一种基于椭圆旋转抛物面相位分布的空间透镜扫描天线及其波束扫描方法技术

本发明专利技术提出一种基于椭圆旋转抛物面相位分布的空间透镜扫描天线及其波束扫描方法，在波束扫描时，其相位误差随扫描角度的增加不变，因此增益下降缓慢，远优于传统的等光程原理设计的透镜天线；结构简单，加工方便，可用于微波、毫米波、太赫兹等各个频段；无需复杂的有源组件，馈电网络，也避免了复杂的透镜设计，极大地降低了系统复杂度，并提高了设计灵活度；制造成本低，功耗低，无需特殊的散热结构，因此成本和复杂度远低于相控阵、Lunberg透镜和复杂网络多波束天线。

【技术实现步骤摘要】
一种基于椭圆旋转抛物面相位分布的空间透镜扫描天线及其波束扫描方法
本专利技术属于天线技术、无线通信技术、雷达技术、成像
,具体涉及一种基于椭圆旋转抛物面相位分布的空间透镜扫描天线及其波束扫描方法。
技术介绍
具有波束扫描和目标跟踪功能力的天线是现代无线通信系统，如雷达、卫星通信、微波通信，以及新一代移动通信等普遍要求。传统的天线扫描通常采用整体机械式旋转扫描，组合Butler矩阵馈电扫描，组合Rotman透镜网络馈电扫描，Lunberg透镜扫描，以及加载了T/R组件的相控阵扫描等方案。相对而言，机械式旋转扫描天线容易实现，伺服系统发展的比较成熟，因而应用比较多。机械式旋转扫描天线方式虽然应用较多，但是由于其机械结构体积大、响应不实时，且结构设计复杂，急需替代方案。对于Butler矩阵馈电网络，Rotman透镜网络馈电等实现方式，虽然可以实现多波束扫描但是受馈电网络限制，只能实现离散的几个特定角度的波束，并不能实现连续扫描，同时其馈电网络结构复杂，导致系统整体复杂度也很高。Lunberg透镜方案可实现多波束，或者通过馈源在球形焦面上的移动实现波束扫描。但是由于其设计原理限制，往往本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于椭圆旋转抛物面相位分布透镜的空间扫描天线及其波束扫描方法，其特征在于：所述空间扫描天线，包括设置于底部的馈电天线，和位于馈电天线上方的旋转抛物面相位分布的电磁透镜；所述电磁透镜由亚波长相位突变单元按照所需的旋转抛物面相位分布排列而成，每个相位突变单元具有较高的电磁波透射率；所述空间扫描天线，通过平移馈源天线，就可以改变电磁透镜和馈源天线在整个空间扫描天线出射口面处的合成相位梯度，从而控制该空间扫描天线的波束指向，实现整个半球空间的二维扫描；所述波束扫描方法，包括如下步骤：步骤1，将高透射率旋转抛物面相位分布的电磁透镜和馈电天线沿着中心轴线平行放置，保证馈电天线在最下方，并且馈源天线...

【技术特征摘要】
1.一种基于椭圆旋转抛物面相位分布透镜的空间扫描天线及其波束扫描方法，其特征在于：所述空间扫描天线，包括设置于底部的馈电天线，和位于馈电天线上方的旋转抛物面相位分布的电磁透镜；所述电磁透镜由亚波长相位突变单元按照所需的旋转抛物面相位分布排列而成，每个相位突变单元具有较高的电磁波透射率；所述空间扫描天线，通过平移馈源天线，就可以改变电磁透镜和馈源天线在整个空间扫描天线出射口面处的合成相位梯度，从而控制该空间扫描天线的波束指向，实现整个半球空间的二维扫描；所述波束扫描方法，包括如下步骤：步骤1，将高透射率旋转抛物面相位分布的电磁透镜和馈电天线沿着中心轴线平行放置，保证馈电天线在最下方，并且馈源天线在xoz面和yoz面的相位中心到电磁透镜的距离为fx和fy；步骤2，由电磁透镜相位分布和馈源天线相位分布得到总的相位分布；步骤3，运用步骤2的合成方法，将馈源天线平行于电磁透镜移动，得到在电磁透镜平面处，馈源天线的相位分布，进一步得到相应新的总相位分布；步骤4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩放，王鹏程，王正斌，张业荣，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32