[发明专利]一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线

权利要求书

1.一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，包括透射阵列和馈源天线；

所述透射阵列由若干呈周期性分布的透射单元构成；

所述透射单元包括一组下层接收微带天线、中间地板、一个透镜加载的上层发射微带天线和一根金属柱；金属柱连接下层接收微带天线和上层发射微带天线；

所述中间地板包括相互依次叠合的上层介质基板、中层介质基板和下层介质基板，在中层介质基板和下层介质基板之间设有金属地板；

所述下层接收微带天线包括阵列印刷在下层介质基板上的接收贴片，接收贴片包含2×2个方形微带贴片子阵列天线，通过弯折可变相位延迟线相互连接，再通过微带线连接合并与金属柱连接；

所述透镜加载的上层发射微带天线包括若干个方形发射贴片和一个延伸的半球形透镜；若干个发射贴片设在上层介质基板上方，所述若干个方形发射贴片均通过一个开关连接一个移相器，所述一个移相器通过金属柱连接下层接收微带天线的接收贴片；

所述馈源天线的相位中心位于透射阵列的焦点处，向透射阵列发射的球面电磁波由下层接收微带天线接收，并由透镜加载的上层发射微带天线辐射出去，通过改变发射微带天线的相位形成波束扫描。

2.根据权利要求1所述的一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，透射单元的间距为上、下层介质基板的边长。

3.根据权利要求1所述的一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，所述透射阵列的轮廓为矩形或圆形。

4.根据权利要求1所述的一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，馈源天线采用角锥或圆锥喇叭天线，馈源天线的辐射方向朝向透射阵列。

5.根据权利要求1所述的一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，透射单元中，半球形透镜的短轴和长轴分别为a和b，延伸的半球形透镜下方圆柱高度为L，圆柱半径等于椭圆的短轴，延伸的半球形透镜的相对介电常数为εr，延伸的半球形透镜尺寸满足a²/b²＝(εr-1)/εr，L²×εr＝b²。

6.根据权利要求1所述的一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，单元可重构波束有三个工作状态，当在yoz面进行波束扫描时：发射贴片A工作时，扫描角度范围为20°～60°；发射贴片B工作时，扫描角度范围为-20°～20°；发射贴片C工作时，扫描角度范围为-60°～-20°。

7.根据权利要求1所述的一种透镜加载的宽角波束扫描透射阵列天线，其特征在于，增益下降1dB对应的频率范围为12.2GHz-12.6GHz，对应1dB相对增益带宽为3.2％。