[發明專利]一種基于MEMS陣列透鏡天線

有效

• 申請號: 201910432586.1
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110137698B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 葉松;姜丹丹;馬文英;丁川;陶健
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H01Q21/29
• 分類號: H01Q21/29;H01Q21/20;H01Q3/06;H01Q1/12
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

本發明公開了一種基于MEMS陣列透鏡天線，包括天線陣列單元，每個所述天線陣列單元與水平地面之間呈角度安裝，且若干個所述天線陣列單元組合呈凹透鏡陣列和凸透鏡陣列排列；本發明實現把MEMS天線陣列單元做成透鏡的形式，其中凸透鏡天線陣列單元無需轉動，可擴大天線的輻射范圍；凹透鏡天線陣列單元，產生的信號匯聚于一點再進行發射，增強了發射強度，可實現點對點的通信；同時無需機械式的轉動，天線單元本身呈一定的角度安裝，加之可調制的扭動，其輻射面實現更大范圍的覆蓋，避免了機械式雷達依靠傳統機械式轉動，實現波束的掃描轉動，改善了機械式掃描目標反映速度慢、更新速率低、分辨率差等的影響。

技術領域

本發明涉及通信天線領域，具體為一種基于MEMS陣列透鏡天線。

背景技術

傳統的陣列雷達通常采用機械式掃描或者電掃描式即相控陣雷達。機械掃描式雷達是通過轉動雷達天線實現波束掃描，由于其受機械式轉動的影響，反應速度慢、目標更新速率低、分辨率差、多功能性弱、電子對抗能力差、體積大、功耗高、價格昂貴。雖然電掃描式雷達即相控陣雷達是通過控制天線陣元的饋電方法，靈活控制波束指向，其波束指向靈活，能實現無慣性快速掃描，數據率高、且分辨率、多功能性及電子對抗能力強，然而傳統的相控陣雷達價格昂貴、功率消耗大、體積大、冷卻需求大。這是因為相控陣雷達中每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件。不同的振子通過移相器可以被饋入不同的相位的電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束。這種雷達的工作基礎是相位可控的陣列天線。不管是機械式掃描還是電掃描式雷達都是靠控制天線單元的各個方向掃描完成的。

電掃描式雷達天線，其工作基礎都是相位可控的陣列天線，每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件，不同的振子通過移相器可以被饋入不同的相位的電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束；傳統的陣列雷達通常采用機械式掃描或者電掃描式即相控陣雷達，機械掃描式雷達是通過轉動雷達天線實現波束掃描，由于其受機械式轉動的影響，反應速度慢、目標更新速率低、分辨率差、多功能性弱、電子對抗能力差、體積大、功耗高、價格昂貴，雖然電掃描式雷達即相控陣雷達是通過控制天線陣元的饋電方法，靈活控制波束指向，其波束指向靈活，能實現無慣性快速掃描，數據率高、且分辨率、多功能性及電子對抗能力強，然而傳統的相控陣雷達價格昂貴、功率消耗大、體積大、冷卻需求大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于MEMS陣列透鏡天線，為了克服上述的技術問題，將MEMS天線按透鏡形式陣列，可以改變天線的排列角度，無需轉動，就可實現各個方位上的掃描。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于MEMS陣列透鏡天線，包括天線陣列單元，每個所述天線陣列單元與水平地面之間呈角度安裝，且若干個所述天線陣列單元組合呈凹透鏡陣列和凸透鏡陣列排列，所述天線陣列單元包括天線單元、基底、旋轉安裝座和電極，所述天線單元兩側分別與兩個旋轉安裝座頂端內側活動連接，且旋轉安裝座底端固定在底部的基底上，所述基底上表面對稱安裝有兩個電極，兩個所述電極分別位于天線單元下表面兩端下方。

作為本發明進一步的方案：該天線的具體使用步驟如下：

天線陣列單元按一定的結構形式組合排列，排列成凹透鏡陣列和凸透鏡陣列結構，這樣每個天線陣列單元呈現傾斜角度，輻射角度和范圍不同，同時每個天線單元與旋轉安裝座活動連接，當天線單元底側兩端下方安裝在基底上的兩個電極中的某一個電極通電和天線單元表面產生電勢差，產生靜電吸引力，使天線單元表面傾斜，從而改變出射波束的方向，通過調制來控制波束，實現波束的偏轉，當天線單元發射信號時，可以產生偏轉角度，擴大輻射范圍，無需機械式的轉動，同時根據透鏡原理，凹透鏡陣列的天線陣列單元產生的信號匯聚于一點再進行發射，增大了信號的發射強度。