CN102110894B

CN102110894B - 部分介质非对称填充柱透镜天线

Info

Publication number: CN102110894B
Application number: CN 201110026408
Authority: CN
Inventors: 吴锡东; 华昌洲; 周建华; 杨楠; 周金芳; 杨龙
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-01-25
Also published as: CN102110894A

Abstract

本发明公开了一种部分介质非对称填充柱透镜天线。它包括金属圆盘形平行板波导、介质、馈源天线、弧形金属支撑板；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质上表面为弧形面，介质与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导的边缘中间处设有馈源天线，金属圆盘形平行板波导的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板，馈源天线嵌在弧形金属支撑板中间的弧形槽内。所述的馈源天线为水平极化渐变槽天线及其阵列或垂直极化楔形介质棒天线及其阵列。

Description

部分介质非对称填充柱透镜天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及一种部分介质非对称填充柱透镜天线，特别适合于毫米波段应用。

背景技术

介质透镜天线被广泛应用于卫星通信、雷达探测以及电子对抗等领域。介质透镜技术包括了薄透镜、球透镜以及柱透镜天线等，这些透镜天线最大的特点是结构简单、扫描范围宽，可以实现低损耗的宽带工作。2001年由多伦多大学和密歇根大学共同研制的均匀球透镜天线，第一次在77GHz实现覆盖范围宽达180^o的多波束扫描。该球面透镜天线由33个渐变槽天线组成的水平面半圆阵列进行馈电，每个单元产生的3dB波束宽度为5.5^o，这样能覆盖 33×5.5 = 181.5^o的水平扫描范围。该馈电阵列可以很方便地印刷在同一个平面介质基片上，并放置于球面透镜的赤道平面上，由于球面透镜的自对称性，每个馈电单元产生的扫描波束几乎一致，这使得球面透镜的扫描角度非常宽，可以很方便地达到180度扫描。由于球透镜天线在加工制作、系统固定等方面存在一些实际困难，这时可以采用更为简单的柱面透镜天线来实现多波束扫描。柱面透镜天线产生的方向图为扇形波束，它在水平面内可以实现窄波束扫描，而在垂直面内则产生较宽的波束。龙伯（Luneberg）透镜由R.K.Luneberg于1944提出，一提出就引起了学术界的强烈反响。此后基于龙伯透镜的透镜天线相继被提出，这些天线性能优良，口径效率可以做得很高。同时由于龙伯透镜天线的球对称特性，可应用于航天通信、卫星跟踪等领域。申请号为200710140739.2，名称为一种无线电波透镜天线装置的专利，公开了一种透镜天线，该天线由半球介质龙伯透镜和反射板和支持器支撑的设在透镜焦点部的天线元件组成。申请号为200580009846.0，名称为龙伯透镜天线装置的专利，公开了一种透镜天线，改天线包括，半球形龙伯透镜，天线固定装配架，无线电波反射器以及其他固定装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种部分介质非对称填充柱透镜天线。

一种部分介质非对称填充柱透镜天线包括金属圆盘形平行板波导、介质、水平极化渐变槽天线、弧形金属支撑板；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质上表面为弧形面，介质与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线，水平极化渐变槽天线包括介质基片和金属薄片，介质基片上设有呈喇叭状开口的金属薄片，金属圆盘形平行板波导的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板，弧形金属支撑板包括弧形金属块、弧形槽和螺丝孔，在弧形金属块上设有弧形槽和螺丝孔，水平极化渐变槽天线嵌在弧形金属支撑板中间的弧形槽内。

另一种部分介质非对称填充柱透镜天线包括金属圆盘形平行板波导、介质、弧形金属支撑板、垂直极化楔形介质棒天线；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质上表面为弧形面，介质与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线，垂直极化楔形介质棒天线包括介质基片、微带线、楔形介质棒，介质基片上设有微带线、楔形介质棒，微带线与楔形介质棒相连，金属圆盘形平行板波导的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板，弧形金属支撑板包括弧形金属块、弧形槽和螺丝孔，在弧形金属块上设有弧形槽和螺丝孔，垂直极化楔形介质棒天线嵌在弧形金属支撑板中间的弧形槽内。

