[发明专利]用于发射和/或接收无线电波的设备

说明书

本发明涉及电信领域。特别涉及用于发射和/或接收无线电波的设备，其中包括一个透镜，该透镜使得由透镜的辐射空间所确定的多个方向与确定透镜的聚集表面的多个焦点相对应，该透镜包括介电材料成形的实体。本发明还涉及一种电信终端。

从在1998年10月23日以本申请人的名义申请的法国专利申请98/05111和98/05112可以得知在卫星接收设备中使用Luneberg型的透镜，特别用于跟踪移动卫星。

理论上，该透镜必须包括给定数目的介电层，其高度足以达到作为半径的函数而变化的折射率的理想模型，这是Luneberg透镜的特性。一个层面的折射率n和其对应的介电常数ε(或者相对介电常数)如此可用等式表达：n=ε^1/2。但是，层数的增加在实践中受到严格的公差的限制，这与大规模生产方法不相一致。对于小的透镜，一般是直径小于40厘米用于在Ku波段传输的透镜，对该问题的一种解决方案是选择具有单层介电材料的透镜。

为了减小透镜的尺寸并且保持有效的聚焦，需要增加材料的介电常数，其结果是不利地增加透镜的重量。因此需要在透镜的焦距与其重量之间的协调。这些尺寸和重量的限制要求介电材料具有明确的介电常数范围。例如，对于直径接近40厘米并且最大重量约等于15公斤的球面透镜，所需的介电常数一般在1.8和2.5之间。另一方面，所选择的介电材料必须具有低的介电损耗(一般在Ku波段中具有小于0.001的损耗角)。

从现有技术可知能够用作为介电材料的混合物包括例如填充有高密度颗粒或陶瓷或者金属颗粒的聚苯乙烯，以增加材料的介电常数，把其变为所需的介电常数范围。从实践中还得知，对于相同的目的使用由粘合剂粘合在一起的各种成份(例如塑料、陶瓷或金属)，以形成合成的介电材料。

但是，这些类型的混合物不能够在该混合物中获得颗粒的完全一致性，特别是在大的体积内，从而不能够保证在透镜体内具有一致的介电常数。另外，所获得的混合物是昂贵的。

本明的一个目的是克服这些缺点。

为此目的，本发明的主题是一种用于发射和/或接收电磁波的设备，其中包括一个透镜，该透镜使得由透镜的辐射空间所确定的多个方向与确定透镜的聚焦表面的多个焦点相对应，该透镜包括介电材料成形的实体，其特征在于，该介电材料包括由相同类型和与要被所述设备接收和/或发射的电磁波的波长相比为小尺寸的颗粒的均匀或准均匀的分布所形成的颗粒集合体，所述颗粒在压力下由根据所述实体而成形的容器容纳在所述实体中。

因此，根据本发明的设备可以根据一种制造方法而低成本地生产，该方法与大规模生产相一致。由于颗粒是均匀的分布在所述实体中，因此能够保证在该实体内一致的介电常数。

根据一个实施例，所述容器还被设计为使得电磁波在辐射空间和所述实体之间的过渡最佳地匹配。按照这种方式，在所述容器表面上的反射损耗被最小化。

有利地，为了从辐射空间传到颗粒的实体，该容器的介电常数等于该实体的含量成份的介电常数的平方根。

根据一个实施例，该容器具有四分之一波长的倍数的厚度。这些容器作为一个匹配层。

根据另一个实施例，所述容器的厚度与要被接收和/或发送的电磁波的波长相比是可忽略的，或者等于要被接收或发送的所述电波的半波长的整数倍，从而所述容器对于所述电波来说是电磁透明的。

有利地，这些容器是由足以避免外部冲击的固体来制成的。例如，该容器包括覆盖所述实体的称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的塑料。这些容器作为一个天线屏蔽器。

根据一个实施例，颗粒的直径小于要由所述设备接收和/或发送的电磁波波长的1/10。

根据一个实施例，该实体包括颗粒和空气的混合物，其作为根据如下方程确定的等效介电常数ε_equ的人造介电材料：

      ε_equ=((1+2F)ε_r0+2(1-F))/((1-F)ε_r0+2+F)

其中F是由颗粒所占据的有效体积与所述实体(7)的总体积之间的比值，以及ε_r0是颗粒的固有介电常数。

根据一个实施例，该颗粒由塑料所制成。按照这种方式，设备的造价较低。

例如，颗粒由聚苯乙烯所制成。

为了增加介电材料的介电常数，每个颗粒填充有30％质量(质量百分比)的氧化钛。

根据一个实施例，所述容器包括旋转体的外壳，以能够在卫星跟踪的情况下在360度的立体角内跟踪目标。该外壳例如是球形、半球形或圆柱形。