[发明专利]用于汇聚微波的导体件阵列凸透镜

说明书

发明目的  本发明涉及用于汇聚微波的导体件阵列凸透镜，该凸透镜能满足对微波聚束的要求，以实现利用微波的高效、准确照射处理和快速成像等功能。此处所说的微波是指波长为0.1毫米至1米的电磁波。

背景技术  目前在自由空间中对微波聚束的方式主要有介质透镜和反射天线，以实现微波照射处理、微波成像和探测等功能。比如在对病变组织的医疗照射处理时，需要对微波进行聚束，以便提高微波照射的强度和准确性，增强处理效果和避免对正常人体组织的损伤。微波聚束技术经多年发展，形成了各种各样的技术和设备，能满足大多数的应用需求，但还存在以下两个问题：

1)用于微波的介质透镜一般采用高分子等绝缘材料制作，存在材料体积和重量大、微波信号损失大的缺点，对应用十分不利。

2)用于微波成像或探测的反射天线技术一般是通过扫描方法实现的，无法对各方向射来的微波进行同时聚焦，因而微波成像或探测的速度较慢。

检索结果表明，没有发现针对上述问题的导体件阵列凸透镜的文献报道。本发明采用特别设计的导体件阵列凸透镜实现对微波的聚束，解决上述问题，实现高效、便捷的微波照射处理技术、微波成像和探测技术。

发明内容  本发明的目的是提供用于汇聚微波的导体件阵列凸透镜，它利用尺寸小于特定微波波长的单个导体件对微波的强烈的作用，采取类似玻璃凸透镜汇聚可见光的工作方式，对微波予以汇聚；由于导体件比绝缘介质能对微波产生更强的作用，导体件阵列凸透镜具有对微波的汇聚作用强、对微波的吸收损失小等特点，同时导体件阵列凸透镜所需的材料量相对较少，降低了透镜重量。导体件阵列凸透镜可用来提高微波束的强度，还能用作聚焦透镜来实现微波的快速成像或探测。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：用于汇聚微波的导体件阵列凸透镜，其主体部分是空间上弥散分布着若干导体件而形成的三维阵列，这种三维阵列在空间上构成凸透镜，即凸透镜的本体及轮廓由导体件阵列形成；各个导体件相互之间保持电绝缘，每一个导体件的形状不限，可以呈颗粒状、针状、片状等任意形状；所有的导体件由绝缘材料实现空间固定，所采用的绝缘材料应对微波的吸收和反射作用小；在垂直于光轴的方向上，导体件本身尺寸及相邻导体件之间的间隔均小于所使用微波的波长。在使用导体件阵列凸透镜时，让微波穿过导体件阵列凸透镜，就可以使微波得到一定程度的汇聚集中。

本发明的有益效果是，首先，导体件阵列凸透镜对微波的汇聚作用强；其次，导体件阵列凸透镜结构简单，便于制造；第三，导体件阵列凸透镜重量小，便于实际应用；第四，穿过导体件阵列凸透镜的微波信号损失相对较小。

附图说明  下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的第一个实施例构造的主视图。

图2为本发明的第一个实施例构造的剖视图。

图3为本发明的第二个实施例构造的主视图。

图4为本发明的第二个实施例构造的剖视图。

图5为本发明的第三个实施例构造的主视图。

图6为本发明的第三个实施例构造的剖视图。

图中1.导体件阵列双面凸透镜，2.绝缘材料，3.导体颗粒，4.导体针，5.导体件阵列平凸透镜，6.导体件阵列弯凸透镜。

具体实施方式  本发明的目的是这样实现的：用绝缘材料把若干个导体件固定在空间上，使这些导体件弥散分布，形成导体件的空间阵列，同时绝缘材料使这些导体件相互绝缘；导体件的空间阵列的外轮廓可以是各种凸透镜的外形，包括双面凸透镜、平凸透镜、弯凸透镜等等，从而构成各种形状的导体件阵列凸透镜，即导体件阵列双面凸透镜、导体件阵列平凸透镜、导体件阵列弯凸透镜等。

在图1和图2所示的实施方案中，导体颗粒3弥散分布在绝缘材料2基体中，所有导体颗粒3的空间分布形成一个导体件阵列双面凸透镜1。单个导体颗粒3的尺寸以及相邻导体颗粒3之间的距离小于所使用微波的波长。

在图3和图4所示的实施方案中，导体针4由绝缘材料2固定，所有导体针4的一侧端点在空间上构成一个曲面，另一侧端点在空间上构成一个平面，这样，所有导体针4的阵列在空间上形成一个导体件阵列平凸透镜5。导体针4的直径以及相邻导体针4之间的距离小于所使用微波的波长。

在图5和图6所示的实施方案中，导体颗粒3弥散分布在绝缘材料2基体中，所有导体颗粒3的空间分布形成一个导体件阵列弯凸透镜6。单个导体颗粒3的尺寸以及相邻导体颗粒3之间的距离小于所使用微波的波长。