[发明专利]一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法

说明书

本发明公开了一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法，用于实现全介质龙勃透镜，包括步骤S1：将龙勃透镜的整个区域通过若干方格进行离散，并且通过每一个方格的中心到龙勃透镜的中心的距离获得当前所有方格所需的介电常数，从而获得龙勃透镜中每一层对应的介质环并且将介质环与介质支撑结构进行结合，以获得3D打印的全介质龙勃透镜。本发明公开的一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法，其通过方格离散化并且建模获得，其通过支撑结构将介质环进行安装支撑，从而通过不同介质常数的介质环形成龙勃透镜，其具有结构简单、使用方便和成本低等优点。

技术领域

本发明属于龙勃透镜技术领域，具体涉及一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，多输入多输出技术成为其中的关键技术。这项技术的应用面临一个关键性的挑战，天线可以产生多个辐射波束，即可以进行波束扫描，由于系统中使用的射频通道数和天线的数量是相等的，这无疑是增加了毫米波阵列天线的硬件成本以及功耗，为了减少所需射频通道数，毫米波透镜天线是一个不错的选择。

透镜天线具有低成本的同时具备高增益，目前普遍主要应用于雷达和通信等领域。透镜天线的原理主要是将辐射源辐射出的球面波转化为等相位的平面波，从而实现高增益和窄波束。其中龙勃透镜，具有全对称性，在不牺牲性能的前提下，可实现宽角度扫描。

但是，龙勃透镜的加工制造十分困难，成本过高，大大的限制了其应用，为此发明文针对上述问题，提出一种可3D打印的龙勃透镜实现方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法，其通过方格离散化并且建模获得，其通过支撑结构将介质环进行安装支撑，从而通过不同介质常数的介质环形成龙勃透镜，其具有结构简单、使用方便和成本低等优点。

为达到以上目的，本发明提供一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法，用于实现全介质龙勃透镜，包括以下步骤：

步骤S1：将龙勃透镜的整个区域通过若干方格进行离散，并且通过每一个方格的中心到龙勃透镜的中心的距离获得当前所有方格所需的介电常数，从而获得龙勃透镜中每一层对应的介质环并且将介质环与介质支撑结构进行结合，以获得3D打印的全介质龙勃透镜。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S1具体实施为以下步骤：

步骤S1.1：将龙勃透镜的1/4截面区域通过若干方格进行离散，并且通过方格的中心到龙勃透镜的中心的距离获得1/4截面区域中的每一个方格所对应的介电常数，从而通过龙勃透镜的对称性获得整个区域的介电常数并且进而获得龙勃透镜中每一层对应的介质环。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S1中，通过以下公式获得每一个离散方格对应的介电常数ε：

ε＝2-r²，r为归一化半径。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S1中，通过以下公式获得龙勃透镜的折射率分布：

n为折射率，r为归一化半径。

作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S1中，离散方格的介电常数ε计算为：

步骤T1.1：通过建立模型获得对应的S参数(散射矩阵，用来描述信号传输和反射特性)，并且通过以下公式获得z：

步骤T1.2：

步骤T1.3：

附图说明

图1是本发明的一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法的整体结构示意图。

图2是本发明的一种3D打印的全介质龙勃透镜实现方法的介质支撑结构示意图。