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本发明公开了一种基于微阶梯‑介电常数渐变的平面菲涅尔透镜及其设计方法，属于毫米波天线与增材制造技术领域。该方法依据相位校正理论和高度‑填充率的非线性耦合机制，通过策略性适度降低传统多介质平面菲涅尔透镜外缘环带高度，从而显著提升该区域的介质填充率；该方法在维持其原有优异电磁性能的前提下，将原本机械薄弱的低填充率环带转化为高填充率的稳固环带，实现了透镜整体机械可靠性的显著提升。本发明解决了传统多介质平面菲涅尔透镜设计过程中，同一全波区内的外缘环带因低填充率而导致的机械结构脆弱问题。

本发明涉及电磁透镜，本发明公开了一种柱状分层龙勃透镜，由柱芯和n层圆筒构成，所述柱芯由m个嵌套的圆柱构成，从最内侧圆柱到最外侧圆柱高度和直径递增；所述n层圆筒包围在最外侧圆柱中部，最内层圆筒高度低于最外侧圆柱，从最内层圆筒到最外层圆筒高度递减直径递增；从柱芯的最内侧圆柱到最外层圆筒介电常数递减；其中，m、n为自然数。本发明的柱状分层龙勃透镜是一个旋转体，过柱芯顶面和底面圆心的直线就是该旋转体的旋转轴。本发明这种结构的龙柏透镜，轴向和径向都被分为若干层，由于每个圆柱及每一层圆筒都由不同介电常数的物质构成，沿旋转轴的轴向和径向方向都可以实现介电常数的递减变化，其电磁波传输特性更接近理想的龙柏透镜。

本发明公开了一种基于相控阵馈电的变型柱面/球面龙伯透镜天线，属于无线通信技术、雷达技术领域。该天线包括变型柱面/球面龙伯透镜，以及若干组作为馈源的有源平面相控阵天线。通过合理设计变型龙伯透镜与相控阵天线两者之间的位置关系，并对作为馈源的相控阵天线进行激励系数的优化，从而在所需方向形成波束，实现波束电扫描或同时多波束。与传统龙伯透镜相比，本发明具有高增益，高有效全向辐射功率(EIRP)，高扫描精度，低质量，小体积，并且采用平面阵列馈源，便于加工和系统集成等特点和优势，可用于雷达和通信系统。

本发明公开了一种基于超材料加载的高增益喇叭天线，包括标准喇叭天线、超材料平板以及用于超材料平板定位固定的四个螺丝钉，超材料平板由多个具有不同内部金属结构尺寸的四种超材料结构单元平行紧贴排列而成，将其加载到标准喇叭天线的输出端口面上，可以调整喇叭天线的电磁波幅度与相位分布，进而实现其高增益辐射。本发明可用于微波毫米波通信以及雷达天馈系统中，其优点是适用于天馈系统的小型化、轻量化、集成化、低成本化，而且其加工周期短，多种辐射性能可以通过更换不同结构单元排布的超材料平板来轻松实现。

本申请提供了一种层间单元数渐变的多层结构龙勃透镜天线。其中，龙勃透镜本体被划分为多个介质层，每个介质层开设有多个晶格孔，每个晶格孔的孔径沿靠近透镜本体的球心/轴线的方向递减，以实现龙勃透镜所需的连续介电分布。同时，各介质层的晶格孔个数沿靠近透镜本体球心/轴线的方向递减，通过减小更内层介质层的晶格孔个数，可增大内层介质层的晶格孔尺寸，降低加工难度，从而可避免因内部缝隙或介质层厚度过小而无法打印或介质粘连的问题。这样既降低了加工难度和限制，又能满足理想龙勃透镜所需的连续介电分布，从而获得高性能易实现的龙勃透镜天线。

本申请公开了一种连续渐变开孔的龙勃透镜天线，包括：透镜本体；所述透镜本体为球形；所述透镜本体上设置有从表面延伸到球心的多个晶格孔；以及所述透镜本体由介质材料制成；多个所述晶格孔绕所述球心呈极轴阵列分布并铺满整个所述透镜本体；所述晶格孔的孔径沿所述球心往表面方向渐增。通过本申请提供的龙勃透镜天线，可以使得天线整体具备连续的介电常数变化，并且无需采用现有的将透镜分成多层的方式，可以提高天线的整体性能以及降低加工生产的难度，有效解决现有的龙勃透镜天线介电常数分布非连续渐变而性能受影响的问题。