[发明专利]一种人工介质多层柱状透镜制造方法

说明书

本发明提供一种人工介质多层柱状透镜的制造方法，在宽度为(10mmH10000mm)厚度为t(0t10mm)的低介电常数(1.0ε2.0)单面胶泡棉基材上，粘连高介电常数ε(1.0ε≤3.0)颗粒材料，然后卷或压制成高度为H(10mmH10000mm)直径为D的n(1≤n≤1000)层圆柱体、椭圆柱体。各层ε相同、不同、或渐变小(2.0≥ε1.0)。该方法制成的柱状透镜重量超轻，且频率超宽，能够满足各种天线的应用需求，制造工艺简单易行，质量一致性高，制造成本低廉，特别适用于批产，且特别适用于移动通信5G、4G、MIMO甚至毫米波基站天线。

技术领域

本发明涉及天线工程技术领域，尤其涉及一种人工介质多层柱状透镜制造方法。

背景技术

随着龙伯介质透镜天线在移动通信领域的应用，对龙伯介质透镜的制作方法提出了更高的 要求。在保持原有介质透镜天线高增益，宽波束，超轻等性能的同时，还要求介质透镜的制作 工艺更简单，可操作性更强，一次性成品率更高，更加适用于大批量生产。

传统的龙伯球天线主要通过打孔和发泡两种工艺来制作，过程耗时繁琐且产品质量太重。 透镜天线的效率非常低；传统发泡方法得到的材料介电常数很难超过1.4，再想提升材料的密 度必然会很大，增大重量。其介电常数难以精确控制。

Matsine龙伯球采用高介电材料颗粒与轻介质材料混合发泡方式制成球状透镜，是迄今较 轻的人造介质龙伯球，但制造工艺复杂、产品合格率低。而且，天线增益高的Matsine龙伯球 天线与传统移动通信基站天线一样，垂直面波束宽度窄，垂直覆盖难以扩大，即使配有复杂的 垂直波束下倾机构也不能同时覆盖近远距离。

中国发明专利(200580038415.7：Luneberg介电透镜及其制造方法)公开了一种半球形介 电透镜，其实施例中提供的半球形透镜总表观密度在0.17-0.27g/cm3之间，仍然太重，难以大 量应用。

中国发明专利(201710713195.8：一种人工介质多层圆柱透镜)公开了一种多层圆柱透镜， 该发明主要采用递减各层介电常数，围绕中心圆柱层依次向外套叠排列的方式，实现多层圆柱 介质透镜。各层介电常数虽然可以得到精确的控制，但在制作每一个同心圆环时，均需进行严 格的设计，尤其是将制备好的同心圆环进行套叠时，工艺复杂，难度大，而且在套叠时还必须 保证各层之间紧密无缝隙，最终制备得到的圆柱透镜合格率低，在实现批量化大规模生产时生 产效率将会有所受限。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，针对现有球形、半球形龙伯或圆柱透镜存在的加工复 杂，重量较大的问题提供了一种制备极其简单、质量超轻、频率超宽的人工介质多层柱状透镜 制造方法。

本发明提供了一种人工介质多层柱状透镜制造方法，具体技术方案如下：一方面，一种人 工介质多层柱状透镜制造方法，包括如下步骤：

S1：选取单面胶泡棉作为基材；

S2：将步骤S1中所述的基材平铺在工作台上，胶面朝上，沿长度方向展开；

S3：将设计的高介电常数颗粒材料粘连在步骤S2中胶面朝上的基材上；

S4：将步骤S3中粘连高介电常数颗粒材料的基材沿垂直宽度方向，按设计卷或压制成n(1 ≤n≤1000)层圆柱体，作为初制的圆柱体透镜；

S5：将初制的圆柱体透镜与天线结合，在测量天线性能的微波暗室检验，测试天线的增益、 方向图、各项电指标和重量，并与预定值比较，调整各层的介电常数值或圆柱体透镜尺寸，直 至符合设计要求。

另一方面，本发明还提供了另一种人工介质多层柱状透镜制造方法，还包括初制椭圆柱体 透镜，制备椭圆柱体透镜时包括以下步骤：

S11：选取单面胶泡棉作为基材；