一種平板透鏡及具有該透鏡的透鏡天線的製作方法

2023-10-04 01:41:39

專利名稱：一種平板透鏡及具有該透鏡的透鏡天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，更具體地說，涉及一種平板透鏡及具有該透鏡的透鏡天線。
背景技術：
傳統的透鏡天線多是介質天線，其將從點源或初級天線發射出來的球面波通過透鏡轉化為平面波，以實現方向性較強的窄波束信號發射。和傳統反射面天線相比，透鏡天線有著前向無饋源阻擋，副瓣較低，形狀容差範圍較大等優勢。但同時由於傳統的透鏡天線的透鏡需要加工複雜的曲面，因此加工難度大，並且介質表面反射較大，介質損耗較大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對現有的用於透鏡天線的透鏡加工不易的缺陷，提供一種加工簡單的平板透鏡。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種平板透鏡，所述平板透鏡包括設置在饋源前方的多個厚度相同的超材料片層，所述超材料片層包括片狀的基材以及設置在基材上的多個人造微結構，所述超材料片層的折射率n (r)分布滿足如下公式:
權利要求
1.一種平板透鏡，其特徵在於，所述平板透鏡包括設置在饋源前方的多個厚度相同的超材料片層，所述超材料片層包括片狀的基材以及設置在基材上的多個人造微結構，所述超材料片層的折射率n (r)分布滿足如下公式:
2.按權利要求1所述的平板透鏡，其特徵在於，所述超材料片層還包括覆蓋人造微結構的填充層。
3.按權利要求2所述的平板透鏡，其特徵在於，所述填充層與基材由相同的材料製成，所述超材料片層的總厚度為0.818mm,其中填充層與基材的厚度均為0.4mm,人造微結構的厚度為0.018mm。
4.按權利要求2或3所述的平板透鏡，其特徵在於，同一超材料片層上的所有人造微結構具有相同的幾何形狀，且在基材上呈圓形排布，圓心處的人造微結構幾何尺寸最大，相同半徑處的人造微結構幾何尺寸相同。
5.按權利要求4所述的平板透鏡，其特徵在於，所述金屬微結構為銅線或銀線。
6.按權利要求5所述的平板透鏡，其特徵在於，所述人造微結構為平面雪花狀的金屬微結構，所述金屬微結構具有相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個第一金屬分支的中點上，所述第二金屬線兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個第二金屬分支的中點上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長度相等。
7.按權利要求6所述的平板透鏡，其特徵在於，所述金屬微結構通過蝕刻、電鍍、鑽刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在基材上。
8.按權利要求2所述的平板透鏡，其特徵在於，所述基材由陶瓷材料、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料製得。
9.按權利要求8所述的平板透鏡，其特徵在於，所述高分子材料為聚四氟乙烯、環氧樹月旨、F4B複合材料或FR-4複合材料。
10.一種透鏡天線，包括饋源，其特徵在於，所述透鏡天線還包括如權利要求1至9任意一項所述的平板透鏡，所述平板透鏡設置在饋源的前方。
全文摘要
本發明公開了一種平板透鏡，所述平板透鏡包括設置在饋源前方的多個厚度相同的超材料片層，所述超材料片層包括片狀的基材以及設置在基材上的多個人造微結構。根據本發明的平板透鏡，設計每一超材料片層的折射率分布可以使得電磁波聚焦或者焦點處發出的電磁波通過平板透鏡後平行射出，由片狀的平板透鏡代替了傳統的透鏡，不需要加工曲面，製造加工更加容易，成本更加低廉。另外，本發明還提供了一種具有上述平板透鏡的透鏡天線。
文檔編號H01Q19/06GK103094701SQ20111033365
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者劉若鵬, 季春霖, 嶽玉濤, 洪運南 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創新技術有限公司