[发明专利]喇叭透镜天线

说明书

技术领域

本公开涉及喇叭透镜天线。

背景技术

喇叭天线，也称为微波喇叭，包括形状类似于喇叭的扩展金属波导，将无线电波定向成波束。喇叭天线具有多种用途，包括小孔口天线以对作为介质增益天线的自身所用的大孔口天线提供反射器。

喇叭天线的性能基于喇叭的形状和尺寸。在设计喇叭天线时，还考虑例如周围空气的温度、湿度、灰尘和杂质上的波动以及其它相关因素。这些因素影响信号的传播。因此，为了实现更好的信号，天线设计为提供高增益。高增益通常意味着天线的尺寸很大。在一些示例中，尺寸要求妨碍根据所需尺寸设计天线以实现所需的增益。在这样的情况下，考虑对设计的其它调整。

发明内容

本公开的一个方面提供一种天线，其包括接收器、喇叭、透镜和抗反射层。喇叭具有设置在接收器上的第一端和限定与接收器相对定位孔口的第二端。透镜设置在喇叭的孔口内且具有第一表面和第二表面，第一表面向内面对接收器，第二表面与第一表面相对且向外背离喇叭。抗反射层包括介电材料且设置在透镜的第一表面上。而且，抗反射层限定以50/50材料对空隙比设置的孔且具有由天线接收信号波长的四分之一的厚度。

本公开的另一个方面提供一种制造喇叭天线的方法，该方法包括：形成透镜，透镜具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；形成具有介电材料的抗反射层；在透镜的第一表面上设置抗反射层；以及将透镜定位在由喇叭限定的孔口内。抗反射层限定以50/50材料对空隙比设置的孔且具有由天线接收的信号波长四分之一的厚度。喇叭具有第一端和第二端，其中第一端接收接收器，并且第二端限定孔口。透镜设置为使透镜的第一表面面对接收器。

本公开的实施方案可包括一个或多个下述特征。在一些实施方案中，喇叭限定截头圆锥体的形状、棱锥体的形状、h-平面扇形的形状或E-状扇形形状。抗反射层可与透镜为整体。在这样的情况下，透镜在其面对接收器的第一表面中限定孔，其中孔的深度为等于抗反射层的厚度。而且，孔的直径可小于或等于由天线接收的信号波长的十分之一。在一些示例中，透镜和抗反射层为交联聚苯乙烯微波塑料或聚四氟乙烯。其它的材料也是可能的。喇叭的第二端可限定配置为接收透镜的凹槽。喇叭可限定具有约45度展开角的截头圆锥体的形状。

在一些示例中，抗反射层的孔具有圆形横截面形状、方形横截面形状、菱形横截面形状、椭圆横截面形状或矩形横截面形状的一个或多个。孔可设置成二维阵列。

本公开的一个或多个实施方案的细节阐述在下面的附图和描述中。其它的方面、特征和优点从描述和附图以及从权利要求变得明显易懂。

附图说明

图1A是示范性喇叭天线的示意图。

图1B是图1A的示范性喇叭天线的截面图。

图1C和1D是图1A的示范性喇叭天线的示意图。

图1E是示范性棱锥形喇叭天线的示意图。

图1F是示范性H-平面喇叭天线的示意图。

图1G是示范性E-平面喇叭天线的示意图。

图2A、2B和2C是设置在透镜上的示范性抗反射层的侧视图。

图2D和2E是示范性抗反射层的俯视图。

图3是示范性透镜喇叭天线的上行链路性能的示意图。

图4是示范性透镜喇叭天线的下行链路性能的示意图。

图5是制造喇叭天线的方法的示范性操作方案的示意图。

不同附图中的类似的附图标记表示类似的部件。

具体实施方式

喇叭天线从管子到空间逐渐过渡波，以允许管子的阻抗匹配自由空间的阻抗。参见图1A-1G，在一些实施方案中，喇叭天线100(例如，宽带喇叭天线)包括喇叭110、接收器120、透镜200和设置在透镜200上的抗反射层210。在图1A-1D所示的喇叭天线100a的示例中，喇叭110限定截头圆锥体的形状(即，具有圆锥截头的形状)或者旋转的表面(即在曲线围绕轴线旋转时形成的表面)，具有沿着中心轴111的轴向长度L以及具有展开角θ和宽度W的孔口112。圆锥喇叭天线100a具有圆形横截面且与圆柱波导一起使用。其它类型的喇叭110也是可能的，例如棱锥喇叭100b(图1D)、H-平面扇形喇叭100c(图1E)、E-平面扇形喇叭100d(图1F)等。