[发明专利]一种基于3D打印的透镜和透镜天线

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的透镜和透镜天线，属于透镜天线技术领域，通过圆柱形本体，所述圆柱形本体具有第一半径和第一等效介电常数，其中，所述圆柱形本体均匀分布有贯穿上、下表面的多个第一通孔；M个中空圆柱形结构，M个所述中空圆柱形结构依次套设于所述圆柱形本体外，且均与所述圆柱形本体同心设置，其中，M为正整数，每个所述中空圆柱形结构均匀分布有贯穿上、下表面的多个通孔，且，任意两个通孔之间不连通；中空圆柱形壳体，所述中空圆柱形壳体具有一预设高度。解决了现有技术中龙伯透镜加工成本高，加工周期长，设计复杂度高；难以实现小型化的技术问题，达到了降低生产难度，便于制作，加工成本低，实用性高的技术效果。

技术领域

本发明涉及透镜天线技术领域，特别涉及一种基于3D打印的透镜和透镜天线。

背景技术

透镜天线是一种能够通过电磁波，将点源或线源的球面波或柱面波转换为平面波从而获得笔形、扇形或其他形状波束的天线。通过合理设计透镜表面形状和折射率n，调节电磁波的相速以获得辐射口径上的平面波前。透镜天线吸收了许多光信息工程技术，从而在通信和军事领域得到更加广泛的应用，也引起了更多业内人士的关注。按照几何光学理论，处于透镜焦点处的点光源辐射出的球面波经过透镜折射会聚，最终形成了平面波。透镜天线是由透镜和电磁辐射器构成。电磁波具有波粒二象性,在其传输的过程中，经过不平行的不同介质时，会发生折射现象。在辐射器前安装透镜，可使辐射能量集中，波束压窄。在众多透镜天线中，最引人注目的当属龙伯透镜。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有的龙伯透镜加工成本高，加工周期长，难以实现产业化；对加工精度有很高的要求，设计复杂度高；需要使用特定形状或者特定材质的激励源，在某些特殊场合不能满足工作需要；很难实现小型化。

发明内容

本发明提供了一种基于3D打印的透镜和透镜天线，用以解决现有技术中龙伯透镜加工成本高，加工周期长，难以实现产业化；对加工精度有很高的要求，设计复杂度高；难以实现小型化的技术问题，达到了降低了生产难度，便于制作，加工成本低，实用性高的技术效果。

一方面，本发明提供了一种基于3D打印的透镜，所述透镜包括：圆柱形本体，所述圆柱形本体具有第一半径和第一等效介电常数，其中，所述圆柱形本体均匀分布有贯穿上、下表面的多个第一通孔；M个中空圆柱形结构，M个所述中空圆柱形结构依次套设于所述圆柱形本体外，且均与所述圆柱形本体同心设置，其中，M为正整数，每个所述中空圆柱形结构均匀分布有贯穿上、下表面的多个通孔，且，任意两个通孔之间不连通；中空圆柱形壳体，所述中空圆柱形壳体套设于所述M个中空圆柱形结构外，所述中空圆柱形壳体具有一预设高度，其中，所述中空圆柱形壳体上均匀分布有多个第六通孔和第七通孔，其中，所述第六通孔贯穿所述中空圆柱形壳体的上、下表面，所述第七通孔均匀分布在所述中空圆柱形壳体的侧表面上，；其中，所述圆柱形本体、中空圆柱形壳体、M个中空圆柱形结构均采用3D打印制成。

优选的，所述第一半径的范围为15-17mm；第一等效介电常数为1.95；所述第一通孔半径为2.5mm。

优选的，M为4。

优选的，所述M个中空圆柱形结构具体包括：第一中空圆柱形结构，所述第一中空圆柱形结构内径与所述圆柱形本体外径相贴合，其中，所述第一中空圆柱形结构具有第二等效介电常数；第二中空圆柱形结构，所述第二中空圆柱形结构内径与所述第一中空圆柱形结构外径相贴合，其中，所述第二中空圆柱形结构具有第三等效介电常数；第三中空圆柱形结构，所述第三中空圆柱形结构内径与所述第二中空圆柱形结构外径相贴合，其中，所述第三中空圆柱形结构具有第四等效介电常数；第四中空圆柱形结构，所述第四中空圆柱形结构内径与所述第三中空圆柱形结构外径相贴合，其中，所述第四中空圆柱形结构具有第五等效介电常数。