另一种部分介质非对称填充柱透镜天线包括金属圆盘形平行板波导、介质、弧形金属支撑板、水平极化渐变槽天线阵列；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质上表面为弧形面，介质与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线阵列，水平极化渐变槽天线阵列由排列成弧形的多个水平极化渐变槽天线构成，水平极化渐变槽天线包括介质基片和金属薄片，介质基片上设有呈喇叭状开口的金属薄片，金属圆盘形平行板波导的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板，弧形金属支撑板包括弧形金属块、弧形槽）和螺丝孔，在弧形金属块上设有弧形槽和螺丝孔，水平极化渐变槽天线阵列嵌在弧形金属支撑板中间的弧形槽内。

另一种部分介质非对称填充柱透镜天线包括金属圆盘形平行板波导、介质、弧形金属支撑板、垂直极化楔形介质棒天线阵列；金属圆盘形平行板波导由上下两个金属圆盘构成，介质上表面为弧形面，介质与金属圆盘形平行板波导的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线阵列，垂直极化楔形介质棒天线阵列由排列成弧形的多个垂直极化楔形介质棒天线构成，垂直极化楔形介质棒天线包括介质基片、微带线、楔形介质棒，介质基片上设有微带线、楔形介质棒，微带线与楔形介质棒相连，金属圆盘形平行板波导的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板，弧形金属支撑板包括弧形金属块、弧形槽和螺丝孔，在弧形金属块上设有弧形槽和螺丝孔，垂直极化楔形介质棒天线阵列嵌在弧形金属支撑板中间的弧形槽内。

由多个部分介质非对称填充柱透镜天线上下堆叠组成部分介质非对称填充柱透镜天线阵列。

所述的金属圆盘形平行板波导的上下两个金属圆盘间的腔体和介质共同组成部分介质非对称填充柱透镜。所述的部分介质非对称填充柱透镜的折射率符合龙伯定律，其中R为部分介质非对称填充柱透镜的半径，r为部分介质非对称填充柱透镜上任一点到圆心的距离，

。所述的介质的材料为：微波陶瓷材料

Figure 2011100264082100002DEST_PATH_IMAGE003

，介质基片的材料为：RT/Duroid 5880。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：口径效率高，旁瓣和后瓣较低，方向性较好，波束窄，结构紧凑，由于是部分填充介质，当选用介电常数较高的介质时，介质的厚度可以做得很薄，因此介质损耗比普通的均匀介质柱透镜天线低的多，重量也可以做的很轻，天线辐射效率可以得到有效提高，尤其是对于大尺寸、高增益的场合，天线辐射效率的提高更是非常显著。另外，由于介质损耗低，这种结构非常适合拓展到毫米波高端、亚毫米波段乃至太赫兹波段应用。其次，由于需要介质材料很少，可以有效减轻天线的重量，这种重量减轻效应在大尺寸、高增益的场合下，愈发显著。再次，由于该天线的透镜部分只需极少量的介质材料和金属平行板波导的配合，就能实现透镜的相对折射率按龙伯定律变化，在保证高方向性和高口径效率等特性的前提下，克服了传统龙伯透镜天线造价高、重量重和制造困难等缺点。同时，由于天线主体结构为金属，因而机械强度高，温度变化恒定，可应用于极端条件下工作。

附图说明

图1是部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅰ型结构示意图；

图2是图1的正视剖面图；

图3是水平极化渐变槽天线结构示意图；

图4是弧形金属支撑板结构示意图；

图5是部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅱ型结构示意图；

图6是图5的正视剖面图；

图7是垂直极化楔形介质棒天线结构示意图；

图8是部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅲ型结构示意图；

图9是水平极化渐变槽天线阵列的俯视图；

图10是部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅳ型结构示意图；

图11是垂直极化楔形介质棒天线阵列的俯视图；

图12是部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅴ型结构示意图；

图13是图12的正视剖面图；

图14是部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅵ型结构示意图；

图15是图14的正视剖面图。

具体实施方式

本发明中，在同一个工作频率上，平行板波导高度一定的情况下，不同的介质厚度将会导致不同的传播波数，我们通过选取不同的介质厚度来控制透镜的相对折射率，使其符合龙伯定律分布，可以实现结构紧凑的各种用途的透镜天线。同时为了达到最优的天线口径效率，馈源天线应该放在柱透镜的焦点位置。这种部分介质非对称填充柱透镜天线的方向图跟传统的柱透镜天线类似，在水平面可以实现窄波束，在俯仰面则是很宽的波束。同时，由于结构的对称性这种天线可以用于产生多波束扫描，扫描范围约为±75^o，其馈电天线可以很简单地集成在透镜的焦平面上。另外，多个部分介质非对称填充柱透镜天线上下堆叠，每一层对应不同的信号相位，组成天线阵列，由于相邻的透镜天线通过金属圆盘隔开，彼此不会受到影响，因此这种天线阵列在俯仰面能实现相控阵扫描，扫描范围约为±40^o。

