CN216850341U - 龙伯透镜组件、龙伯透镜天线及通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种龙伯透镜组件、龙伯透镜天线及通信系统，本申请的龙伯透镜组件包括多个主透镜和多个补偿透镜，主透镜与补偿透镜交替连接，龙伯透镜组件的两端均设置有补偿透镜。本申请的龙伯透镜组件通过补偿透镜将相邻的两个主透镜连接，能够减小龙伯透镜组件的体积；并且两个相邻主透镜共用一个补偿透镜，能够显著减小相邻两个主透镜之间的间距，从而增强了对旁瓣的抑制作用。

Description

龙伯透镜组件、龙伯透镜天线及通信系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其是涉及一种龙伯透镜组件、龙伯透镜天线及通信系统。

背景技术

相关技术中，龙伯透镜为一个等效介电常数从球心到表面沿半径方向梯度下降分布的介质球，任意方向入射的电磁波经过折射后能够汇聚到透镜表面的一点，这使得龙伯透镜在高增益窄波束或者多波束天线、目标探测、电磁对抗等领域广受关注。

然而，这种球形龙伯透镜的直径通常较大，应用于天线时，会造成旁瓣严重恶化，从而限制了龙伯透镜的应用。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种龙伯透镜组件，能够减小龙伯透镜组件的体积，减小相邻两个主透镜之间的间距，从而抑制旁瓣、提高增益。

本申请还提出一种具有上述龙伯透镜组件的龙伯透镜天线。

本申请还提出了一种具有上述龙伯透镜天线的通信系统。

根据本申请的第一方面实施例的龙伯透镜组件，包括：

多个主透镜；

多个补偿透镜；

所述主透镜与所述补偿透镜交替连接，龙伯透镜组件的两端均设置有所述补偿透镜。

根据本申请实施例的龙伯透镜组件，至少具有如下有益效果：通过补偿透镜将相邻的两个主透镜连接，能够减小龙伯透镜组件的体积；并且两个相邻主透镜共用一个补偿透镜，能够显著减小相邻两个主透镜之间的间距，从而增强了对旁瓣的抑制作用。

根据本申请的一些实施例，所述主透镜包括一个第一柱形透镜和一个第一环形透镜，所述第一环形透镜环绕设置于所述第一柱形透镜；所述补偿透镜包括一个第二柱形透镜；其中，所述第一柱形透镜、所述第一环形透镜和所述第二柱形透镜同轴设置。

根据本申请的一些实施例，所述第一柱形透镜的相对介电常数大于所述第一环形透镜的相对介电常数，所述第一柱形透镜的相对介电常数大于所述第二柱形透镜的相对介电常数。

根据本申请的一些实施例，所述主透镜包括一个第一柱形透镜和至少两个第一环形透镜，所述第一环形透镜环绕设置于所述第一柱形透镜；所述补偿透镜包括一个第二柱形透镜和至少一个第二环形透镜，所述第二环形透镜环绕设置于所述第二柱形透镜；其中，所述第一柱形透镜、所述第一环形透镜、所述第二柱形透镜和所述第二环形透镜同轴设置，所述第二环形透镜的数量小于所述第一环形透镜的数量。

根据本申请的一些实施例，所述第一柱形透镜的相对介电常数大于所述第二柱形透镜的相对介电常数，所述第一环形透镜的相对介电常数由内层到外层依次递减，所述第二环形透镜的相对介电常数由内层到外层依次递减。

根据本申请的第二方面实施例的龙伯透镜天线，包括：

根据本申请上述第一方面实施例的龙伯透镜组件；

馈源，所述馈源与所述龙伯透镜组件的所述主透镜的侧面中心对应设置，用于向所述龙伯透镜组件输送电磁波；其中，所述馈源的数量与所述龙伯透镜组件中所述主透镜的数量相等，所述馈源与所述主透镜之间具有空隙；

移相器，所述移相器的一端与所述馈源远离所述龙伯透镜组件的一端连接，用于对所述馈源的相位和幅度进行调制。

根据本申请实施例的龙伯透镜天线，至少具有如下有益效果：通过设置上述龙伯透镜组件能够对旁瓣起到抑制作用，同时设置移相器对馈源的参数进行调节，从而能够改变天线的电下倾角，并且能够优化增益和旁瓣抑制指标，提高天线的传输效果与应用范围。

