專利名稱：一種透鏡天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種透鏡天線。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的光學(xué)器件中，利用透鏡能使位于透鏡焦點上的點光源輻射出的球面波經(jīng)過透鏡折射后變?yōu)槠矫娌āＤ壳巴哥R的匯聚是依靠透鏡的球面形狀的折射來實現(xiàn)，如

圖1所示，輻射源30發(fā)出的球面波經(jīng)過球形的透鏡40匯聚后以平面波射出。發(fā)明人在實施本發(fā)明過程中，發(fā)現(xiàn)透鏡天線至少存在如下技術(shù)問題球形透鏡40的體積大而且笨重，不利于小型化的使用；球形透鏡40對于形狀有很大的依賴性，需要比較精準(zhǔn)才能實現(xiàn)天線的定向傳播；電磁波反射干擾和損耗比較嚴(yán)重，電磁能量減少。而且，多數(shù)透鏡的折射率的跳變是沿一條簡單的且垂直于透鏡表面的直線，導(dǎo)致電磁波經(jīng)過透鏡時的折射、衍射和反射較大，嚴(yán)重影響透鏡天線性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述折射、衍射和反射較大、透鏡性能差的缺陷，提供一種高性能的透鏡天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種透鏡天線，包括透鏡和設(shè)置在所述透鏡焦點上的輻射源，所述透鏡劃分為多個側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每一圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑；電磁波經(jīng)過所述透鏡后在每一圓環(huán)體的頂面平行射出；設(shè)輻射源與第i個圓環(huán)體底面上一點的連線與垂直于透鏡的直線之間的夾角為Θ，夾角Θ唯一對應(yīng)第i個圓環(huán)體內(nèi)的一曲面，且夾角Θ唯一對應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同；每一圓環(huán)體的折射率隨著夾角Θ的增大逐漸減小。在本發(fā)明所述的透鏡中，設(shè)輻射源與第i個圓環(huán)體底面外圓周上一點的連線與垂直于透鏡的直線之間的夾角為Θ y i為正整數(shù)且越靠近透鏡中心的圓環(huán)體對應(yīng)的i越?。黄渲?，夾角Qi滿足如下公式
權(quán)利要求
1.一種透鏡天線，其特征在于，包括透鏡和設(shè)置在所述透鏡焦點上的輻射源，所述透鏡劃分為多個側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每一圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑；電磁波經(jīng)過所述透鏡后在每一圓環(huán)體的頂面平行射出； 設(shè)輻射源與第i個圓環(huán)體底面上一點的連線與垂直于透鏡的直線之間的夾角為Θ，夾角θ唯一對應(yīng)第i個圓環(huán)體內(nèi)的一曲面，且夾角Θ唯一對應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同；每一圓環(huán)體的折射率隨著夾角Θ的增大逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡天線，其特征在于，設(shè)輻射源與第i個圓環(huán)體底面外圓周上一點的連線與垂直于透鏡的直線之間的夾角為Θ 為正整數(shù)且越靠近透鏡中心的圓環(huán)體對應(yīng)的i越?。黄渲?，夾角Θ i滿足如下公式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡天線，其特征在于，相鄰兩個圓環(huán)體的最大折射率和最小折射率滿足 nmax(i)-nmin(i)=nmax(i+1)-nmin(i+1)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡，其特征在于，相鄰三個圓環(huán)體的最大折射率和最小折射率滿足
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡天線，其特征在于，第i個圓環(huán)體的折射率滿足
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡天線，其特征在于，每一圓環(huán)體的側(cè)表面的母線為圓弧段。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡天線，其特征在于，第i個圓環(huán)體的外表面的母線為圓弧段，其中輻射源與第i個圓環(huán)體底面外圓周上一點的連線的垂線與所述透鏡遠離所述輻射源的一面的交點為所述圓弧段的圓心，所述交點與圓環(huán)體底面外圓周上一點之間的垂線段為所述圓弧段的半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡天線，其特征在于，第i個圓環(huán)體的內(nèi)表面的母線為圓弧段，其中輻射源與第i個圓環(huán)體底面內(nèi)圓周上一點的連線的垂線與所述透鏡遠離所述輻射源的一面的交點為所述圓弧段的圓心，所述交點與圓環(huán)體底面外圓周上一點之間的垂線段為所述圓弧段的半徑，其中i > 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的透鏡天線，其特征在于，所述透鏡用于將所述輻射源發(fā)射的電磁波轉(zhuǎn)換為平面波。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的透鏡天線，其特征在于，所述透鏡兩側(cè)設(shè)置有阻抗匹配層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透鏡天線，包括透鏡和設(shè)置在所述透鏡焦點上的輻射源，所述透鏡劃分為多個側(cè)表面為曲面且彼此緊密貼合的同心圓環(huán)體；每一圓環(huán)體的底面半徑小于頂面半徑；電磁波經(jīng)過所述透鏡后在每一圓環(huán)體的頂面平行射出；設(shè)輻射源與第i個圓環(huán)體底面上一點的連線與垂直于透鏡的直線之間的夾角為θ，夾角θ唯一對應(yīng)第i個圓環(huán)體內(nèi)的一曲面，且夾角θ唯一對應(yīng)的曲面上每一處的折射率均相同；每一圓環(huán)體的折射率隨著夾角θ的增大逐漸減小。本發(fā)明將透鏡的折射率的跳變設(shè)計為曲面狀，從而大大減少跳變處的折射、衍射和反射效應(yīng)，減輕了互相干涉帶來的問題，使得透鏡天線具有更加優(yōu)異的性能。
文檔編號H01Q19/06GK103036063SQ20111021663
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司