面固定矩形金属薄片(32)，金属薄片(32)与矩形缝隙(35)垂直；一个或多个水平极化圆锥介质天线(3)固定在金属圆盘形平行板波导(1)的边缘处，介质基片(31)与金属圆盘形平行板波导(1)的金属圆盘垂直。

【技术特征摘要】
1.一种水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，其特征在于，包括金属圆盘形平
行板波导(1)、介质(2)、一个或多个水平极化圆锥介质天线(3)；金属圆盘形平行板波导
(1)由上下两个金属圆盘构成，介质(2)的上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板
波导(1)的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导(1)的上下两个金属圆盘间的腔体和介质
(2)共同组成双极化非对称介质填充柱透镜；水平极化圆锥介质天线(3)包括介质基片(31)、
金属薄片(32)、矩形金属箱(33)和圆锥形介质(34)，金属箱(33)的正面开有圆柱形空
腔；圆锥形介质(34)由两个共底同轴的圆锥一体形成，其中一个圆锥伸入圆柱形空腔内，
圆锥的底面直径与圆柱形空腔直径相等；金属箱(33)的一侧面靠近圆柱形空腔底部开有一
沿圆柱形空腔中轴线方向的矩形缝隙(35)，在该侧面外表面固定介质基片(31)；介质基片
(31)的外表面固定矩形金属薄片(32)，金属薄片(32)与矩形缝隙(35)垂直；一个或多
个水平极化圆锥介质天线(3)固定在金属圆盘形平行板波导(1)的边缘处，介质基片(31)
与金属圆盘形平行板波导(1)的金属圆盘垂直。
2.根据权利要求1所述的水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，其特征在于，
所述的双极化非对称介质填充柱透镜的折射率变化符合广义龙伯定律其中R为双极化非对称介质填充柱透镜的半径，r为双极化非对称介质填充柱透镜上任一点
到圆心的距离，n为双极化非对称介质填充柱透镜的折射率，n0和δ为可变参数。
3.一种水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线阵列，其特征在于，由多个权利要
求1所述水平极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线上下堆叠组成。
4.一种垂直极化圆锥介质馈源非对称介质填充柱透镜天线，其特征在于，包括金属圆盘形平
行板波导(1)、介质(2)、一个或多个垂直极化圆锥介质天线(4)；金属圆盘形平行板波导
(1)由上下两个金属圆盘构成，介质(2)的上表面为弧形面，下表面与金属圆盘形平行板
波导(1)的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导(1)的上下两个金属圆盘间的腔体和介质
(2)共同组成双极化非对称介质填充柱透镜；垂直极化圆锥介质天线(4)包括介质基片(41)、
金属薄片(42)、矩形金属箱(43)和圆锥形介质(44)，金属箱(43)的正面开有圆柱形空
腔；圆锥形介质(44)由两个共底同轴的圆锥一体形成，其中一个圆锥伸入圆柱形空腔内，
圆锥的底面直径与圆柱形空腔直径相等；金属箱(43)的一侧面靠近圆柱形空腔底部开有一
沿圆柱形空腔中轴线方向的矩形...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锡东，杨帆，
申请(专利权)人：吴锡东，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA