[发明专利]一种实现边射和端射功能的多层介质天线

权利要求书

1.一种实现边射和端射功能的多层介质天线，其特征在于：包括同心圆多层介质板和馈源；所述同心圆多层介质板，由边射相位补偿介质板(1)和端射相位校准介质板(2)组成，其中边射相位补偿介质板(1)由位于圆心的圆形介质板和与该圆形介质板同心的多个圆环形介质板嵌套而成，且该边射相位补偿介质板(1)中各介质板的相对介电常数从圆心沿径向方向依次递减；所述端射相位校准介质板(2)采用圆环形结构，嵌套在边射相位补偿介质板(1)最外层，该端射相位校准介质板(2)含有至少一个缺口，缺口中嵌有由多个线性排布介质块组成的端射增益校准模块(4)；所述同心圆多层介质板的下表面印制有金属平板(3)；所述馈源包括矩形波导(6)和至少一个微带天线单元(5)，其中微带天线单元(5)固定在同心圆多层介质板的径向焦点位置，且其最大辐射方向对准端射增益校准模块(4)中心，矩形波导(6)通过支架(7)固定在边射相位补偿介质板(1)的轴向焦点位置。

2.根据权利要求1所述的实现边射和端射功能的多层介质天线，其特征在于：所述同心圆多层介质板，其多个圆环形介质板的数量大于等于3，且多个圆环形介质板和端射相位校准介质板(2)高度和宽度均相同。

3.根据权利要求1所述的实现边射和端射功能的多层介质天线，其特征在于：所述边射相位补偿介质板(1)，其圆形介质板和与该圆形介质板同心的多个圆环形介质板的相对介电常数通过如下公式确定：

其中，L表示边射相位补偿介质板轴向焦距，D表示边射相位补偿介质板的厚度，Q_i表示从圆心沿径向方向的第i层圆环形介质板到同心圆多层介质板圆心的径向距离，λ₀表示空气中电磁波波长，λ₁表示圆形介质板内电磁波波长，λ_ri表示边射相位补偿介质板中从圆心沿径向方向的第i层圆环形介质板中电磁波波长。

4.根据权利要求1所述的实现边射和端射功能的多层介质天线，其特征在于：所述的端射增益校准模块(4)，其包含的多个线性排布介质块的相对介电常数通过如下公式确定：

其中，r₁表示边射相位补偿介质板内环半径，r表示边射相位补偿介质板外环半径，q为端射相位校准介质板的半径，λ_ri′表示端射增益校准模块从中间到两侧第i个介质块中电磁波波长，λ₂表示端射增益校准模块中间介质块中电磁波波长,λ₃表示所取等相位线中心所在圆环形介质板位置处电磁波波长，e表示所取等相位线在端射相位校准介质板中的点到圆心的径向距离，h表示所取等相位线在端射相位校准介质板中的点到边射相位补偿介质板圆心与端射增益校准模块中心连线的距离。

5.根据权利要求1所述的实现边射和端射功能的多层介质天线，其特征在于：所述微带天线单元(5)，其固定在端射增益校准模块(4)中心和边射相位补偿介质板圆心的连接线的延长线上。

6.根据权利要求1所述的实现边射和端射功能的多层介质天线，其特征在于：所述矩形波导(6)，其最大辐射方向对准边射相位补偿介质板圆心。