一种毫米波天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种喇叭透镜天线，应用于毫米波成像中。
【背景技术】
[0002]天线是传送和接收电磁波的接口，如今的天线在毫米波成像方面已经有很好的效果，但是这些天线结构性复杂，价格昂贵，比如:合成孔径天线，其构造原理和精度要求非常高，其使用的天线阵列价格相比单天线是非常贵的，所以，本发明重在减少天线结构的复杂度与可操作度并且减少天线的制作成本。
【发明内容】
[0003]本发明解决的主要技术问题是提供一种透镜天线，用于解决毫米波成像复杂的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种作用在120ghz_200ghz毫米波频段的非均匀曲率旋转透镜喇叭天线，包括装有馈源的喇叭、透镜和匹配板。馈源放在喇叭直径小的一端，透镜和匹配板放在喇叭的另一端。透镜的材料是由聚四氟乙烯构成，该透镜的曲率是非均匀的。匹配板放在聚四氟乙烯透镜的两侧。匹配板是一个曲面板，包括非谐振基本单元和像蜂窝一样的大小相同的正六边形金属框，这样可以最大程度接收毫米波的同时并减少电磁波在透镜和空气交界面上的反射。
[0005]透镜是非均匀曲率的，即相同半径处曲率不同并从透镜中心向外随着半径的增大曲率逐渐减小。透镜是中央厚度3cm，直径1cm的圆形，选取透镜边缘上的一点，从该点起每(1/12)31弧度的区域为界限，在透镜的二分之一范围内，每(1/12)31弧度的区域的厚度均匀减小相邻区域厚度的最小厚度的1/12到1/2不等，在透镜的另外一半，也以(1/12)31弧度的区域为界限，非均匀的增加相邻区域最大厚度的1/12到3/4不等至原来曲率。这样可以得到一个平滑曲面的非均匀曲率透镜。
[0006]所述的匹配板是曲面介质板，其中一个面上有若干正个六边形匹配板非谐振单元，每个匹配板非谐振单元内印刷有六边形金属框，该匹配板每个非谐振单元上的正六边形金属框的面积相同，匹配板的数量至少有两块，放在非均匀曲率聚四氟乙烯透镜的两侧，匹配板和透镜之间固定连接并留有距离，这样可以最大程度使毫米波入射并减少电磁波在透镜和空气交界面上由于阻抗失配而引起的反射。
[0007]所述的匹配板和聚四氟乙烯透镜之间距离固定。
[0008]所述的透镜天线，透镜的中心处连接有电机，电机每秒钟转动80-100圈，透镜随着电机一起转动。喇叭和馈源固定不动，馈源一般与透镜的距离大于透镜最大焦距的I倍并且小于最小焦距的2倍。
【附图说明】
[0009]图1为本发明天线的结构示意图。
[0010]图2为透镜的结构示意图。
[0011 ]图3为六边形金属框的结构示意图。
[0012]图4为非谐振单元的结构示意图。
[0013]图中:1、非均匀曲率聚四氟乙烯透镜横截面，2、匹配板，3、喇叭，4、电机，5、六边形金属框，6、非谐振单元。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明的一种非均匀曲率旋转透镜喇叭天线可以作用在120ghz-200ghz毫米波频段成像，包括喇叭(3)、透镜(I)和匹配板(2);匹配板(2)与透镜(I)之间用硬塑料固定;喇叭(3)上装有馈源，馈源放在喇叭(3)直径小的一端，透镜(I)和匹配板(2)放置在喇叭(3)直径大的一端，透镜(I)和匹配板(2)的形状和喇叭(3)的形状相同，透镜(I)和匹配板(2)的口径小于喇叭(3)的口径。
[0015]如图2所示，透镜(I)是非均匀曲率面，其是由聚四氟乙烯材料制成的。因此，透镜结构简单，便于生产制造。相同半径处曲率不同并从透镜(I)中心向外随着半径的增大曲率逐渐减小。透镜(I)是中央厚度3cm，直径1cm的圆形，选取透镜(I)边缘上的一点，从该点起每(1/12)31弧度的区域为界限，在透镜(I)的二分之一范围内，每(1/12)31弧度的区域的厚度均匀减小相邻区域厚度的最小厚度的1/12到1/2不等，在透镜(I)的另外一半，也以(1/0弧度的区域为界限，非均匀的增加相邻区域最大厚度的1/12到3/4不等至原来曲率。透镜
(1)从中心沿着半径方向，每Icm厚度均匀减少1/2。由此得到一个平滑曲面的非均匀曲率透
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[0016]如图3和4所示，为了减少毫米波在透镜表面的反射，提高天线效率，匹配板(2)是一个曲面板。其上有边长为0.2cm，90--110个正六边形匹配板的非谐振单元(6)，这些非谐振单元设置在馈源的一个面上或设置在两个面上，每个匹配板(2)上的非谐振单元(6)内印刷有六边形金属框(5)，该匹配板(2)每个非谐振单元(6)上的六边形金属框的面积相同。相邻正六边形之间的距离为I毫米到2毫米，且每两个六边形之间的连接是平滑的，这样可以避免毫米波射到透镜从而在焦平面产生间断的波的影响。匹配板(2)的数量至少有两块，放在透镜(I)的两侧，匹配板(2)和透镜(2)之间固定连接并留有2毫米至3毫米的距离，匹配板
(2)能够放置多块，如果放置多块，匹配板(2)之间的距离在I毫米至2毫米之间并固定连接。由于匹配板(2)是曲面的，所以把凹的一面对向聚四氟乙烯透镜，如果放置多块，则需要匹配板(2)之间的非谐振单元(6)相互对齐，并且其上面的六边形金属框(5)也相互对其。匹配板(2)上的六边形金属框(5)的朝向相同，如果两个面上都有六边形金属框(5)时，该匹配板
(2)的朝向都满足要求，这样，每块匹配板(2)都有相同的折射率。
[0017]透镜的中心处连接有连续电机(4)，连续电机每秒钟转动80-100圈，透镜(I)随着连续电机(4) 一起转动，馈源和喇叭(3)是固定的，不随连续电机的转动而转动。由于馈源在焦平面接收接收信息，这样随着非均匀曲率透镜的转动，毫米波在透镜的不同曲率面上由于折射的作用，在大于最大焦距的I倍并且小于最小焦距的2倍的焦平面区域可以形成倒立缩小的像，这样就可以在馈源处