[發明專利]一種大口徑透鏡天線

在審

• 申請號: 201910097369.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109638474A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 伍洋;何應然;杜彪;吳建明;冀禎
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q19/06
• 分類號: H01Q19/06
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明涉及天線領域中的一種大口徑透鏡天線，所述的大口徑透鏡天線包括球形透鏡、球面相差校正透鏡和饋源組,球形透鏡中空，所述的饋源位于反面球面中心處，所述饋源的軸向與球面透鏡的徑向保持一致，饋源中的相位中心位于球形透鏡的球心,饋源由支撐柱支撐在球形透鏡的球心處，或者任意方向射入球形透鏡的電磁波且透射所形成的透射線的交點組成一與球形透鏡同心的反面球面，饋源中的相位中心位于反面球面上。可實現高增益寬角掃描，且性能隨掃描角度幾乎不變。

技術領域

本發明涉及天線領域中的一種大口徑透鏡天線，提供了一種高增益、多波束、寬角掃描天線的低成本實現方式。

背景技術

大口徑天線在衛星通信、導航、射電天文、雷達、無線電監測等眾多領域具有廣泛的應用。

從實現方式來說，多波束天線可分為相控陣天線、反射面天線和介質透鏡天線三種。

多波束相控陣天線利用波束合成網絡控制天線單元的相位，在不同的方向上，使電磁波滿足“空間相位差”與“陣內相位差”相同的條件，從而形成多個不同指向的瞬時波束。直射式多波束天線的優點在于其不存在口徑遮擋和掃描漏失，可以通過模擬或數字方式,在射頻、中頻或基帶上形成寬角度的掃描波束。由于相控陣天線成本較高，當需要實現高增益時價格往往無法接受。

多波束反射面天線采用焦平面陣列照射反射面，利用偏焦饋電形成多個不同指向的波束，但由于偏焦會帶來增益損失，因此反射面式的多波束天線各個波束的間距十分有限。

與多波束反射面天線類似，多波束透鏡天線利用介質透鏡作為電磁波的定向輻射器。透鏡天線最大的優勢在于其光學系統是一個旋轉對稱的球體，僅通過饋源網絡的移動即可改變波束的指向，而無需如反射面天線那般轉動沉重的反射系統。通過將多個饋源放置在不同半徑的軌道，就可以形成多個能夠隨意改變指向的波束，且不存在饋源偏焦和漏失增加引起的波束性能下降。因此多波束透鏡天線較反射面天線具有更為靈活的波束間隔、更廣的掃描范圍，以及更為一致的波束性能。但當實現高增益時，需要十分龐大的介質透鏡，導致重量和插入損耗引起的效率損失無法接受。

發明內容

本發明的目的在于解決高增益多波束天線的寬角掃描性能和成本工作問題，提供了一種大口徑透鏡天線。

本發明所采取的技術方案為：

一種大口徑透鏡天線，其所述的大口徑透鏡天線包括球形透鏡、球面相差校正透鏡和饋源組,球形透鏡中空，所述的饋源位于反面球面中心處，所述饋源4的軸向與球面透鏡1的徑向保持一致；

饋源2中的相位中心位于球形透鏡1的球心4,饋源2由支撐柱3支撐在球形透鏡1的球心4處，

或者

任意方向射入球形透鏡的電磁波且透射所形成的透射線的交點組成一與球形透鏡同心的反面球面，

饋源2中的相位中心位于反面球面上。

進一步的，球形透鏡1采用各向異性介質制成。

進一步的，以饋源組3的相位中心所在點為同心圓，

當

饋源2中的相位中心位于球形透鏡1的球心4,饋源2由支撐柱3支撐在球形透鏡1的球心4處時，同心圓與球心4重合；

當

任意方向射入球形透鏡的電磁波且透射所形成的透射線的交點組成一與球形透鏡同心的反面球面，同心圓與反面球面重合。

本發明與背景技術相比具有如下優點：

1.可實現高增益寬角掃描，且性能隨掃描角度幾乎不變。

2.只需要在一個小的球面上改變饋源的位置便可以實現，所需的機械運動非常小。