提出了一种应用于基站的双波束透镜天线。其中透镜采用恒介电常数的介质制成,形状为介质分层嵌套的圆环柱体。其分层的方法是采用改进的等间距分层法,利用相邻介质层的介电常数等效分界点的介电常数。透镜采用分块放置的形式,不仅可以实现能量聚焦,提高增益,同时还改善了天线交叉极化的指标。此透镜天线采用对称的两列天线从下方馈电,从而在单扇区内实现双波束。通过专业电磁仿真软件Ansoft HFSS建模仿真,结果显示,在1.71~2.17 GHz的宽频带范围内,该双波束透镜天线具有良好的方向图性能。 透镜设计思路透镜设计的依据来源于龙伯透镜的原理。理想的龙伯透镜满足两个条件:1)在形状上是一个实心球体;2)透镜的介电常数从球面到球心的值是1～2渐变，满足方程ε(r)=2－(rＲ)2(1)其中r表示球上一点到球心的距离;Ｒ为球的半径，ε(r)表示球上该点的介电常数。详见图1。图1龙伯透镜天线工作原理示意图［7］本文从实用性出发，透镜天线的研究-电动数控滚圆滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机倒角机对透镜进行两点改造:1)对介质进行选型。需要的介电常数1～2渐变的介质难以实现、成本高，本文采用介电常数恒为2．1的常用介质，按照“介质－空气－本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com介质”的形式分层进行等效。2)对形状进行改造。由于在工业上制作球形分层的结构较为困难，且造价较高，所以本文将球透镜变成圆环柱体嵌套形式，详见图2(a)。(a)立体图(b)截面图图2透镜的立体图与截面图1．2透镜尺寸设计采用分层等效的形式设计透镜，理论上透镜层数越多，聚焦效果越好，但分层达到一定程度后，效率提升速度下降，性价比下降;若是层数太少，等效的作用欠佳［8］。综合考虑，本文采用5层圆环柱体介质等效［6］。图3为透镜尺寸设计的原理图，设计原理是在SchrankandSanford提出的等间距变化方法［9］上进行改进。步骤为:1)从圆心到外表面包含第1到第5层的介质层、第1到第4层空气层和最外层空气层，详见图2(b)。透镜的截面展开图为图3。2)将半径按9等分划分，用公式(1)计算9等分上每一点的介电常数(包含圆心点)。3)采用等效原理计算九等分中每一分层的介质和空气的比值，ai表示相应的权重。等效方式如下:对于圆心点，从截面图可以看出，其两边被第1层介电常数为2．1的介质层和第1分层的空气层包围，其对应的权重a1、a2要满足2×2．1×a1+2×1×a2=2，且a1透镜天线的研究-电动数控滚圆滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机倒角机本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com