[發(fā)明專(zhuān)利]高功率微波極化轉(zhuǎn)換超透鏡天線(xiàn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010582416.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111585030B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁成衛(wèi);趙旭浩;張建德;張強(qiáng);孫云飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q13/02
• 分類(lèi)號(hào): H01Q13/02;H01Q1/50;H01Q15/04;H01Q15/24
• 代理公司: 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 陳暉

1.一種高功率微波極化轉(zhuǎn)換超透鏡天線(xiàn)，其特征在于高功率微波極化轉(zhuǎn)換超透鏡天線(xiàn)由喇叭天線(xiàn)(1)和極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)兩部分構(gòu)成，其中喇叭天線(xiàn)(1)為圓錐喇叭天線(xiàn)，由第一法蘭盤(pán)(11)、圓錐喇叭(12)和第二法蘭盤(pán)(13)組成；喇叭天線(xiàn)(1)一端通過(guò)第一法蘭盤(pán)(11)與微波源相連作為輸入端口，另一端通過(guò)第二法蘭盤(pán)(13)與極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)焊接作為輸出端口，第一法蘭盤(pán)(11)和第二法蘭盤(pán)(13)分別與圓錐喇叭(12)的兩端相連；定義高功率微波極化轉(zhuǎn)換超透鏡天線(xiàn)靠近微波源的一端為輸入端，定義高功率微波極化轉(zhuǎn)換超透鏡天線(xiàn)遠(yuǎn)離微波源的一端為輸出端；喇叭天線(xiàn)(1)和極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)共軸，中心軸線(xiàn)為OO’；

喇叭天線(xiàn)(1)的第一法蘭盤(pán)(11)焊接在圓錐喇叭(12)輸入端的外壁上，第二法蘭盤(pán)(13)焊接在圓錐喇叭(12)輸出端的外壁上；第一法蘭盤(pán)(11)呈圓環(huán)狀，其外直徑為D₁，內(nèi)直徑為D₂，圓環(huán)厚度即軸向長(zhǎng)度為t₁；圓錐喇叭(12)由圓波導(dǎo)(121)和圓錐波導(dǎo)(122)連接而成，其中圓波導(dǎo)(121)形狀為一個(gè)圓筒，內(nèi)直徑等于D₂，軸向長(zhǎng)度為t₂，波導(dǎo)壁厚為s；圓錐波導(dǎo)(122)與圓波導(dǎo)(121)相連一端的內(nèi)直徑等于D₂，遠(yuǎn)離圓波導(dǎo)(121)一端的內(nèi)直徑為D₃，軸向長(zhǎng)度為l₁，波導(dǎo)壁厚等于s，D₃D₂；第二法蘭盤(pán)(13)呈圓環(huán)狀，其外直徑為D₄，內(nèi)直徑等于D₃，第二法蘭盤(pán)(13)圓環(huán)厚度即軸向長(zhǎng)度等于t₁；

極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)整體呈圓盤(pán)狀，直徑等于D₄，厚度為l₂；極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)由多個(gè)極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)以蜂窩狀排列組合而成，令任意一個(gè)極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)的中心軸線(xiàn)為O₁O₁’，O₁O₁’與OO’平行；極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)中心鉆有一個(gè)第一圓柱形通孔(211)，第一圓柱形通孔(211)半徑為r，深度為l₂，第一圓柱形通孔(211)的中心軸線(xiàn)與O₁O₁’共軸；第一圓柱形通孔(211)內(nèi)部有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的弓形柱，分別為第一弓形柱(212)和第二弓形柱(213)，第一弓形柱(212)和第二弓形柱(213)分別通過(guò)第一支撐桿(214)和第二支撐桿(215)與第一圓柱形通孔(211)內(nèi)壁連接，第一弓形柱(212)和第二弓形柱(213)關(guān)于O₁O₁’180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)；幾何中心軸線(xiàn)O₂O₂’為經(jīng)過(guò)第一弓形柱(212)矩形底面幾何中心的垂線(xiàn)，O₂O₂’與O₁O₁’垂直；第一支撐桿(214)與第二支撐桿(215)為兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的扇環(huán)形柱，第一支撐桿(214)與第二支撐桿(215)關(guān)于O₁O₁’180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)；第一支撐桿(214)一個(gè)弧面與第一圓柱形通孔(211)內(nèi)壁連接，另一個(gè)弧面與第一弓形柱(212)的弧面連接，在第一圓柱形通孔(211)內(nèi)部支撐第一弓形柱(212)；第二支撐桿(215)一個(gè)弧面與第一圓柱形通孔(211)內(nèi)壁連接，另一個(gè)弧面與第二弓形柱(213)的弧面連接，在第一圓柱形通孔(211)內(nèi)部支撐第二弓形柱(213)；第一弓形柱(212)與第一支撐桿(214)長(zhǎng)度均等于l₂；沿O₁O₁’方向，極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)在遠(yuǎn)離微波源的一端開(kāi)有兩個(gè)匹配槽，分別為第一出射匹配槽(216)及第二出射匹配槽(218)；極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)在靠近微波源的一端也開(kāi)有兩個(gè)匹配槽，分別為第一入射匹配槽(217)及第二入射匹配槽(219)；四個(gè)匹配槽結(jié)構(gòu)相同，第一出射匹配槽(216)與第二出射匹配槽(218)關(guān)于O₁O₁’180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，第一入射匹配槽(217)與第二入射匹配槽(219)關(guān)于O₁O₁’180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，第一出射匹配槽(216)與第一入射匹配槽(217)關(guān)于O₂O₂’對(duì)稱(chēng)；

極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)的橫截面為正六邊形，邊長(zhǎng)為a；第一弓形柱(212)橫截面為弓形，半徑為r₀，弦長(zhǎng)為d；第一支撐桿(214)橫截面為扇環(huán)形，內(nèi)徑為r₀，外徑為r，寬度為b；第一出射匹配槽(216)橫截面為扇環(huán)形，內(nèi)外環(huán)半徑分別為r及r₁，槽寬為k；

極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)的橫截面緊密排列成一個(gè)直徑為D₄的圓形，定義極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)中心O₃處極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)在第0行第0列，極化轉(zhuǎn)換超透鏡(2)中心O₃上側(cè)單元所處行數(shù)為正、下側(cè)為負(fù)，右側(cè)單元所處列數(shù)為正、左側(cè)為負(fù)；以O(shè)₃為坐標(biāo)原點(diǎn)建立x₁-y₁固定直角坐標(biāo)系，x₁為坐標(biāo)Q₁(x₁,y₁)的橫坐標(biāo)，y₁為Q₁(x₁,y₁)的縱坐標(biāo)；定義O₂O₂’與x₁軸正向的順時(shí)針夾角為正，與x₁軸正向的逆時(shí)針夾角為負(fù)；第一圓柱形通孔(211)中心所對(duì)應(yīng)的投影坐標(biāo)為Q₁(x₁,y₁)的極化轉(zhuǎn)換超透鏡單元(21)的幾何中心軸線(xiàn)O₂O₂’與x₁軸正向的夾角α₁由喇叭天線(xiàn)(1)注入的具體模式確定。