[發明專利]一種毫米波天線

在審

• 申請號: 201610141104.3
• 申請日: 2016-03-13
• 公開（公告）號: CN105552574A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 賽景波;梁子俊
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01Q19/06
• 分類號: H01Q19/06;H01Q19/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種喇叭透鏡天線，應用于 毫米波成像中。

背景技術

天線是傳送和接收電磁波的接口，如今的天線在毫米波成像方面 已經有很好的效果，但是這些天線結構性復雜，價格昂貴，比如：合 成孔徑天線，其構造原理和精度要求非常高，其使用的天線陣列價格 相比單天線是非常貴的，所以，本發明重在減少天線結構的復雜度與 可操作度并且減少天線的制作成本。

發明內容

本發明解決的主要技術問題是提供一種透鏡天線，用于解決毫米 波成像復雜的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種作用在 120ghz-200ghz毫米波頻段的非均勻曲率旋轉透鏡喇叭天線，包括裝 有饋源的喇叭、透鏡和匹配板。饋源放在喇叭直徑小的一端，透鏡和 匹配板放在喇叭的另一端。透鏡的材料是由聚四氟乙烯構成，該透鏡 的曲率是非均勻的。匹配板放在聚四氟乙烯透鏡的兩側。匹配板是一 個曲面板，包括非諧振基本單元和像蜂窩一樣的大小相同的正六邊形 金屬框，這樣可以最大程度接收毫米波的同時并減少電磁波在透鏡和 空氣交界面上的反射。

透鏡是非均勻曲率的，即相同半徑處曲率不同并從透鏡中心向外 隨著半徑的增大曲率逐漸減小。透鏡是中央厚度3cm，直徑10cm的 圓形，選取透鏡邊緣上的一點，從該點起每(1/12)π弧度的區域為界限， 在透鏡的二分之一范圍內，每(1/12)π弧度的區域的厚度均勻減小相鄰 區域厚度的最小厚度的1/12到1/2不等，在透鏡的另外一半，也以 (1/12)π弧度的區域為界限，非均勻的增加相鄰區域最大厚度的1/12 到3/4不等至原來曲率。這樣可以得到一個平滑曲面的非均勻曲率透 鏡。

所述的匹配板是曲面介質板，其中一個面上有若干正個六邊形匹 配板非諧振單元，每個匹配板非諧振單元內印刷有六邊形金屬框，該 匹配板每個非諧振單元上的正六邊形金屬框的面積相同，匹配板的數 量至少有兩塊，放在非均勻曲率聚四氟乙烯透鏡的兩側，匹配板和透 鏡之間固定連接并留有距離，這樣可以最大程度使毫米波入射并減少 電磁波在透鏡和空氣交界面上由于阻抗失配而引起的反射。

所述的匹配板和聚四氟乙烯透鏡之間距離固定。

所述的透鏡天線，透鏡的中心處連接有電機，電機每秒鐘轉動 80-100圈，透鏡隨著電機一起轉動。喇叭和饋源固定不動，饋源一般 與透鏡的距離大于透鏡最大焦距的1倍并且小于最小焦距的2倍。

附圖說明

圖1為本發明天線的結構示意圖。

圖2為透鏡的結構示意圖。

圖3為六邊形金屬框的結構示意圖。

圖4為非諧振單元的結構示意圖。

圖中：1、非均勻曲率聚四氟乙烯透鏡橫截面，2、匹配板，3、 喇叭，4、電機，5、六邊形金屬框，6、非諧振單元。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的一種非均勻曲率旋轉透鏡喇叭天線可以作 用在120ghz-200ghz毫米波頻段成像，包括喇叭(3)、透鏡(1)和 匹配板(2)；匹配板(2)與透鏡(1)之間用硬塑料固定；喇叭(3) 上裝有饋源，饋源放在喇叭(3)直徑小的一端，透鏡(1)和匹配板 (2)放置在喇叭(3)直徑大的一端，透鏡(1)和匹配板(2)的形 狀和喇叭(3)的形狀相同，透鏡(1)和匹配板(2)的口徑小于喇 叭(3)的口徑。

如圖2所示，透鏡(1)是非均勻曲率面，其是由聚四氟乙烯材 料制成的。因此，透鏡結構簡單，便于生產制造。相同半徑處曲率不 同并從透鏡(1)中心向外隨著半徑的增大曲率逐漸減小。透鏡(1) 是中央厚度3cm，直徑10cm的圓形，選取透鏡(1)邊緣上的一點， 從該點起每(1/12)π弧度的區域為界限，在透鏡(1)的二分之一范圍 內，每(1/12)π弧度的區域的厚度均勻減小相鄰區域厚度的最小厚度的 1/12到1/2不等，在透鏡(1)的另外一半，也以(1/12)π弧度的區域 為界限，非均勻的增加相鄰區域最大厚度的1/12到3/4不等至原來曲 率。透鏡(1)從中心沿著半徑方向，每1cm厚度均勻減少1/2。由 此得到一個平滑曲面的非均勻曲率透鏡。