天线理论-透镜

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到目前为止我们已经讨论过的天线使用的是平面。透镜天线利用曲面进行发射和接收。透镜天线由玻璃制成，遵循透镜的会聚和发散特性。透镜天线用于高频应用。

频率范围

透镜天线的使用频率范围从1000 MHz开始，但在3000 MHz及以上使用范围更大。

为了更好地理解透镜天线，必须了解透镜的工作原理。普通玻璃镜片的工作原理是折射。

透镜天线的构造和工作

如果假设光源存在于透镜的焦点处（距透镜一定焦距），则光线在平面波前作为准直或平行光线穿过透镜。

通过透镜中心的光线比通过透镜边缘的光线折射更少。所有光线均平行于平面波前发送。镜头的这种现象称为发散。

如果光束从同一透镜的右侧发送到左侧，则相同的过程会相反。然后光束发生折射，并在距透镜一定焦距的点处相遇，该点称为焦点。这种现象称为收敛。

通过观察下图可以更好地理解这一点 -

光线图表示从光源到透镜的焦点和焦距。获得的平行光线也称为准直光线。

在上图中，距透镜一定焦距的焦点处的光源在平面波前被准直。这种现象可以逆转，这意味着如果从左侧发出的光会聚在透镜的右侧。

正是由于这种互易性，透镜可以用作天线，因为相同的现象有助于利用同一天线进行发射和接收。

显示了透镜天线模型的图像。

为了在较高频率下实现聚焦特性，折射率应小于1。无论折射率是多少，透镜的目的都是拉直波形。在此基础上，开发了E面和H面透镜，它们也延迟或加速了波前。

透镜天线的类型

提供以下类型的透镜天线 -

• 介电透镜或H面金属板透镜或延迟透镜（行波被透镜介质延迟）

• E面金属板透镜

• 非金属介电型透镜

• 金属或人造介电类型的透镜

优点

以下是透镜天线的优点 -

• 在透镜天线、馈源和馈源支撑中，不要遮挡孔径。

• 它具有更大的设计容差。

• 与抛物面反射器相比，可以处理更大的波量。

• 梁可以相对于轴进行一定角度的移动。

缺点

以下是透镜天线的缺点 -

• 镜头又重又笨重，尤其是在较低频率下

• 设计复杂性

• 对于相同规格，与反射器相比成本更高

应用领域

以下是透镜天线的应用 -

• 用作宽带天线

• 特别适用于微波频率应用

透镜天线的会聚特性可用于开发更高级别的天线，称为抛物面反射器天线，广泛用于卫星通信。我们将在下一章讨论它们。