龙伯透镜是一种满足内部介电常数光滑变化的介质透镜天线,实际工程采用分层结构,属于梯度折射率变化的介质透镜。以高增益,多波束与宽带特性,多使用于卫星与航海通信、导航和防撞雷达等领域。本文针对龙伯透镜的应用进行了相关的研究工作,主要研究内容包括:本文首先阐述了龙伯透镜天线的研究背景和应用场景,展示研究发展过程以及近期的研宄动态。其次,简单介绍基本工作原理以及设计方案,简述几何光学、变换光学和等效媒质的相关知识,采用坐标变换方法压缩设计龙伯透镜。以下就根据这些相关原理,设计与印证龙伯透镜的三种应用性。第三,设计用于表面波调控的平面龙伯透镜,该透镜通过坐标变换的方法进行二维平面的纵向压缩,工作频率为15GHz。通过表面波发射器激励柱形表面波,经过平面龙伯透镜,转换出良好的近场平行表面波。在此设计过程中,证明了采用人工阻抗表面的方法以及通过变换光学的方法进行设计表面波透镜的方法是一种可施行的方案。第四,设计介质平行平板准龙伯透镜,利用龙伯透镜的多波束性能,实现可应用于毫米波的波束扫描天线。由两种高介电常数的基板组成,平板之间渡非金属通孔实现介电常数分布。介质矩形波导作为此天线的输入馈源,辐射元件采用介质波导缝隙天线阵列。因此该透镜有灵活的波束转向角,采用7个输入端口,可实现?28~?的水平波束控制。第五,设计上下结构非对称的三维龙伯透镜。以3D打印为设计思路,通过等效媒质理论,采用两种坐标变换方法同时设计非球型龙伯透镜,并且也能保证它的天线辐射性能。以往采用一种变换方法可以设计龙伯透镜,这里印证了采用两种方法的设计思路也是可以保证龙伯透镜的性能。