[发明专利]一种半球龙伯透镜天线的制作方法

权利要求书

1.一种半球龙伯透镜天线的制作方法，所述半球龙伯透镜天线分布有空腔，具有半球面和底部平面，并且所述底部平面为过球心平面；其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)选择用于制造半球龙伯透镜天线的材料；

(2)确定半球龙伯透镜天线的结构参数；

(3)制作具有所述结构参数的半球龙伯透镜天线的三维数字模型；

(4)采用增材制造方法根据所述三维数字模型制作所述半球龙伯透镜天线；

(5)在所述半球龙伯透镜天线的底部平面贴敷金属箔层；

所述半球龙伯透镜天线是半径为R的半球体，并且被设计为包括介电常数彼此不同的n个同心层，球心层表示为第1层，第2个至第n个同心层按照半径由小到大的顺序依次表示为第2个同心层至第n个同心层，其中，n为不小于3的整数，r₁为球心层半径；r_n＝R；r_i为第i个同心层的半径；

所述n个同心层中的第i个同心层的平均介电常数ε_i＝2-(r_i/R)²；

所述空腔分布在所述n个同心层中的至少一个同心层；

所述n个同心层中具有空腔的每一个同心层中的空腔体积分数被设计成使得该同心层的平均介电常数＝该同心层材料的介电常数×(1-该同心层中全部空腔的体积分数)+该同心层空腔中介质的介电常数×该同心层中全部空腔的体积分数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，r_i为第i个同心层的外表面半径r_Oi和内表面半径r_Ii的平均值r_Ai；1≤i≤n。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构参数选自由如下参数组成的组：半球龙伯透镜天线的直径、半径、层数、以及所述空腔的形状、尺寸和分布。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在步骤(1)中，根据所述半球龙伯透镜天线的目标性能和/或目标尺寸来确定所述材料；和/或

在步骤(2)中，根据所述半球龙伯透镜天线的目标性能和/或目标尺寸和/或所述材料的介电常数来确定所述结构参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述目标性能采用雷达散射截面积来度量，所述目标尺寸采用半球龙伯透镜天线的直径、半径和/或层数来度量。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：

在步骤(3)中，还包括通过仿真技术采用试错法调整所述结构参数来达到所述半球龙伯透镜天线的目标性能；和/或

在步骤(5)之后，进一步包括检验制作得到的所述半球龙伯透镜天线是否具有所述半球龙伯透镜天线的目标性能和/或目标尺寸。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

在步骤(3)中，调整所述半球龙伯透镜天线的层数、所述空腔的形状、尺寸和/或分布来达到所述目标性能。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述增材制造方法选自由熔融堆积成型、选择性激光烧结成型和激光光固化成型组成的组。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述增材制造的方法为熔融堆积成型。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述熔融堆积成型中，喷头温度为所述材料的熔点+20℃至30℃；和/或喷头速度为60至80毫米/分钟；和/或喷头定位精度在z方向为±0.1毫米；和/或喷头定位精度在x方向为±0.2毫米；和/或喷头定位精度在y方向为±0.2毫米。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述空腔的任意一个截面的周边上的任意两个点之间的距离都不大于目标入射电磁波波长的三分之一。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述空腔的任意一个截面的周边上的任意两个点之间的距离不大于目标入射电磁波波长的四分之一。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述空腔的任意一个截面的周边上的任意两个点之间的距离不大于目标入射电磁波波长的五分之一。