[發明專利]橢圓柱形龍伯透鏡天線及制作方法

在審

• 申請號: 202210385217.3
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114792889A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 馮波濤;楊星星
• 申請（專利權）人: 深圳市博達盛科技有限公司
• 主分類號: H01Q15/08
• 分類號: H01Q15/08;H01Q19/06;H01Q19/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李平

本發明涉及無線通信技術領域，公開了一種橢圓柱形龍伯透鏡天線，包括：輻射源和分別設在其兩側的反射板及龍伯透鏡；所述龍伯透鏡為設有若干通孔的介質基板經卷壓形成的橢圓柱體，其長軸垂直于所述輻射源的主輻射方向，所述橢圓柱體由內至外共設有n組等效介電常數遞減的介質基板，每組介質基板卷制為m_n層，m和n為大于零的自然數。該橢圓柱形龍伯透鏡天線在制作時，可以先在介質基板上按照預設規律進行打孔，之后卷制為圓柱體，再壓制成橢圓柱體，即可形成龍伯透鏡，再配合輻射源和反射板即可形成橢圓柱形龍伯透鏡天線，由于龍伯透鏡在制作時采用了打孔和卷壓工藝，相比于傳統的龍伯透鏡制作工藝，其具有低成本、高效率、加工難度低的特點。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體的，涉及一種橢圓柱形龍伯透鏡天線及制作方法。

背景技術

龍伯透鏡是電磁天線領域中一類重要的天線形式，它利用徑向連續介電常數的分布，將球面波轉換為平面波，可以有效改善天線的性能，具有寬工作頻帶、高增益、高前后比和波束一致性好的優勢。但是由于龍伯透鏡在徑向需要連續介電常數的分布，使其存在實現困難、可行性差的問題。在現有相關技術中，有用材料直接合成連續介電常數分布形式的結構，制作龍伯透鏡的；也有將透鏡介電常數離散分層后使用3D打印技術制造的。這些雖然能制成龍伯透鏡的樣品，但普遍存在加工難度大，成本高，生成效率低的問題。所以設計一種低成本、高效率、加工難度不大的龍伯透鏡很有必要。

發明內容

本發明是為了解決上述技術問題而做出的，其目的是提供一種低成本、高效率、加工難度低的橢圓柱形龍伯透鏡天線。

為了實現上述目的，一方面，本發明提供一種橢圓柱形龍伯透鏡天線，包括：輻射源和分別設在其兩側的反射板及龍伯透鏡；所述龍伯透鏡為設有若干通孔的介質基板經卷壓形成的橢圓柱體，其長軸垂直于所述輻射源的主輻射方向，所述橢圓柱體由內至外共設有n組等效介電常數遞減的介質基板，每組介質基板卷制為m_n層，m和n為大于零的自然數。

優選地，n組所述介質基板為一體式結構。

優選地，所述龍伯透鏡在制作時，首先由介質基板卷制成半徑為R的圓柱體，再壓制為長短軸比為1.25-2的橢圓主體。

優選地，每組介質基板卷制的層數m_n的計算公式為：

式中，r_n為第n組介質基板所在圓柱體的最大半徑，r₀＝0，d為所述介質基板的厚度，ε_n為第n組介質基板的等效介電常數。

優選地，每組所述介質基板上的通孔的面積之和與該組介質基板的平面面積之比為f_n，其計算公式為：

式中，ε為未設有通孔的所述介質基板的介電常數，u＝1，a為修正因子。

優選地，每組所述介質基板的長度為L_n，其計算公式為：

式中，m_i為第i組介質基板卷制的層數。

優選地，所述介質基板為介電常數為2-3的非磁性材料。

優選地，所述介質基板的厚度為8-20mm。

優選地，每組所述介質基板中的通孔等距設置。

為了實現上述目的，另一方面，本發明提供一種橢圓柱形龍伯透鏡天線的制作方法，包括如下步驟：

S1、確定龍伯透鏡在壓制前的半徑R、介質基板的組數n和厚度d、每組介質基板的等效介電常數ε_n；