如图1所示，部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅰ型包括金属圆盘形平行板波导1、介质2、水平极化渐变槽天线3、弧形金属支撑板4；金属圆盘形平行板波导1由上下两个金属圆盘构成，介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导1的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线3，水平极化渐变槽天线3包括介质基片31和金属薄片32，介质基片31上设有呈喇叭状开口的金属薄片32，水平极化渐变槽天线3的相位中心与部分介质非对称填充柱透镜的焦点重合，金属圆盘形平行板波导1的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板4，弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，水平极化渐变槽天线3嵌在弧形金属支撑板4中间的弧形槽42内，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。

如图2所示,所述的介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜。

如图3所示，所述的水平极化渐变槽天线3包括介质基片31和金属薄片32，介质基片31上设有呈喇叭状开口的金属薄片32。

如图4所示,所述的弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。

如图5所示, 部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅱ型包括金属圆盘形平行板波导1、介质2、弧形金属支撑板4、垂直极化楔形介质棒天线5；金属圆盘形平行板波导1由上下两个金属圆盘构成，介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导1的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线5，垂直极化楔形介质棒天线5包括介质基片51、微带线52、楔形介质棒53，介质基片51上设有微带线52、楔形介质棒53，微带线52与楔形介质棒53相连，垂直极化楔形介质棒天线5的相位中心与部分介质非对称填充柱透镜的焦点重合，金属圆盘形平行板波导1的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板4，弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，垂直极化楔形介质棒天线5嵌在弧形金属支撑板4中间的弧形槽42内，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。

如图6所示, 所述的介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜。

如图7所示，所述的垂直极化楔形介质棒天线5包括介质基片51、微带线52、楔形介质棒53，介质基片51上设有微带线52、楔形介质棒53，微带线52与楔形介质棒53相连。

如图8所示，部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅲ型包括金属圆盘形平行板波导1、介质2、弧形金属支撑板4、水平极化渐变槽天线阵列6；金属圆盘形平行板波导1由上下两个金属圆盘构成，介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导1的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线阵列6，水平极化渐变槽天线阵列6由排列成弧形的多个水平极化渐变槽天线3构成，水平极化渐变槽天线3包括介质基片31和金属薄片32，介质基片31上设有呈喇叭状开口的金属薄片32，水平极化渐变槽天线阵列6的相位中心面与部分介质非对称填充柱透镜的焦平面重合,用以实现多波束扫描，金属圆盘形平行板波导1的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板4，弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，水平极化渐变槽天线阵列6嵌在弧形金属支撑板4中间的弧形槽42内，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。

如图9所示，所述的水平极化渐变槽天线阵列6由排列成弧形的多个水平极化渐变槽天线2构成，用以实现多波束扫描。

如图10所示，部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅳ型包括金属圆盘形平行板波导1、介质2、弧形金属支撑板4、垂直极化楔形介质棒天线阵列7；金属圆盘形平行板波导1由上下两个金属圆盘构成，介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导1的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线阵列7，垂直极化楔形介质棒天线阵列7由排列成弧形的多个垂直极化楔形介质棒天线5构成，垂直极化楔形介质棒天线5包括介质基片51、微带线52、楔形介质棒53，介质基片51上设有微带线52、楔形介质棒53，微带线52与楔形介质棒53相连，垂直极化楔形介质棒天线阵列7的相位中心面与部分介质非对称填充柱透镜的焦平面重合，用以实现多波束扫描，金属圆盘形平行板波导1的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板4，弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，垂直极化楔形介质棒天线阵列7嵌在弧形金属支撑板4中间的弧形槽42内，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。