根据本申请的一些实施例，还包括：基板，所述基板设置于所述馈源与所述移相器中间，所述基板的一侧与所述馈源远离所述龙伯透镜组件的一端连接，另一侧与所述移相器靠近所述馈源的一端连接。

根据本申请的一些实施例，还包括：输入端口，所述输入端口与所述移相器的另一端连接，用于将所述龙伯透镜天线与电缆连接。

根据本申请的第二方面实施例的通信系统，包括根据本申请上述第二方面实施例的龙伯透镜天线。

根据本申请实施例的通信系统，至少具有如下有益效果：通过设置上述天线，能够提高旁瓣抑制比，从而提高信号的传输效果。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例龙伯透镜组件的结构示意图；

图2为本申请实施例龙伯透镜组件的又一结构示意图；

图3为本申请实施例龙伯透镜组件的效果示意图；

图4为本申请实施例龙伯透镜天线的结构示意图；

图5为本申请实施例龙伯透镜天线的效果示意图。

附图标记：

龙伯透镜组件100、主透镜110、第一柱形透镜111、第一环形透镜112、第一子环形透镜1121、第二子环形透镜1122、补偿透镜120、第二柱形透镜121、第二环形透镜122、馈源200、移相器300、基板400、输入端口500。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面参考图1和图3描述根据本申请实施例的龙伯透镜组件100。

如图1和图3所示，根据本申请实施例的龙伯透镜组件100，包括多个主透镜110和多个补偿透镜120。

主透镜110与补偿透镜120交替连接，龙伯透镜组件100的两端均设置有补偿透镜120。

例如，如图1所示，龙伯透镜组件100包括三个主透镜110和四个补偿透镜120，主透镜110与补偿透镜120交替连接，补偿透镜120设置在龙伯透镜组件100的两端。补偿透镜120能够改善龙伯透镜的垂直方向图，并且对增强旁瓣抑制、提升增益起到了关键性的作用。此外，相邻的两个主透镜110共用一个补偿透镜120，能够减小主透镜110的间距、抑制旁瓣，并且能够缩小龙伯透镜组件100的体积，扩大了孔波透镜组件的应用范围。

如图3所示，其中虚线表示无梯度补偿介质，即没有设置补偿透镜120；实线为有梯度补偿戒指，即设置有补偿透镜120。由图中可以看出，设置了补偿透镜120后，旁瓣的抑制能力得到了大幅的提高，增益也得到了一定的提升。

根据本申请实施例的龙伯透镜组件100，通过补偿透镜120将相邻的两个主透镜110连接，能够减小龙伯透镜组件100的体积；并且两个相邻主透镜110共用一个补偿透镜120，能够显著减小相邻两个主透镜110之间的间距，从而增强了对旁瓣的抑制作用。

在本申请的一些具体实施例中，如图1所示，主透镜110包括一个第一柱形透镜111和一个第一环形透镜112，第一环形透镜112环绕设置于第一柱形透镜111；补偿透镜120包括一个第二柱形透镜121；其中，第一柱形透镜111、第一环形透镜112和第二柱形透镜121同轴设置。

具体地，主透镜110包括一个第一柱形透镜111和一个第一环形透镜112，第一环形透镜112包覆第一柱形透镜111的侧面，其中，第一柱形透镜111的中心轴与第一环形透镜112的中心轴位于同一条直线上。补偿透镜120包括一个第二柱形透镜121，第二柱形透镜121的中心轴与第一柱形透镜111的中心轴位于同一条直线上。通过设置同轴并且交替设置的主透镜110和补偿透镜120，能够增强龙伯透镜组件100的旁瓣抑制作用。

在本申请的一些具体实施例中，第一柱形透镜111的相对介电常数大于第一环形透镜112的相对介电常数，第一柱形透镜111的相对介电常数大于第二柱形透镜121的相对介电常数。通过设置具有上述相对介电常数组成的主透镜110、补偿透镜120，能够使得龙伯透镜组件100具有各极化方向、各波束辐射方向一致的聚焦特性，保证了龙伯透镜组件100的高性能。

