本申請(qǐng)涉及無線通信系統(tǒng)中的天線，尤其涉及一種電磁透鏡天線。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的聚焦透鏡為介質(zhì)透鏡，依靠介質(zhì)厚度的不同進(jìn)行電磁波的相位控制，不僅會(huì)因?yàn)榭v向剖面較高導(dǎo)致體積和重量超標(biāo)，還無法實(shí)現(xiàn)入射電磁波的相位調(diào)控。近年來基于電磁超材料的陣列透鏡因其自身平面結(jié)構(gòu)以及對(duì)透射電磁波產(chǎn)生幅相調(diào)控的優(yōu)點(diǎn)，在波束聚焦方面顯示出巨大的應(yīng)用潛力，但目前使用的平面超材料透鏡單元由于其諧振結(jié)構(gòu)，普遍存在帶寬較窄的問題。

2、有鑒于此，如何提供一種電磁透鏡天線，實(shí)現(xiàn)聚焦透鏡在具有對(duì)透射電磁波相位調(diào)控的同時(shí)實(shí)現(xiàn)超寬帶工作性能，成為當(dāng)前亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電磁透鏡天線，用于解決當(dāng)前透鏡單元普遍存在帶寬較窄的問題。

2、在本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提供一種電磁透鏡天線，包括：

3、接收陣列，包括接收緊耦合天線、第一金屬底板和第一支撐框架，其中，所述接收緊耦合天線與所述第一金屬底板垂直連接，所述第一金屬底板固定在所述第一支撐框架上；

4、發(fā)射陣列，包括發(fā)射緊耦合天線、第二金屬底板和第二支撐框架，其中，所述發(fā)射緊耦合天線與所述第二金屬底板垂直連接，所述第二金屬底板固定在所述第二支撐框架上；

5、移相網(wǎng)絡(luò)，包括同軸傳輸線、接收端的饋電連接器和發(fā)射端的饋電連接器，其中，所述同軸傳輸線等長(zhǎng)等相設(shè)計(jì)，所述接收端的饋電連接器用于連接所述同軸傳輸線一端和所述接收陣列，所述發(fā)射端的饋電連接器用于連接所述同軸傳輸線另一端和所述發(fā)射陣列。

6、可選地，所述接收陣列和所述發(fā)射陣列，呈背靠背拋物面形狀，其中，所述接收陣列的所述接收緊耦合天線的相位中心，按照拋物面形式進(jìn)行陣列排布，拋物面的焦點(diǎn)位于透鏡第一電磁波的一側(cè)；所述發(fā)射陣列的所述發(fā)射緊耦合天線的相位中心，按照拋物面形式進(jìn)行陣列排布，拋物面的焦點(diǎn)位于透鏡第二電磁波的一側(cè)。

7、可選地，所述接收緊耦合天線的數(shù)量與所述第一金屬底板的數(shù)量對(duì)應(yīng)；

8、所述發(fā)射緊耦合天線的數(shù)量與所述第二金屬底板的數(shù)量對(duì)應(yīng)。

9、可選地，所述接收緊耦合天線，包括第一輻射金屬貼片、第一饋電結(jié)構(gòu)和第一介質(zhì)基板，其中，所述第一輻射金屬貼片和所述第一饋電結(jié)構(gòu)分別位于所述第一介質(zhì)基板的兩側(cè)，所述第一介質(zhì)基板與所述第一金屬底板固定連接；

10、所述發(fā)射緊耦合天線，包括第二輻射金屬貼片、第二饋電結(jié)構(gòu)和第二介質(zhì)基板，其中，所述第二輻射金屬貼片和所述第二饋電結(jié)構(gòu)分別位于所述第二介質(zhì)基板的兩側(cè)，所述第二介質(zhì)基板與所述第二金屬底板固定連接。

11、可選地，所述第一金屬底板和所述第二金屬底板，用于控制入射的平面波只能通過所述接收陣列和所述同軸線傳輸至所述發(fā)射陣列一端并輻射，防止漏射波。

12、可選地，所述接收端的饋電連接器一端和所述同軸傳輸線連接，另一端垂直穿過所述第一金屬底板與所述接收緊耦合天線上的第一饋電結(jié)構(gòu)連接；

13、所述發(fā)射端的饋電連接器一端和所述同軸傳輸線連接，另一端垂直穿過所述第二金屬底板與所述發(fā)射緊耦合天線上的第二饋電結(jié)構(gòu)連接。

14、可選地，所述接收緊耦合天線與所述第一金屬底板，通過接收端的饋電連接器，與所述同軸傳輸線的一端連接，所述同軸傳輸線的另一端，通過發(fā)射端的饋電連接器，穿過所述第二金屬底板，與所述發(fā)射緊耦合天線連接，構(gòu)成寬帶接收-發(fā)射式陣列透鏡單元。

15、可選地，所述寬帶接收-發(fā)射單元，通過等邊三角形排陣方式組成陣列。

16、可選地，所述同軸傳輸線的尺寸可調(diào)整，用于通過調(diào)整同軸傳輸線的尺寸，改變所述寬帶接收-發(fā)射式陣列透鏡單元對(duì)入射電磁波的相移。