如图11所示，所述的垂直极化楔形介质棒天线阵列7由排列成弧形的多个垂直极化楔形介质棒天线5构成，用以实现多波束扫描。

如图12所示，部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅴ型包括金属圆盘形平行板波导1、介质2、弧形金属支撑板4、水平极化渐变槽天线阵列6；金属圆盘形平行板波导1由上下两个金属圆盘构成，介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导1的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线阵列6，水平极化渐变槽天线阵列6由排列成弧形的多个水平极化渐变槽天线3构成，水平极化渐变槽天线3包括介质基片31和金属薄片32，介质基片31上设有呈喇叭状开口的金属薄片32，水平极化渐变槽天线阵列6的相位中心面与部分介质非对称填充柱透镜的焦平面重合,用以实现多波束扫描，金属圆盘形平行板波导1的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板4，弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，水平极化渐变槽天线阵列6嵌在弧形金属支撑板4中间的弧形槽42内，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。所述的部分介质非对称填充柱透镜天线多个堆叠，每一层对应不同的信号相位，组成天线阵列实现相控阵扫描，采用这种结构可以兼有相控阵扫描和多波束扫描的优点。

如图13所示,所述的介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，所述的部分介质非对称填充柱透镜天线多个堆叠组成天线阵列实现相控阵扫描。

如图14所示，部分介质非对称填充柱透镜天线Ⅵ型包括金属圆盘形平行板波导1、介质2、弧形金属支撑板4、垂直极化楔形介质棒天线阵列7；金属圆盘形平行板波导1由上下两个金属圆盘构成，介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导1的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线阵列7，垂直极化楔形介质棒天线阵列7由排列成弧形的多个垂直极化楔形介质棒天线5构成，垂直极化楔形介质棒天线5包括介质基片51、微带线52、楔形介质棒53，介质基片51上设有微带线52、楔形介质棒53，微带线52与楔形介质棒53相连，垂直极化楔形介质棒天线阵列7的相位中心面与部分介质非对称填充柱透镜的焦平面重合，用以实现多波束扫描，金属圆盘形平行板波导1的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板4，弧形金属支撑板4包括弧形金属块41、弧形槽42和螺丝孔43，在弧形金属块41上设有弧形槽42和螺丝孔43，垂直极化楔形介质棒天线阵列7嵌在弧形金属支撑板4中间的弧形槽42内，弧形金属支撑板4与两金属圆盘间用螺丝连接，起支撑作用。所述的部分介质非对称填充柱透镜天线多个堆叠，每一层对应不同的信号相位，组成天线阵列实现相控阵扫描，采用这种结构可以兼有相控阵扫描和多波束扫描的优点。

如图15所示, 所述的介质2上表面为弧形面，介质2与金属圆盘形平行板波导1的下圆盘紧贴，所述的部分介质非对称填充柱透镜天线多个堆叠组成天线阵列实现相控阵扫描。

以上六种方式中所述的金属圆盘形平行板波导1的上下两个金属圆盘间的腔体和介质2共同组成部分介质非对称填充柱透镜。所述的部分介质非对称填充柱透镜的折射率符合龙伯定律，其中R为部分介质非对称填充柱透镜的半径，r为部分介质非对称填充柱透镜上任一点到圆心的距离，

。所述的介质2的材料为：微波陶瓷材料

，介质基片31的材料为：RT/Duroid 5880。

以上是本发明的具体实施方式，本领域的技术人员可以通过应用本发明公开的方法以及发明中提到的一些替代方式制作出本部分介质非对称填充柱透镜天线。本发明由于主体结构为金属结构，因而机械强度高，温度变化恒定，可应用于极端条件下工作，例如高冲击强度，以及空间应用中的极限高低温场合。这种口径效率高、小体积、轻重量的部分介质非对称填充柱透镜天线及其多波束扫描和相控阵扫描设计在航空航天，卫星通信中有广阔的应用前景。

Claims

1.一种部分介质非对称填充柱透镜天线，其特征在于包括金属圆盘形平行板波导（1）、介质（2）、水平极化渐变槽天线（3）、弧形金属支撑板（4）；金属圆盘形平行板波导（1）由上下两个金属圆盘构成，介质（2）上表面为弧形面，介质（2）与金属圆盘形平行板波导（1）的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导（1）的上下两个金属圆盘间的腔体和介质（2）共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导（1）的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线（3），水平极化渐变槽天线（3）包括介质基片（31）和金属薄片（32），介质基片（31）上设有呈喇叭状开口的金属薄片（32），金属圆盘形平行板波导（1）的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板（4），弧形金属支撑板（4）包括弧形金属块（41）、弧形槽（42）和螺丝孔（43），在弧形金属块（41）上设有弧形槽（42）和螺丝孔（43），水平极化渐变槽天线（3）嵌在弧形金属支撑板（4）中间的弧形槽（42）内；