在本申请的一些具体实施例中，如图2所示，主透镜110包括一个第一柱形透镜111和至少两个第一环形透镜112，第一环形透镜112环绕设置于第一柱形透镜111；补偿透镜120包括一个第二柱形透镜121和至少一个第二环形透镜122，第二环形透镜122环绕设置于第二柱形透镜121；其中，第一柱形透镜111、第一环形透镜112、第二柱形透镜121和第二环形透镜122同轴设置，第二环形透镜122的数量小于第一环形透镜112的数量。

具体地，如图2所示，龙伯透镜组件100的主透镜110由一个第一柱形透镜111和两个第一环形透镜112组成、补偿透镜120由一个第二柱形透镜121和一个第二环形透镜122组成。将两个第一环形透镜112分别定义为第一子环形透镜1121和第二子环形透镜1122，其中，第一子环形透镜1121环绕设置于第一柱形透镜111的侧面，第二子环形透镜1122环绕设置于第一子环形透镜1121的侧面，并且第一柱形透镜111的中心轴、第一子环形透镜1121的中心轴和第二子环形透镜1122的中心轴位于同一条直线上。第二环形透镜122则环绕设置于第二柱形透镜121的侧面，其中心轴与第二柱形透镜121的中心轴位于同一条直线上，且与第一柱形透镜111的中心轴同轴。第二环形透镜122的数量小于第一环形透镜112的数量，可以理解的是，第一环形透镜112、第二环形透镜122的数量可以根据需求进行设置，例如第一环形透镜112的数量设置为四个、第二环形透镜122的数量数值为三个。

在本申请的一些具体实施例中，第一柱形透镜111的相对介电常数大于第二柱形透镜121的相对介电常数，主透镜110的相对介电常数由内层到外层依次递减，补偿透镜120的相对介电常数由内层到外层依次递减。例如，主透镜110从第一柱形透镜111到最外侧的第一环形透镜112的相对介电常数依次递减，补偿透镜120从第二柱形透镜121到最外侧的第二环形透镜122的相对介电常数依次递减，并且第一柱形透镜111的相对介电常数大于第二柱形透镜121的相对介电常数。通过上述设置能够提高波束的汇聚能力和旁瓣抑制能力。

在一些实施例中，如图2、图4和图5所示，本申请还提出了一种龙伯透镜天线，包括本申请上述实施例中的任一项龙伯透镜组件100、馈源200和移相器300。馈源200与龙伯透镜组件100的主透镜110的侧面中心对应设置，用于向龙伯透镜组件100输送电磁波；其中，馈源200的数量与龙伯透镜组件100中主透镜110的数量相等，馈源200与主透镜110之间具有空隙；移相器300的一端与馈源200远离龙伯透镜组件100的一端连接，用于对馈源200的相位和幅度进行调制。

具体地，龙伯透镜天线包括一个龙伯透镜组件100，龙伯透镜组件100由三个主透镜110组成，对应地设置有三个馈源200。馈源200的一端与主透镜110侧面的中心对应设置，并与龙伯透镜组件100之间留有一定距离，从而能够实现波束聚焦的功能。馈源200用于龙伯透镜组件100输送电磁波，馈源200发出的电磁波由主透镜110进入龙伯透镜组件100内部。移相器300一端与馈源200远离龙伯透镜组件100的一端连接，用于对各个馈源200的相位和幅度进行调制，从而使得龙伯透镜天线获得所需的电下倾角，同时能够提高天线的传输效果、扩大天线的应用范围。可以理解的是，龙伯透镜组件100中主透镜110的数量、馈源200的数量可以根据需求进行设置，例如四个、五个等。如图5所示，虚线为电下倾角为0°时龙伯透镜天线的方向图，实线为电下倾角为6°时龙伯透镜天线的方向图，由图中可以看出龙伯透镜天线在不同电下倾角时，均具有良好的旁瓣抑制效果。

根据本申请实施例的龙伯透镜天线，通过设置上述龙伯透镜组件100能够对旁瓣起到抑制作用，同时设置移相器300对馈源200的参数进行调节，从而能够改变天线的电下倾角，并且能够优化增益和旁瓣抑制指标，提高天线的传输效果与应用范围。