17、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電磁透鏡天線，包括：接收陣列、發(fā)射陣列和移相網(wǎng)絡(luò)，其中，接收陣列，包括接收緊耦合天線、第一金屬底板和第一支撐框架，其中，所述接收緊耦合天線與所述第一金屬底板垂直連接，所述第一金屬底板固定在所述第一支撐框架上；發(fā)射陣列，包括發(fā)射緊耦合天線、第二金屬底板和第二支撐框架，其中，所述發(fā)射緊耦合天線與所述第二金屬底板垂直連接，所述第二金屬底板固定在所述第二支撐框架上；移相網(wǎng)絡(luò)，包括同軸傳輸線、接收端的饋電連接器和發(fā)射端的饋電連接器，其中，所述同軸傳輸線等長(zhǎng)等相設(shè)計(jì)，所述接收端的饋電連接器用于連接所述同軸傳輸線一端和所述接收陣列，所述發(fā)射端的饋電連接器用于連接所述同軸傳輸線另一端和所述發(fā)射陣列。

18、應(yīng)用本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電磁透鏡天線，通過調(diào)整同軸傳輸線的長(zhǎng)度可以實(shí)現(xiàn)陣列透鏡的不同相位分布，由于等電長(zhǎng)度同軸傳輸線的非色散特性以及陣列天線單元的寬帶特性，可以實(shí)現(xiàn)寬帶的傳輸移相功能，從而可以實(shí)現(xiàn)寬頻帶的平面入射波匯聚功能。由于寬帶天線與同軸傳輸線的寬帶特性，通過對(duì)同軸傳輸線進(jìn)行等長(zhǎng)等相設(shè)計(jì)，透鏡天線可以實(shí)現(xiàn)超寬帶的聚焦特性。同時(shí)，由于同軸傳輸線具有較低的插入損耗，因此透鏡天線可以實(shí)現(xiàn)低損耗的傳輸聚焦。

19、通過上述說明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種電磁透鏡天線，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述接收陣列和所述發(fā)射陣列，呈背靠背拋物面形狀，其中，所述接收陣列的所述接收緊耦合天線的相位中心，按照拋物面形式進(jìn)行陣列排布，拋物面的焦點(diǎn)位于透鏡第一電磁波的一側(cè)；所述發(fā)射陣列的所述發(fā)射緊耦合天線的相位中心，按照拋物面形式進(jìn)行陣列排布，拋物面的焦點(diǎn)位于透鏡第二電磁波的一側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述接收緊耦合天線的數(shù)量與所述第一金屬底板的數(shù)量對(duì)應(yīng)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述接收緊耦合天線，包括第一輻射金屬貼片、第一饋電結(jié)構(gòu)和第一介質(zhì)基板，其中，所述第一輻射金屬貼片和所述第一饋電結(jié)構(gòu)分別位于所述第一介質(zhì)基板的兩側(cè)，所述第一介質(zhì)基板與所述第一金屬底板固定連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述第一金屬底板和所述第二金屬底板，用于控制入射的平面波只能通過所述接收陣列和所述同軸線傳輸至所述發(fā)射陣列一端并輻射，防止漏射波。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述接收端的饋電連接器一端和所述同軸傳輸線連接，另一端垂直穿過所述第一金屬底板與所述接收緊耦合天線上的第一饋電結(jié)構(gòu)連接；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述接收緊耦合天線與所述第一金屬底板，通過接收端的饋電連接器，與所述同軸傳輸線的一端連接，所述同軸傳輸線的另一端，通過發(fā)射端的饋電連接器，穿過所述第二金屬底板，與所述發(fā)射緊耦合天線連接，構(gòu)成寬帶接收-發(fā)射式陣列透鏡單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述寬帶接收-發(fā)射單元，通過等邊三角形排陣方式組成陣列。

9.根據(jù)權(quán)利要求7-8任一所述的一種電透鏡天線，其特征在于，所述同軸傳輸線的尺寸可調(diào)整，用于通過調(diào)整同軸傳輸線的尺寸，改變所述寬帶接收-發(fā)射式陣列透鏡單元對(duì)入射電磁波的相移。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及無線通信系統(tǒng)中的天線技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種電磁透鏡天線，包括：接收陣列、發(fā)射陣列和移相網(wǎng)絡(luò)，其中，接收陣列，包括接收緊耦合天線、第一金屬底板和第一支撐框架，其中，接收緊耦合天線與第一金屬底板垂直連接，第一金屬底板固定在第一支撐框架上；發(fā)射陣列，包括發(fā)射緊耦合天線、第二金屬底板和第二支撐框架，其中，發(fā)射緊耦合天線與第二金屬底板垂直連接，第二金屬底板固定在第二支撐框架上；移相網(wǎng)絡(luò)，包括同軸傳輸線、接收端的饋電連接器和發(fā)射端的饋電連接器，其中，同軸傳輸線等長(zhǎng)等相設(shè)計(jì)，用于連接接收陣列和發(fā)射陣列，應(yīng)用本申請(qǐng)可以實(shí)現(xiàn)低損耗的傳輸聚焦。

技術(shù)研發(fā)人員：景躍騏,呂苗,姚近,王建輝,陳官韜,李龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14