[发明专利]一种超轻人工介质多层圆柱透镜

摘要

本发明提供一种超轻人工介质多层圆柱透镜，包括n个介电常数不同的同心层，中心圆柱层表示为第1层，为一个实心圆柱体；围绕中心圆柱层依次向外套叠排列第2至第n层，分别为n‑1个同心圆环，n个同心层被装配成一个多层圆柱体，其特征在于，所述n个同心层介电常数由第1层至第n层逐层降低，具体在2.05至1.05间变化；所述n个同心层由低介电常数的基材添加高介电常数、低比重的材料制成。该超轻人工介质圆柱透镜的层数、直径和高度可以根据预定的天线指标要求设计，制成的透镜总表观密度为0.08‑0.095g/cm³，重量超轻，且频率超宽，能够满足各种天线的应用需求，抗老化、无污染，符合环保要求，设计简便，安全可靠，特别适用于密集用户及大数据业务区。

主权项

1.一种超轻人工介质多层圆柱透镜，包括n个介电常数不同的同心层，中心圆柱层表示为第1层，为一个实心圆柱体；围绕中心圆柱层依次向外套叠排列第2至第n层，分别为n‑1个同心圆环，n个同心层被装配成一个多层圆柱体，其特征在于，所述n个同心层介电常数由第1层至第n层逐层降低，具体在2.05至1.05间变化；所述n个同心层中每层都包括低介电常数的基材和高介电常数、低比重的添加材料；所述基材为轻型发泡介质材料，具体为密度0.02 ‑ 0.03 g/cm3的聚氯乙烯；其中，每单位体积所述n个同心层中添加材料的含量从第1层至第n层逐渐减少；所述圆柱透镜高度为30‑50cm，直径为35‑50cm；所述圆柱透镜的总表观密度为0.08‑0.095 g/cm3；制备所述圆柱透镜的方法包括如下步骤：（1）选取轻型发泡介质材料作为基材；（2）确定人工介质多层圆柱透镜的各项参数；（3）向所述基材中加入不同配比的高介电常数、低比重的添加材料，初制各层基片小样，测试各层基片小样的介电常数值；（4）根据所测各层基片小样的介电常数值调整每层中添加材料的量，最终得到符合介电常数设计要求的各层基片小样；（5）将步骤（4）中各层基片小样均匀放大，将第2‑n层制成同心圆环，并与第1个同心层装配成n层同心圆柱体，作为初制的圆柱透镜；（6）将初制的圆柱透镜在天线测量的微波暗室检验，测试天线的增益、方向图，根据天线参数调整各同心层的介电常数值；（7）根据第（6）步确定的介电常数值最终确定各同心层中应加入的添加材料的量；（8）制备各同心层基片小样，并参考步骤（5）的方式放大、套叠成所需圆柱透镜；（9）测试制得的圆柱透镜与天线单元结合后形成天线的增益、方向图，直至符合设计要求。