带平面透镜的天线制造技术

本实用新型专利技术提供一种带平面透镜的天线，其对电磁波有聚焦作用，加工工艺简单，聚焦性能良好。带平面透镜的天线，包括馈源件和平面透镜；特别地，所述平面透镜由若干介质层构成；所述介质层的数量为2～18层；对于某一介质层其各处的厚度均匀；相邻的介质层紧贴排列，且相邻的介质层它们各自的介电常数互不相同；最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层是按照介电常数越来越大的规律排列，或者是按照介电常数先增后减的规律排列。本实用新型专利技术的带平面透镜的天线，在提供相同增益的情况下，其体积比现有的天线尺寸小很多，更易于安装和维护，成本也更低。

Antenna with plane lens

【技术实现步骤摘要】
带平面透镜的天线
本技术涉及通讯天线，尤其涉及带平面透镜的天线。
技术介绍
对于移动通信中经常用到窄波束高增益天线，这种高增益的天线的体表迎风面积很大，对架设天线的安装铁塔要求非常高。为了让天线达到高增益窄波束的目的，目前常用的方法是在天线的发射面前安装球状透镜或柱状透镜来对电磁波进行聚焦，但这些透镜加工工艺复杂，成品的各向异性率高。名为“一种带介质透镜模块的阵列平板天线”的中国专利文献，授权公告号CN205564975U，公开了一种带平面介质透镜模块的天线，其介质透镜模块是介电常数在2.60～2.74范围内的单层结构，这种介质透镜模块是需要配合谐振腔使用的。然而为天线构建谐振腔比较麻烦、成本比较高，而且并非所有天线都适合配置谐振腔。因此需要对现有的带透镜的天线的结构进行改进。
技术实现思路
本技术提供一种带平面透镜的天线，其对电磁波有聚焦作用，加工工艺简单，聚焦性能良好。采用以下的技术方案：带平面透镜的天线，包括馈源件和平面透镜；特别地，所述平面透镜由若干介质层构成；所述介质层的数量为2～18层；对于某一介质层其各处的厚度均匀；相邻的介质层紧贴排列，且相邻的介质层它们各自的介电常数互不相同；最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层是按照介电常数越来越大的规律排列，或者是按照介电常数先增后减的规律排列。本天线的工作原理是：天线的增益和天线的方向图息息相关，如天线的方向图波束宽度越窄，天线的增益在馈电网络同等损耗下就越高。如果想要天线的波束宽度变窄,常规的天线的设计思路是增大天线的有效辐射面积。一般而言，天线的尺寸越大，天线的波束越窄，而本技术的透镜天线是通过平面透镜，将来自馈源件的宽波束聚焦变窄而提高增益，使得同等增益下天线的尺寸变小。而平面透镜的工作原理是，电磁波穿过介电常数大于1的介质层时，垂直穿过介质层的那部分电磁波的传播方向不会被改变；而非垂直穿过介质层的那部分电磁波的传播方向将被改变。馈源件在经过多层介质层改变方向后，其波束宽度将变窄，指向性更强、增益将变高，尤其适用于高频通讯例如5G通讯之用。本技术的平面透镜，其介质层之间可以有2种不同的排列规律，这两种不同的排列规律如何选择，是跟馈源件的工作频率、馈源件的尺寸、各介质层的介电常数设定、实际测定效果等有关的，但该两种排列规律最终都是要使原波束的宽度变窄、指向性更强。所述介质层的厚度在0.1～1波长范围内，所述波长是指馈源件工作时电磁波的波长。相邻的介质层它们的介电常数之差可以是在0.002～2范围之内。相邻的介质层它们的介电常数之差可以是一个常量。所述平面透镜的轮廓形状可以是多边形或圆形。所述平面透镜的轮廓大小最好在以下矩形范围内或圆形范围内：所述矩形范围是指长在0.5波长～10波长，宽在0.5波长～10波长的矩形范围；圆形范围是指直径在0.5波长～10波长的圆形范围；所述波长是指馈源件工作时电磁波的波长。所述介质层的结构优选是在非金属材料中混入纤维状的金属导体。所述馈源件可以是一个单振子，也可以是振子阵列。所述馈源件优选是一个5G频段的馈源件或振子阵列。本技术的带平面透镜的天线，在提供相同增益的情况下，其体积比现有的天线尺寸小很多，更易于安装和维护，成本也更低。附图说明：图1是实施例1的结构示意图；图2是实施例2的结构示意图；图3是实施例3的结构示意图；图4是实施例4的结构示意图。附图标记说明：11-馈源件；12-平面透镜；22-平面透镜；32-平面透镜；41-馈源件。具体实施方式下面结合实施例对本
技术实现思路
