[发明专利]波束指向可变的金属介质透镜天线

权利要求书

1.一种波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：包括支撑筒(1)，所述支撑筒(1)的下部设置有介质透镜(2)，所述介质透镜(2)上侧的支撑筒(1)内设置有与其匹配的金属板透镜(3)，所述介质透镜(2)外侧的支撑筒(1)上固定有底环(4)，所述底环(4)用于将所述介质透镜(2)固定到所述支撑筒(1)内，所述金属板透镜(3)上侧的支撑筒(1)上固定有压环(5)，所述压环(5)用于将所述金属板透镜(3)固定到所述介质透镜(2)上，所述介质透镜(2)的下表面固定有馈源(6)，电磁波信号经所述馈源(6)传入所述介质透镜(2)并经所述金属板透镜(3)向外辐射。

2.如权利要求1所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述介质透镜(2)包括位于下侧的第一圆柱部(2-1)，所述第一圆柱部(2-1)的上侧形成有第二圆柱部(2-2)，所述第二圆柱部(2-2)的上表面形成有类半球形部(2-3)，所述第二圆柱部(2-2)的直径大于所述第一圆柱部(2-1)的直径，所述类半球形部(2-3)的直径小于所述第一圆柱部(2-1)的直径，所述类半球形部(2-3)的外表面形成有若干个向上延伸的第一凸起(2-4)，所述第一圆柱部(2-1)的下表面形成有向下延伸的第二凸起(2-5)，所述第二凸起(2-5)插入到所述馈源中，所述第一凸起(2-4)插入到所述金属板透镜(3)中。

3.如权利要求2所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述金属板透镜(3)的下表面与所述类半球形部(2-3)的上表面相适配，所述金属板透镜(3)包括若干片呈十字交叉的金属板(3-1)，所述金属板(3-1)与金属板(3-1)之间构成若干个插槽(3-2)，所述第一凸起(2-4)插入到对应的所述插槽(3-2)内。

4.如权利要求2所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述类半球形部(3-1)的表面曲线公式为：

其中，y和z是介质透镜曲线上的点在平面直角坐标系下的坐标值，f是介质透镜的焦距，ε_r是介质透镜的相对介电常数，ε_m是金属板的有效介电常数，这个有效介电常数满足公式ε_m＝1-(λ₀/(2a))²，其中a是金属板间距，λ₀是自由空间波长。

5.如权利要求3所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述插槽(3-2)的上端开口四周的金属板上分别形成有一个倒金字塔形槽(3-3)。

6.如权利要求5所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述倒金字塔形槽(3-3)位于所述插槽(3-2)的侧壁的中心。

7.如权利要求2所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述支撑筒(1)的下部设置有卡槽(1-1)，所述第二圆柱部(2-2)卡入卡槽(1-1)内，所述底环(4)的内径与所述第一圆柱部(2-1)的外径相适配，通过所述底环(4)将所述第二圆柱部(2-2)夹紧到所述支撑筒(1)的下部。

8.如权利要求2所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述馈源(6)包括上壳体(6-1)和下壳体(6-2)，所述上壳体(6-1)与所述下壳体(6-2)固定连接后在其之间形成有波导腔，所述波导腔的外侧端部为矩形口(6-3)，所述波导腔体的内侧端部为正方形口(6-4)，所述第二凸起(2-5)插入到所述正方形口(6-4)内。

9.如权利要求8所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述波导腔的上侧壁和下侧壁上分别形成有一个阶梯过渡结构(6-5)，每个阶梯过渡结构(6-5)上的阶梯从所述正方形口(6-4)到所述矩形口(6-3)方向的长度逐渐减小，通过两个阶梯过渡结构(6-5)使得所述正方形口(6-4)过渡为长方形口(6-3)。

10.如权利要求8所述的波束指向可变的金属介质透镜天线，其特征在于：所述长方形口(63)为标准波导接口。