本实用新型专利技术公开了一种波束转换装置，包括：柱状介质透镜和微带板；柱状介质透镜具有不同介电常数的多层同心圆结构，微带板设于柱状介质透镜的中芯部；微带板包括介质板及形成在介质板两侧的金属贴片矩阵。本实用新型专利技术提供的波束转换装置，通过多层不同介电常数的同心圆结构构成柱状介质透镜实现延迟透镜的功能，可将入射电磁波波束初步聚焦；电磁波在经过中心的微带板，通过微带板两侧的金属贴片矩阵，充当频率选择的功能，其在谐振频率上对电磁波具有全反射或者全传输的性能，达到滤除或选择特定频段的电磁波的目的，进一步对波束聚焦，达到高增益窄波束的目的，本实用新型专利技术结构简单，可采用均匀低损耗介质加工组装，重量轻且便于批量生产。便于批量生产。便于批量生产。
【技术实现步骤摘要】
一种波束转换装置
[0001]本技术涉及通信
，尤其涉及一种波束转换装置。
技术介绍
[0002]5G通信已经开始商用，在提供高速率、低时延、高可靠的数据传输的同时也面临很多挑战。为实现扩容、增密的目的，运营商采用超密集组网、大规模天线，其在增加业务流量密度的同时，也消耗了大量的资源，维持业务需求和资源能耗的平衡，降本增效是运营商当前的最大挑战。
[0003]在深度覆盖及容量覆盖区域，为实现特定形状的区域覆盖，一般采用赋形天线来进行容量覆盖及补盲，通过对天线单元赋予不同的阵因子来控制波束，是以牺牲增益的代价来实现赋形，尤其是在需要低副瓣、强指向性的情况下，其方向性系数更低。另外一种方法是采用luneberg(伦勃)介质减速透镜来实现目的，通过调节透镜的形状及折射率，改变入射电磁波的相速，迫使电磁波聚焦于一点，可以实现高增益、压窄波束、低副瓣等效果。理论上透镜天线的研究已取得了很多阶段性成果，但在实际应用中luneberg透镜天线还存在很多问题，例如难以控透镜介电常数从球心沿径向的连续均匀渐变，剖面尺寸过大占用太多天馈资源、不易实现透镜球的批量生产、整机重量过重不便于安装等缺点。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本技术提供了一种波束转换装置。
[0005]为达到上述目的，本技术采用了如下所述的技术方案：
[0006]一种波束转换装置，其包括：柱状介质透镜和微带板；所述柱状介质透镜具有不同介电常数的多层同心圆结构，所述微带板设于所述柱状介质透镜的中芯部；所述微带板包括介质板及形成在所述介质板两侧的金属贴片矩阵。
[0007]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，两侧的所述金属贴片矩阵关于介质板中心对称。
[0008]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，每一所述金属贴片矩阵包括周期性阵列排布的贴片，所述贴片的直径为Φ3＝0.02～0.15λ，相邻所述贴片间隔长度为t＝0.03～0.2λ，λ为辐射源的中心频率波长。
[0009]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述介质板上还包括围设在每一所述金属贴片矩阵外围的围框，所述围框的宽度等于所述贴片的直径。
[0010]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述柱状介质透镜包括空心圆柱及嵌套于所述空心圆柱里的实心柱芯，所述微带板设于所述实心柱芯的中芯部，所述空心圆柱和实心柱芯之间折射率不同。
[0011]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述空心圆柱的直径Φ1＝0.8～2λ，所述实心柱芯的直径Φ2＝0.2～1.2λ，所述微带板面积小于所述实心柱芯的剖面面积。
[0012]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述实心柱芯包括中心内凹的两个半圆柱，所述两个半圆柱对位后内凹处形成凹槽，所述微带板置于所述凹槽中。
[0013]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述波束转换装置从外到内的各层的介电常数依次增大。
[0014]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述柱状介质透镜设于辐射源的正上方，所述柱状介质透镜的中心距所述辐射源表面的高度h＝0.4～1.5λ，λ为辐射源的中心频率波长。