所述的部分介质非对称填充柱透镜的折射率符合龙伯定律

Figure 2011100264082100001DEST_PATH_IMAGE001

，其中R为部分介质非对称填充柱透镜的半径，r为部分介质非对称填充柱透镜上任一点到圆心的距离，

Figure 2011100264082100001DEST_PATH_IMAGE002

；

所述的介质（2）的材料为：微波陶瓷材料，介质基片（31）的材料为：RT/Duroid 5880。

2. 一种部分介质非对称填充柱透镜天线，其特征在于包括金属圆盘形平行板波导（1）、介质（2）、弧形金属支撑板（4）、垂直极化楔形介质棒天线（5）；金属圆盘形平行板波导（1）由上下两个金属圆盘构成，介质（2）上表面为弧形面，介质（2）与金属圆盘形平行板波导（1）的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导（1）的上下两个金属圆盘间的腔体和介质（2）共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导（1）的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线（5），垂直极化楔形介质棒天线（5）包括介质基片（51）、微带线（52）、楔形介质棒（53），介质基片（51）上设有微带线（52）、楔形介质棒（53），微带线（52）与楔形介质棒（53）相连，金属圆盘形平行板波导（1）的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板（4），弧形金属支撑板（4）包括弧形金属块（41）、弧形槽（42）和螺丝孔（43），在弧形金属块（41）上设有弧形槽（42）和螺丝孔（43），垂直极化楔形介质棒天线（5）嵌在弧形金属支撑板（4）中间的弧形槽（42）内。

3. 一种部分介质非对称填充柱透镜天线，其特征在于包括金属圆盘形平行板波导（1）、介质（2）、弧形金属支撑板（4）、水平极化渐变槽天线阵列（6）；金属圆盘形平行板波导（1）由上下两个金属圆盘构成，介质（2）上表面为弧形面，介质（2）与金属圆盘形平行板波导（1）的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导（1）的上下两个金属圆盘间的腔体和介质（2）共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导（1）的边缘中间处设有水平极化渐变槽天线阵列（6），水平极化渐变槽天线阵列（6）由排列成弧形的多个水平极化渐变槽天线（3）构成，水平极化渐变槽天线（3）包括介质基片（31）和金属薄片（32），介质基片（31）上设有呈喇叭状开口的金属薄片（32），金属圆盘形平行板波导（1）的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板（4），弧形金属支撑板（4）包括弧形金属块（41）、弧形槽（42）和螺丝孔（43），在弧形金属块（41）上设有弧形槽（42）和螺丝孔（43），水平极化渐变槽天线阵列（6）嵌在弧形金属支撑板（4）中间的弧形槽（42）内。

4. 根据权利要求3所述的一种部分介质非对称填充柱透镜天线，其特征在于由多个部分介质非对称填充柱透镜天线上下堆叠组成部分介质非对称填充柱透镜天线阵列。

5. 一种部分介质非对称填充柱透镜天线，其特征在于包括金属圆盘形平行板波导（1）、介质（2）、弧形金属支撑板（4）、垂直极化楔形介质棒天线阵列（7）；金属圆盘形平行板波导（1）由上下两个金属圆盘构成，介质（2）上表面为弧形面，介质（2）与金属圆盘形平行板波导（1）的下圆盘紧贴，金属圆盘形平行板波导（1）的上下两个金属圆盘间的腔体和介质（2）共同组成部分介质非对称填充柱透镜，金属圆盘形平行板波导（1）的边缘中间处设有垂直极化楔形介质棒天线阵列（7），垂直极化楔形介质棒天线阵列（7）由排列成弧形的多个垂直极化楔形介质棒天线（5）构成，垂直极化楔形介质棒天线（5）包括介质基片（51）、微带线（52）、楔形介质棒（53），介质基片（51）上设有微带线（52）、楔形介质棒（53），微带线（52）与楔形介质棒（53）相连，金属圆盘形平行板波导（1）的两个金属圆盘边缘设有弧形金属支撑板（4），弧形金属支撑板（4）包括弧形金属块（41）、弧形槽（42）和螺丝孔（43），在弧形金属块（41）上设有弧形槽（42）和螺丝孔（43），垂直极化楔形介质棒天线阵列（7）嵌在弧形金属支撑板（4）中间的弧形槽（42）内。

6. 根据权利要求5所述的一种部分介质非对称填充柱透镜天线，其特征在于由多个部分介质非对称填充柱透镜天线上下堆叠组成部分介质非对称填充柱透镜天线阵列。