[实用新型]一种大口径透镜天线

说明书

本实用新型涉及天线领域中的一种大口径透镜天线，所述的大口径透镜天线包括球形透镜、球面相差校正透镜和馈源组,球形透镜中空，所述的馈源位于反面球面中心处，所述馈源的轴向与球面透镜的径向保持一致，馈源中的相位中心位于球形透镜的球心,馈源由支撑柱支撑在球形透镜的球心处，或者任意方向射入球形透镜的电磁波且透射所形成的透射线的交点组成一与球形透镜同心的反面球面，馈源中的相位中心位于反面球面上。可实现高增益宽角扫描，且性能随扫描角度几乎不变。

技术领域

本实用新型涉及天线领域中的一种大口径透镜天线，提供了一种高增益、多波束、宽角扫描天线的低成本实现方式。

背景技术

大口径天线在卫星通信、导航、射电天文、雷达、无线电监测等众多领域具有广泛的应用。

从实现方式来说，多波束天线可分为相控阵天线、反射面天线和介质透镜天线三种。

多波束相控阵天线利用波束合成网络控制天线单元的相位，在不同的方向上，使电磁波满足“空间相位差”与“阵内相位差”相同的条件，从而形成多个不同指向的瞬时波束。直射式多波束天线的优点在于其不存在口径遮挡和扫描漏失，可以通过模拟或数字方式,在射频、中频或基带上形成宽角度的扫描波束。由于相控阵天线成本较高，当需要实现高增益时价格往往无法接受。

多波束反射面天线采用焦平面阵列照射反射面，利用偏焦馈电形成多个不同指向的波束，但由于偏焦会带来增益损失，因此反射面式的多波束天线各个波束的间距十分有限。

与多波束反射面天线类似，多波束透镜天线利用介质透镜作为电磁波的定向辐射器。透镜天线最大的优势在于其光学系统是一个旋转对称的球体，仅通过馈源网络的移动即可改变波束的指向，而无需如反射面天线那般转动沉重的反射系统。通过将多个馈源放置在不同半径的轨道，就可以形成多个能够随意改变指向的波束，且不存在馈源偏焦和漏失增加引起的波束性能下降。因此多波束透镜天线较反射面天线具有更为灵活的波束间隔、更广的扫描范围，以及更为一致的波束性能。但当实现高增益时，需要十分庞大的介质透镜，导致重量和插入损耗引起的效率损失无法接受。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决高增益多波束天线的宽角扫描性能和成本工作问题，提供了一种大口径透镜天线。

本实用新型所采取的技术方案为：

一种大口径透镜天线，其所述的大口径透镜天线包括球形透镜、球面相差校正透镜和馈源组,球形透镜中空，所述的馈源位于反面球面中心处，所述馈源2的轴向与球形透镜1的径向保持一致；

馈源2中的相位中心位于球形透镜1的球心4,馈源2由支撑柱3支撑在球形透镜1的球心4处，

或者

任意方向射入球形透镜的电磁波且透射所形成的透射线的交点组成一与球形透镜同心的反面球面，

馈源2中的相位中心位于反面球面上。

进一步的，球形透镜1采用各向异性介质制成。

进一步的，以馈源组的相位中心所在点为同心圆，

当

馈源2中的相位中心位于球形透镜1的球心4,馈源2由支撑柱3支撑在球形透镜1的球心4处时，同心圆与球心4重合；

当

任意方向射入球形透镜的电磁波且透射所形成的透射线的交点组成一与球形透镜同心的反面球面，同心圆与反面球面重合。

本实用新型与背景技术相比具有如下优点：

1.可实现高增益宽角扫描，且性能随扫描角度几乎不变。

2.只需要在一个小的球面上改变馈源的位置便可以实现，所需的机械运动非常小。