[0015]作为本技术提供的所述的波束转换装置的一种优选实施方式，所述辐射源为带反射板的半波偶极子天线或喇叭天线。
[0016]本技术具有以下有益效果：
[0017]本技术提供的波束转换装置，通过多层不同介电常数的同心圆结构构成柱状介质透镜实现延迟透镜的功能，可将入射电磁波波束初步聚焦；电磁波在经过中心的微带板，通过所述微带板两侧的金属贴片矩阵，充当频率选择的功能，其在谐振频率上对电磁波具有全反射或者全传输的性能，达到滤除或选择特定频段的电磁波的目的，因此可以进一步对波束聚焦，达到高增益窄波束的目的，本技术波束转换装置结构简单，可采用均匀低损耗介质加工组装，重量轻且便于批量生产。
附图说明
[0018]图1为本技术波束转换装置的结构示意图，图中柱状介质透镜透视显示；
[0019]图2为本技术波束转换装置的爆炸图；
[0020]图3为本技术波束转换装置中微带板的爆炸图；
[0021]图4为本技术波束转换装置中微带板的俯视图；
[0022]图5为本技术波束转换装置中实心柱芯与微带板的装配图；
[0023]图6为本技术波束转换装置装配于辐射源的结构示意图；
[0024]图7为本技术波束转换装置装配于辐射源后的侧视图；
[0025]图8为使用本技术波束转换装置前后的辐射性能对比图。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0027]请参考图1～5，本实施例提供了一种波束转换装置100，其包括：
[0028]柱状介质透镜1，其具有不同介电常数的多层同心圆结构；
[0029]微带板2，其设于所述柱状介质透镜1的中芯部；所述微带板2包括介质板21及形成在所述介质板21两侧的金属贴片矩阵22。
[0030]具体地，两侧的所述金属贴片矩阵22关于所述介质板21中心对称，两侧的所述金
属贴片矩阵22等效为电容器，通过金属贴片221的大小改变电容值，进而影响等效电路模型的传输函数，改变其相位相应，达到补偿球面波相位的目的。每一所述金属贴片矩阵22包括周期性阵列排布的贴片221，每一所述贴片221的直径为Φ3＝0.02～0.15λ，相邻所述贴片221间隔长度为t＝0.03～0.2λ，组成一个m*n的贴片矩阵22，其中λ为辐射源200的中心频率波长。
[0031]进一步地，所述介质板21上还包括围设在每一所述金属贴片矩阵22外围的围框23，所述围框23的宽度d1等于所述贴片221的直径Φ3。其中，所述贴片221不仅限于圆形贴片，也可使用正方形、多边形等形状。
[0032]所述波束转换装置100从外到内的各层的介电常数依次增大，即所述柱状介质透镜1的各层结构以及所述微带板2的介电常数互不相同，且每层为均匀介电常数，不同于伦勃透镜从球心到球面连续渐变介电常数。
[0033]优选但不限定地，所述柱状介质透镜1包括空心圆柱11及嵌套于所述空心圆柱11里的实心柱芯12，所述微带板2设于所述实心柱芯12的中芯部，所述空心圆柱11和实心柱芯12之间折射率不同。其中，所述空心圆柱11的直径Φ1＝0.8～2λ，所述实心柱芯12的直径Φ2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种波束转换装置，其特征在于，其包括：柱状介质透镜和微带板；所述柱状介质透镜具有不同介电常数的多层同心圆结构，所述微带板设于所述柱状介质透镜的中芯部；所述微带板包括介质板及形成在所述介质板两侧的金属贴片矩阵。2.根据权利要求1所述的波束转换装置，其特征在于，两侧的所述金属贴片矩阵关于介质板中心对称。3.根据权利要求1或2所述的波束转换装置，其特征在于，每一所述金属贴片矩阵包括周期性阵列排布的贴片，所述贴片的直径为Φ3＝0.02～0.15λ，相邻所述贴片间隔长度为t＝0.03～0.2λ，λ为辐射源的中心频率波长。4.根据权利要求3所述的波束转换装置，其特征在于，所述介质板上还包括围设在每一所述金属贴片矩阵外围的围框，所述围框的宽度等于所述贴片的直径。5.根据权利要求1所述的波束转换装置，其特征在于，所述柱状介质透镜包括空心圆柱及嵌套于所述空心圆柱里的实心柱芯，所述微带板...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋茂盛，王智君，蔡鲭，苏光杰，许永权，
申请(专利权)人：广东健博通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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