天线是用于将通过自由空间传播的电磁信号通过波导和传输线转换为导电环境的基本部件和设备,广泛应用于广播、电视、无线电通信、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等领域。天线的类型很多,今天我们主要来认识一下透镜天线。
(一)透镜天线
透镜天线,一种能够通过电磁波,将点源或线源的球面波或柱面波转换为平面波从而获得笔形、扇形或其他形状波束的天线。通过合适设计透镜表面形状和折射率n,调节电磁波的相速以获得辐射口径上的平面波前。透镜天线主要用于微波通信、雷达、导航等领域。
透镜天线有多种类型,包括龙伯透镜、平面多层介质透镜等。其中,龙伯透镜是一种球对称的介质延迟透镜天线,具有能够将入射平面波汇聚至球面对径位置焦点处的特性。然而,随着工作频率的升高,透镜曲面的光滑性和精确性对加工工艺提出了更严苛的要求,使加工成本急剧增加。
透镜天线的优点:
旁瓣和后瓣小,其方向图比较好
对制造透镜的精度要求不高,制造较简单方便
透镜天线的缺点:
生产效率低
不易构造,较复杂
制造成本高。
(二)喇叭透镜天线
喇叭透镜天线是一种由喇叭和透镜组成的组合天线。透镜通常由低损耗高频介质材料制成,用于将馈源辐射的球面波转换为平面波,从而改善天线的方向性。同时电介质透镜也会被添加到波导的末端,使将平面波阵面转换为弯曲波阵面。这部分喇叭透镜天线可以表现出比典型喇叭设计更高的增益/方向性。
喇叭透镜天线的优点有工作频带宽、体积较大、方向性尖锐。缺点是调谐困难,介质有损耗,因而效率不高。
(三)Pasternack 波导喇叭透镜天线
1)WR-10 波导透镜喇叭天线, 89 GHz - 99 GHz,增益34 dBi,UG-387/U 圆盖法兰
2)WR-15 波导透镜喇叭天线, 55 GHz - 65 GHz,增益37 dBi,UG-385/U 圆盖法兰