在本申请的一些具体实施例中，如图4所示，龙伯透镜天线还包括基板400，基板400设置于馈源200和移相器300之间，基板400的一侧与馈源200远离龙伯透镜组件100的一端连接，另一端与移相器300靠近馈源200的一端连接。具体的，基板400设置于馈源200与移相器300之间，一侧与馈源200远离龙伯透镜组件100的一端连接，另一端与移相器300连接。基板400的设置能够使得馈源200发出的电磁波更多的进入到龙伯透镜组件100中，使得能量更集中，避免了电磁波向龙伯透镜组件100的反方向传输，减少了能量的浪费，提高了能量的利用率。可以理解的是，基板400可以选择金属板或其他具有电磁波反射能力的材料。

在本申请的一些具体实施例中，如图4所示，龙伯透镜天线还包括输入端口500，输入端口500与移相器300的另一端连接，用于将龙伯透镜天线与电缆连接。通过设置输入端口500，能够方便龙伯透镜天线与电缆连接，提高了应用的便利性。

在一些实施例中，本申请实施例还提出了一种通信系统，包括本申请上述实施例中任一项龙伯透镜天线。

根据本申请实施例的通信系统，设置上述天线，能够提高旁瓣抑制比，从而提高信号的传输效果。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (9)

1.龙伯透镜组件，其特征在于，包括：

多个主透镜；

多个补偿透镜；

所述主透镜与所述补偿透镜交替连接，龙伯透镜组件的两端均设置有所述补偿透镜。

2.根据权利要求1所述的龙伯透镜组件，其特征在于，所述主透镜包括一个第一柱形透镜和一个第一环形透镜，所述第一环形透镜环绕设置于所述第一柱形透镜；所述补偿透镜包括一个第二柱形透镜；其中，所述第一柱形透镜、所述第一环形透镜和所述第二柱形透镜同轴设置。

3.根据权利要求2所述的龙伯透镜组件，其特征在于，所述第一柱形透镜的相对介电常数大于所述第一环形透镜的相对介电常数，所述第一柱形透镜的相对介电常数大于所述第二柱形透镜的相对介电常数。

4.根据权利要求1所述的龙伯透镜组件，其特征在于，所述主透镜包括一个第一柱形透镜和至少两个第一环形透镜，所述第一环形透镜环绕设置于所述第一柱形透镜；所述补偿透镜包括一个第二柱形透镜和至少一个第二环形透镜，所述第二环形透镜环绕设置于所述第二柱形透镜；其中，所述第一柱形透镜、所述第一环形透镜、所述第二柱形透镜和所述第二环形透镜同轴设置，所述第二环形透镜的数量小于所述第一环形透镜的数量。

5.根据权利要求4所述的龙伯透镜组件，其特征在于，所述第一柱形透镜的相对介电常数大于所述第二柱形透镜的相对介电常数，所述主透镜的相对介电常数由内层到外层依次递减，所述补偿透镜的相对介电常数由内层到外层依次递减。

6.龙伯透镜天线，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的龙伯透镜组件；

馈源，所述馈源与所述龙伯透镜组件的所述主透镜的侧面中心对应设置，用于向所述龙伯透镜组件输送电磁波；其中，所述馈源的数量与所述龙伯透镜组件中所述主透镜的数量相等，所述馈源与所述主透镜之间具有空隙；

移相器，所述移相器的一端与所述馈源远离所述龙伯透镜组件的一端连接，用于对所述馈源的相位和幅度进行调制。

7.根据权利要求6所述的龙伯透镜天线，其特征在于，还包括：

基板，所述基板设置于所述馈源与所述移相器中间，所述基板的一侧与所述馈源远离所述龙伯透镜组件的一端连接，另一侧与所述移相器靠近所述馈源的一端连接。

8.根据权利要求6或7所述的龙伯透镜天线，其特征在于，还包括：

输入端口，所述输入端口与所述移相器的另一端连接，用于将所述龙伯透镜天线与电缆连接。

9.通信系统，其特征在于，包括根据权利要求6至8中任一项所述的龙伯透镜天线。

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