一种基于MEMS阵列透镜天线的制作方法

本发明涉及通信天线领域，具体为一种基于mems阵列透镜天线。

背景技术：

传统的阵列雷达通常采用机械式扫描或者电扫描式即相控阵雷达。机械扫描式雷达是通过转动雷达天线实现波束扫描，由于其受机械式转动的影响，反应速度慢、目标更新速率低、分辨率差、多功能性弱、电子对抗能力差、体积大、功耗高、价格昂贵。虽然电扫描式雷达即相控阵雷达是通过控制天线阵元的馈电方法，灵活控制波束指向，其波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高、且分辨率、多功能性及电子对抗能力强，然而传统的相控阵雷达价格昂贵、功率消耗大、体积大、冷却需求大。这是因为相控阵雷达中每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线。不管是机械式扫描还是电扫描式雷达都是靠控制天线单元的各个方向扫描完成的。

电扫描式雷达天线，其工作基础都是相位可控的阵列天线，每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件，不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束；传统的阵列雷达通常采用机械式扫描或者电扫描式即相控阵雷达，机械扫描式雷达是通过转动雷达天线实现波束扫描，由于其受机械式转动的影响，反应速度慢、目标更新速率低、分辨率差、多功能性弱、电子对抗能力差、体积大、功耗高、价格昂贵，虽然电扫描式雷达即相控阵雷达是通过控制天线阵元的馈电方法，灵活控制波束指向，其波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高、且分辨率、多功能性及电子对抗能力强，然而传统的相控阵雷达价格昂贵、功率消耗大、体积大、冷却需求大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于mems阵列透镜天线，为了克服上述的技术问题，将mems天线按透镜形式阵列，可以改变天线的排列角度，无需转动，就可实现各个方位上的扫描。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于mems阵列透镜天线，包括天线阵列单元，每个所述天线阵列单元与水平地面之间呈角度安装，且若干个所述天线阵列单元组合呈凹透镜阵列和凸透镜阵列排列，所述天线阵列单元包括天线单元、基底、旋转安装座和电极，所述天线单元两侧分别与两个旋转安装座顶端内侧活动连接，且旋转安装座底端固定在底部的基底上，所述基底顶侧安装有对称安装有两个电极，两个所述电极分别位于天线单元顶部两侧下方。

作为本发明进一步的方案：该天线的具体使用步骤如下：

天线阵列单元按一定的结构形式组合排列，排列成凹透镜阵列和凸透镜阵列结构，这样每个天线阵列单元呈现倾斜角度，辐射角度和范围不同，同时每个天线单元与旋转安装座活动连接，当天线单元底侧两端下方安装在基底上的两个电极中的某一个电极通电和天线单元表面产生电势差，产生静电吸引力，使天线单元表面倾斜，从而改变出射波束的方向，通过调制来控制波束，实现波束的偏转，当天线单元发射信号时，可以产生偏转角度，扩大辐射范围，无需机械式的转动，同时根据透镜原理，凹透镜阵列的天线阵列单元产生的信号汇聚于一点再进行发射，增大了信号的发射强度。

本发明的有益效果：本发明通过合理的结构设计，实现把mems天线阵列单元做成透镜的形式，其中凸透镜天线阵列单元无需转动，可扩大天线的辐射范围；凹透镜天线阵列单元，产生的信号汇聚于一点再进行发射，增强了发射强度，可实现点对点的通信；同时无需机械式的转动，天线单元本身呈一定的角度安装，加之可调制的扭动，其辐射面实现更大范围的覆盖，避免了机械式雷达依靠传统机械式转动，实现波束的扫描转动，改善了机械式扫描目标反映速度慢、更新速率低、分辨率差等的影响。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明天线阵列单元整体结构示意图；

图2为本发明天线阵列单元旋转结构示意图；

图3为本发明凹透镜天线阵列单元平面示意图；

图4为本发明凸透镜天线阵列单元平面示意图。

图中：1、天线阵列单元；2、天线单元；3、基底；4、旋转安装座；5、电极。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，一种基于mems阵列透镜天线，其特征在于，包括天线阵列单元1，每个天线阵列单元1与水平地面之间呈角度安装，且若干个天线阵列单元1组合呈凹透镜阵列和凸透镜阵列排列，把mems天线阵列单元1做成透镜的形式，天线阵列单元1包括天线单元2、基底3、旋转安装座4和电极5，天线单元2两侧分别与两个旋转安装座4顶端内侧活动连接，便于保证天线单元2呈角度安装，且旋转安装座4底端固定在底部的基底3上，基底3顶侧安装有对称安装有两个电极5，两个电极5分别位于天线单元2顶部两侧下方，天线单元2在电极5的通电作用下与天线单元2表面产生电势差进而产生静电吸引力完成扭转。

该天线的具体使用步骤如下：

天线阵列单元1按一定的结构形式组合排列，排列成凹透镜阵列和凸透镜阵列结构，这样每个天线阵列单元1呈现倾斜角度，辐射角度和范围不同，同时每个天线单元2与旋转安装座4活动连接，当天线单元2底侧两端下方安装在基底3上的两个电极5中的某一个电极5通电和天线单元2表面产生电势差，产生静电吸引力，使天线单元2表面倾斜，从而改变出射波束的方向，通过调制来控制波束，实现波束的偏转，当天线单元2发射信号时，可以产生偏转角度，扩大辐射范围，无需机械式的转动，同时根据透镜原理，凹透镜阵列的天线阵列单元1产生的信号汇聚于一点再进行发射，增大了信号的发射强度，本阵列透镜天线阵列单元1同样可用于其他需要天线的通信组件上，实现点对点通信，亦或是大范围的信号发射。

本发明通过合理的结构设计，实现把mems天线阵列单元1做成透镜的形式，其中凸透镜天线阵列单元1无需转动，可扩大天线的辐射范围；凹透镜天线阵列单元1，产生的信号汇聚于一点再进行发射，增强了发射强度，可实现点对点的通信；同时无需机械式的转动，天线单元2本身呈一定的角度安装，加之可调制的扭动，其辐射面实现更大范围的覆盖，避免了机械式雷达依靠传统机械式转动，实现波束的扫描转动，改善了机械式扫描目标反映速度慢、更新速率低、分辨率差等的影响。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于MEMS阵列透镜天线，包括天线阵列单元，每个所述天线阵列单元与水平地面之间呈角度安装，且若干个所述天线阵列单元组合呈凹透镜阵列和凸透镜阵列排列；本发明实现把MEMS天线阵列单元做成透镜的形式，其中凸透镜天线阵列单元无需转动，可扩大天线的辐射范围；凹透镜天线阵列单元，产生的信号汇聚于一点再进行发射，增强了发射强度，可实现点对点的通信；同时无需机械式的转动，天线单元本身呈一定的角度安装，加之可调制的扭动，其辐射面实现更大范围的覆盖，避免了机械式雷达依靠传统机械式转动，实现波束的扫描转动，改善了机械式扫描目标反映速度慢、更新速率低、分辨率差等的影响。

技术研发人员：叶松;姜丹丹;马文英;丁川;陶健
受保护的技术使用者：成都信息工程大学
技术研发日：2019.05.23
技术公布日：2019.08.16