全金属波束扫描超透镜天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111585036A(43)申请公布日2020.08.25(21)申请号202010581099.4(22)申请日2020.06.23(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人袁成卫赵旭浩张建德张强孙云飞(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008代理人陈晖(51)Int.Cl.H01Q15/04(2006.01)H01Q3/24(2006.01)H01Q15/24(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图6页(54)发明名称全金属波束扫描超透镜天线(57)摘要本发明公开了一种全金属波束扫描超透镜天线，目的是解决高功率微波波束扫描天线扫描能力有限、控制系统复杂等问题。本发明由下盖法兰盘、第一超透镜、定位波导、第二超透镜及上盖法兰盘构成，定位波导由圆波导和定位法兰盘组成，圆波导在[-ψ,ψ]范围内无圆筒壁。第一超透镜由多个第一超透镜单元以蜂窝状排列组合而成，第一超透镜单元中心钻有第一圆柱形通孔，内部有两个结构相同的弓形柱和两个支撑杆；第一超透镜单元横截面为正六边形，横截面紧密排列成圆形，第二超透镜与第一超透镜形状结构相同，但厚度和组成单元的排布规律不同；本发明轴向上紧凑，控制简单，且可实现至少±60°范围内的波束扫描，具有高增益高效率和高的功率容量。CN111585036ACN111585036A权利要求书1/5页1.一种全金属波束扫描超透镜天线，其特征在于全金属波束扫描超透镜天线由下盖法兰盘(1)、第一超透镜(2)、定位波导(3)、第二超透镜(4)及上盖法兰盘(5)五部分构成，其中定位波导(3)由圆波导(31)和定位法兰盘(32)组成，定位法兰盘(32)同轴嵌套在圆波导(31)中，定位法兰盘(32)的两个端面分别贴合第一超透镜(2)和第二超透镜(4)，且第一超透镜(2)和第二超透镜(4)在轴向包裹在下盖法兰盘(1)、上盖法兰盘(5)内，在周向同轴嵌套在圆波导(31)内；第一超透镜(2)的一个端面与下盖法兰盘(1)贴合，另一个端面与定位波导(3)中的定位法兰盘(32)靠近馈源的端面贴合；圆波导(31)靠近馈源的端面与下盖法兰盘(1)焊接，远离馈源的端面与上盖法兰盘(5)焊接；第二超透镜(4)一端与上盖法兰盘5贴合，另一端与定位法兰盘(32)远离馈源的端面贴合；定义靠近馈源的一端即下盖法兰盘(1)所在的一端为输入端，定义远离馈源的一端即上盖法兰盘(5)所在的一端为输出端；下盖法兰盘(1)、第一超透镜(2)、定位波导(3)、第二超透镜(4)及上盖法兰盘(5)共轴，中心轴线为OO’；下盖法兰盘(1)中心轴线为OO’；下盖法兰盘(1)整体呈圆环状，其外直径为D1，内直径为D2，圆环厚度即轴向长度为t1；下盖法兰盘(1)远离馈源的一端与第一超透镜(2)靠近馈源的端面贴合，下盖法兰盘(1)与定位波导(3)中的圆波导(31)靠近馈源的一端焊接；第一超透镜(2)整体呈圆盘状，其直径为D3，D1>D3>D2，厚度为h1；第一超透镜(2)由多个第一超透镜单元(21)以蜂窝状排列组合而成，令任意一个第一超透镜单元(21)的中心轴线为O1O1’，O1O1’与OO’平行；第一超透镜单元(21)中心钻有一个第一圆柱形通孔(211)，第一圆柱形通孔(211)半径为r1，深度为h1，第一圆柱形通孔(211)的中心轴线与O1O1’共轴；第一圆柱形通孔(211)内部有两个结构相同的弓形柱，分别为第一弓形柱(212)和第二弓形柱(213)，第一弓形柱(212)和第二弓形柱(213)分别通过第一支撑杆(214)和第二支撑杆(215)与第一圆柱形通孔(211)内壁连接，第一弓形柱(212)和第二弓形柱(213)关于轴线O1O1’180°旋转对称；第一几何中心轴线O2O2’为经过第一弓形柱(212)矩形底面几何中心的垂线，O2O2’与O1O1’垂直；第一支撑杆(214)与第二支撑杆(215)为两个结构相同的扇环形柱，第一支撑杆(214)与第二支撑杆(215)关于O1O1’180°旋转对称；第一支撑杆(214)一个弧面与第一圆柱形通孔(211)内壁连接，另一个弧面与第一弓形柱(212)的弧面连接，在第一圆柱形通孔(211)内部支撑第一弓形柱(212)；第二支撑杆(215)一个弧面与第一圆柱形通孔(211)内壁连接，另一个弧面与第二弓形柱(213)的弧面连接，在第一圆柱形通孔(211)内部支撑第二弓形柱(213)；第一弓形柱(212)与第一支撑杆(214)长度均等于h1；第一超透镜单元(21)横截面为正六边形，边长为a1；第一弓形柱(212)横截面为弓形，半径为r0，弦长为d1；第一支撑杆(214)横截面为扇环形，内径