提及透鏡，人們通常聯(lián)想到眼鏡的屈光矯正、相機(jī)鏡頭的光影聚焦——這類常見透鏡通過彎曲光線實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)聚焦。然而，透鏡的聚焦原理亦可應(yīng)用于無線電波的操控，進(jìn)而構(gòu)成收發(fā)信號(hào)的天線，這一技術(shù)跨界或許超乎常規(guī)認(rèn)知。

    一．透鏡天線的工作原理：基于折射的雙向調(diào)控
    理解透鏡天線的工作機(jī)制，可從眼球的光學(xué)原理入手。眼球的晶狀體能夠?qū)⑷肷涔饩劢褂谝暰W(wǎng)膜，類似地，在透鏡天線中，若將點(diǎn)源（饋源）置于透鏡的焦點(diǎn)（該點(diǎn)至透鏡的距離稱為焦距），其發(fā)出的球面波經(jīng)透鏡折射或相位調(diào)整后，會(huì)轉(zhuǎn)化為平行射線（準(zhǔn)直光束），波前變?yōu)槠矫娌?。其中，穿過透鏡中心區(qū)域的射線偏折角度較小，穿過邊緣區(qū)域的射線偏折角度較大。
    這種物理過程具有顯著的互易性：既適用于信號(hào)發(fā)射（將饋源發(fā)出的球面波轉(zhuǎn)換為平面波輻射），也適用于信號(hào)接收（將入射平面波匯聚至饋源）。正是這一特性，使得透鏡能夠作為天線實(shí)現(xiàn)雙向通信功能——發(fā)射時(shí)，完成球面波到平面波的轉(zhuǎn)換；接收時(shí)，則實(shí)現(xiàn)平面波向焦點(diǎn)的匯聚。
    與基于電磁波反射定律工作的反射面天線（如典型的碟形天線）不同，透鏡天線以折射調(diào)控為核心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能表現(xiàn)上形成了獨(dú)特技術(shù)路徑。

    二．龍伯透鏡：梯度折射率的技術(shù)突破
    龍伯透鏡是一類特殊的球形透鏡天線，其技術(shù)核心在于介質(zhì)材料的梯度折射率分布。該透鏡通常采用多層結(jié)構(gòu)，每層介質(zhì)具有特定介電常數(shù)，整體呈現(xiàn)從球心到表面介電常數(shù)逐漸變化的特征。
    這種梯度分布使入射電磁波的傳播路徑發(fā)生可控彎曲：接收狀態(tài)下，來自不同方向的電磁波可被精確會(huì)聚于透鏡球面上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；發(fā)射狀態(tài)下，置于球面上的饋源所發(fā)出的波束，能被準(zhǔn)直后向特定方向輻射。憑借這一特性，龍伯透鏡實(shí)現(xiàn)了對(duì)多方向電磁波的高效調(diào)控，拓展了透鏡天線的應(yīng)用場景。

    三．透鏡天線的性能特征：優(yōu)勢(shì)與局限并存
    透鏡天線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為顯著：其一，饋源及支撐結(jié)構(gòu)位于透鏡后方，不會(huì)遮擋天線孔徑，保障了信號(hào)傳輸?shù)耐暾?；其二，設(shè)計(jì)容差相對(duì)較大，降低了制造過程中的精度要求；其三，能夠處理比同等尺寸拋物面反射器更寬的波束寬度，且波束可沿天線軸進(jìn)行傾斜掃描，靈活性較強(qiáng)。
    同時(shí)，透鏡天線也存在一定局限性：在低頻段應(yīng)用中，透鏡往往體積龐大、質(zhì)量較大，限制了其在輕量化場景中的使用；設(shè)計(jì)過程涉及復(fù)雜的折射率分布計(jì)算，技術(shù)門檻較高；在同等性能指標(biāo)下，制造成本通常高于反射面天線。

    四．應(yīng)用場景與技術(shù)價(jià)值
    透鏡天線的應(yīng)用場景具有明確的技術(shù)指向性，尤其適用于寬帶天線及微波頻率相關(guān)領(lǐng)域。其優(yōu)異的波束匯聚能力，為更先進(jìn)天線技術(shù)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)——例如在衛(wèi)星通信中廣泛應(yīng)用的拋物面反射器天線，其核心聚焦邏輯便與透鏡天線存在密切技術(shù)關(guān)聯(lián)。
    透鏡從光學(xué)領(lǐng)域到天線技術(shù)的跨界應(yīng)用，不僅體現(xiàn)了物理原理的普適性，更彰顯了技術(shù)創(chuàng)新中打破傳統(tǒng)框架的重要價(jià)值。在無線通信技術(shù)持續(xù)演進(jìn)的背景下，透鏡天線憑借其獨(dú)特性能，仍將在特定領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。