作进一步说明。实施例1如图1所示，本实施例的带平面透镜的天线包括馈源件11和平面透镜12。其中，平面透镜由5层介质层构成，对于某一介质层其各处的厚度是均匀的，但不同的介质层它们的厚度不一定相等。相邻的介质层紧贴排列，且相邻的介质层它们各自的介电常数互不相同。最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层它们各自的介电常数依次是DK101、DK102、DK103、DK104、DK105，其中，DK101＜DK102＜DK103＜DK104＜DK105，即这些介质层是按照介电常数越来越大的规律排列。馈源件的波束在穿透平面透镜的过程中，不同介电常数的介质层会影响波束的传播方向，本实施例的平面透镜其介质层是按照介电常数越来越大的规律排列，因此它是以单纯聚焦的方式最终使得原波束的宽度变窄，指向性更强。应当说明的是，各介质层之间并非必定具有清晰的分界面，事实上这些介质层之间通常会存在一个过渡区域，在过渡区域内介电常数理论上也是过渡性的变化。实施例2如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：平面透镜22由11层介质层构成，最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层它们各自的介电常数依次是DK201、DK202、DK203、DK204、DK205、DK206、DK207、DK208、DK209、DK210、DK211，其中，DK201＜DK202＜DK203＜DK204＜DK205＜DK206，而DK206＞DK207＞DK208＞DK209＞DK210＞DK211，即这些介质层是按照介电常数先增后减的规律排列。本实施例的平面透镜22其介质层是按照介电常数先增后减的规律排列，因此它是以先聚焦后发散的方式最终使得原波束的宽度变窄，指向性更强。应当说明的是，此时发散的效果强度应当要小于聚焦的效果强度，才能最终使得原波束的宽度变窄。本实施例中，DK201、DK202、DK203、DK204、DK205、DK206构成等差数列A1。DK206、DK207、DK208、DK209、DK210、DK211也构成等差数列A2。另外，等差数列A1的公差可以与等差数列A2的公差的绝对值相等。实施例3如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：平面透镜32由9层介质层构成，最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层它们各自的介电常数依次是DK301、DK302、DK303、DK304、DK305、DK306、DK307、DK308、DK309，其中，DK301＜DK302＜DK303＜DK304＜DK305，而DK305＞DK306＞DK307＞DK308＞DK309，即这些介质层是按照介电常数先增后减的规律排列。并且，DK301≠DK309、DK302≠DK308、DK303≠DK307、DK304≠DK306。实施例4如图4所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：馈源件41是振子阵列。本说明书列举的仅为本技术的较佳实施方式，凡在本技术的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.带平面透镜的天线，包括馈源件和平面透镜；其特征是：所述平面透镜由若干介质层构成；所述介质层的数量为2～18层；对于某一介质层其各处的厚度均匀；相邻的介质层紧贴排列，且相邻的介质层它们各自的介电常数互不相同；最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层是按照介电常数越来越大的规律排列，或者是按照介电常数先增后减的规律排列。/n

【技术特征摘要】
1.带平面透镜的天线，包括馈源件和平面透镜；其特征是：所述平面透镜由若干介质层构成；所述介质层的数量为2～18层；对于某一介质层其各处的厚度均匀；相邻的介质层紧贴排列，且相邻的介质层它们各自的介电常数互不相同；最靠近馈源件的介质层至最远离馈源件的介质层是按照介电常数越来越大的规律排列，或者是按照介电常数先增后减的规律排列。


2.如权利要求1所述的带平面透镜的天线，其特征是：所述介质层的厚度在0.1～1波长范围内，所述波长是指馈源件工作时电磁波的波长。


3.如权利要求1所述的带平面透镜的天线，其特征是：相邻的介质层它们的介电常数之差是在0.002～2范围之内。


4.如权利要求1所述的带平面透镜的天线，其特征是：相邻的介质层它们的介电常数之差是一个常量。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪振，尚春辉，
申请(专利权)人：佛山市粤海信通讯有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44