[发明专利]一种喇叭透镜天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种喇叭透镜天线。

背景技术

天线是传送以及天线是传送及接收电磁波的窗口，天线经过特殊设计，能将发射端的射频能量以电磁波的方式有效地向空中辐射，又或者截取空中电磁波能量转变为接收端有用的射频信号。天线的大小和形状十分重要，因为这些特征决定了天线从空中获取微弱电磁波信号的能力。

喇叭天线是最常用的微波天线之一，它是一种波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线，通常是由一个长方形或圆柱形的金属管，一端封闭，另一端加上一个圆锥形或锥体形所组成，其广泛应用于卫星天线之上。

喇叭天线因为没有任何谐振元素，所以可以工作在较宽的频率范围，例如允许它从1GHz的运行到20GHz。喇叭天线的优点是损耗小、旁瓣小、前后比高，而且波束尖锐。但缺点是体积较大，如果以同一口径比较的话，它的方向性不及抛物面天线尖锐。

为解决其方向性不佳的问题，现有的喇叭天线在其口径面前方设置透镜形成喇叭透镜天线，使得电磁波信号集中成窄的射束。然而现有的透镜形状呈现凹透镜或凸透镜形状，其表面为曲面而喇叭天线口径面为平面，曲面的透镜不能很好的和平面的喇叭天线口径面结合，从而使得喇叭透镜天线整体体积过大，运输和使用均不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种形状为平板状，能很好的和喇叭天线口径面结合且能加强喇叭天线方向性的喇叭透镜天线。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是提出一种喇叭透镜天线，其包括喇叭天线以及贴附于喇叭天线口径面上的平板超材料板，所述超材料板包括一层或多层核心超材料片层；所述核心超材料片层上以其中心点为圆心，半径r处的折射率分布n(r)满足如下公式：

n(r)=nmax-1d(r2+ss2-ss);]]>

d=((L2)2+ss2-ss)/(nmax-nmin);]]>

其中，n_max表示核心超材料片层上的最大折射率值，n_min表示核心超材料片层上的最小折射率值，L表示核心超材料片层的长度，ss表示喇叭天线等效点源距核心超材料片层内表面的垂直距离。

进一步地，所述核心超材料片层内外表面对称设置有第二阻抗匹配层，所述第二阻抗匹配层的折射率分布为：

n₁(r)=n_min+α₁[n(r)-n_min]；

其中，α₁为第二阻抗匹配层的匹配参数。

进一步地，α₁通过如下公式确定：