龙伯透镜及其参数计算方法、制备方法、制备装置与流程

1.本技术涉及通信技术领域，尤其是涉及一种龙伯透镜及其参数计算方法、制备方法、制备装置。


背景技术：

2.相关技术中，龙伯透镜以其功耗低、重量轻、波束一致性好等优点，在高移动性和纵深信号覆盖、目标探测、电磁抵抗等领域广受关注。目前，生产龙伯透镜的常用方法为多层球壳填充组装或者利用3d打印技术打印。
3.然而，这两种生产方法成本昂贵、生产效率低下，难以实现规模化生产。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种龙伯透镜的参数计算方法，能够获得龙伯透镜的参数信息，简化了参数获取的步骤，从而能够提高龙伯透镜的生产效率。
5.根据本技术的第一方面实施例的龙伯透镜的参数计算方法，应用于龙伯透镜，其中，所述龙伯透镜包括一个中心透镜和至少一个外侧透镜，所述外侧透镜关于所述中心透镜对称，所述中心透镜包括至少两层环形透镜，所述外侧透镜包括至少一层环形透镜，包括：获取所述环形透镜的相对介电常数；根据所述相对介电常数和预设第一公式确定各层所述环形透镜的边界值；根据所述各层环形透镜的边界值确定所述环形透镜每层的厚度；根据所述各层环形透镜的边界值和预设第二公式确定所述中心透镜和所述外侧透镜的高度；根据所述中心透镜、所述外侧透镜中每层所述环形透镜的所述厚度和所述中心透镜、所述外侧透镜的所述高度确定目标中心透镜和目标外侧透镜的参数。
6.根据本技术实施例的龙伯透镜的参数计算方法，至少具有如下有益效果：通过相对介电常数得到边界值，再通过边界值计算得到目标中心透镜、外侧中心透镜的参数，计算方法简单，并且能够使二维的龙伯透镜扩展到三维，最大限度的逼近理想龙伯透镜；根据该参数制备得到的龙伯透镜成本低、具有较高的性能，能够实现规模化使用。
7.根据本技术的一些实施例，所述根据所述相对介电常数和预设第一公式确定各层所述环形透镜的边界值，包括：根据所述相对介电常数和所述预设第一公式获取边界介电常数；
8.根据所述边界介电常数和所述边界介电常数与所述边界值的对应关系得到各层所述环形透镜对应的所述边界值。
9.根据本技术的一些实施例，所述根据所述各层环形透镜的边界值确定所述环形透镜每层的厚度，包括：若所述环形透镜位于所述中心透镜，则根据外层所述环形透镜与内层所述环形透镜的所述边界值的差值，以确定所述环形透镜每层的厚度；若所述环形透镜位于所述外侧透镜，则根据中心插值原理计算并获得所述环形透镜每层的厚度。
10.根据本技术的一些实施例，所述相对介电常数范围为1到2。
11.根据本技术的第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法，包括：根据中心透镜、外侧透镜中每层环形透镜的厚度和所述中心透镜、所述外侧透镜的高度制备目标中心透镜和目标外侧透镜；其中，所述厚度和所述高度根据本技术上述第一方面实施例的龙伯透镜的参数计算方法获得；将所述目标中心透镜与所述目标外侧透镜组装以获得目标透镜。
12.根据本技术实施例的龙伯透镜的制备方法，至少具有如下有益效果：通过第一方面实施例的龙伯透镜的参数计算方法获取目标中心透镜和目标外侧透镜的参数信息，利用普通透镜的制备方式得到目标中心透镜和目标外侧透镜，组装后得到目标透镜，能够有效的降低龙伯透镜的制造难度，在保证龙伯透镜性能的同时降低了生产成本；同时，能够实现龙伯透镜的工业化生产。
13.根据本技术的第三方面实施例的龙伯透镜，根据本技术上述第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法制成，包括：中心透镜，所述中心透镜由至少两层环形透镜组成；外侧透镜，所述外侧透镜关于所述中心透镜对称，分别设置于所述中心透镜两侧；其中，所述外侧透镜的所述环形透镜层数小于所述中心透镜的所述环形透镜层数。
14.根据本技术实施例的龙伯透镜，至少具有如下有益效果：通过本技术第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法制成的龙伯透镜，具备各极化方向、各波束辐射方向一致的聚焦特性，保证了龙伯透镜的高性能；此外，本技术提出的龙伯透镜制备成本低、生产效率高，便于规模化使用。
15.根据本技术的一些实施例，所述中心透镜与所述外侧透镜同轴设置。
16.根据本技术的一些实施例，所述中心透镜由三层环形透镜组成，所述外侧透镜的数量为两个，包括第一外侧透镜和第二外侧透镜，所述第一外侧透镜由两层所述环形透镜组成，所述第二外侧透镜由一层所述环形透镜组成，所述第一外侧透镜分别设置于所述中心透镜两侧，所述第二外侧透镜分别设置于所述第一外侧透镜远离所述中心透镜的两侧；其中，所述环形透镜由不同相对介电常数的材料制成，所述环形透镜的所述相对介电常数由内到外依次减少。
17.根据本技术的第四方面实施例的龙伯透镜的制备装置，用于执行根据本技术上述第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法。
18.根据本技术实施例的龙伯透镜的制备装置，至少具有如下有益效果：通过执行本技术第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法，能够简化龙伯透镜的生产流程，从而提高龙伯透镜的生产效率、实现大批量生产。
19.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
21.图1为本技术实施例龙伯透镜的参数计算方法的流程示意图；
22.图2为图1中步骤s200的具体流程示意图；
23.图3为图1中步骤s300的具体流程示意图；
24.图4为本技术实施例龙伯透镜的制备方法的流程示意图；
25.图5为本技术实施例龙伯透镜的结构示意图；
26.图6为本技术实施例龙伯透镜的又一结构示意图；
27.图7a
‑
图7c分别为图6中中心透镜、第一外侧透镜和第二外侧透镜的结构示意图。
28.附图标记：
29.中心透镜100、外侧透镜200、第一外侧透镜210、第二外侧透镜220。
具体实施方式
30.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.在本技术的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
33.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
34.本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
35.第一方面，本技术提供了一种龙伯透镜的参数计算方法，应用于龙伯透镜，其中，龙伯透镜包括一个中心透镜和至少一个外侧透镜，外侧透镜关于中心透镜对称，中心透镜包括至少两层环形透镜，外侧透镜包括至少一层环形透镜。
36.如图1所示，根据本技术实施例的龙伯透镜的参数计算方法包括：
37.步骤s100：获取环形透镜的相对介电常数；
38.步骤s200：根据相对介电常数和预设第一公式确定各层环形透镜的边界值；
39.步骤s300：根据各层环形透镜的边界值确定环形透镜每层的厚度；
40.步骤s400：根据各层环形透镜的边界值和预设第二公式确定中心透镜和外侧透镜的高度；
41.步骤s500：根据中心透镜、外侧透镜中每层环形透镜的厚度和中心透镜、外侧透镜的高度确定目标中心透镜和目标外侧透镜的参数。
42.根据本技术实施例的龙伯透镜的参数计算方法，通过相对介电常数得到边界值，再通过边界值计算得到目标中心透镜、外目标侧中心透镜的参数，计算方法简单，并且能够使二维的龙伯透镜扩展到三维，最大限度的逼近理想龙伯透镜；根据该参数制备得到的龙
伯透镜成本低、具有较高的性能，能够实现规模化使用。
43.例如，龙伯透镜由中心透镜和至少一个外侧透镜组成，中心透镜由至少两层环形透镜组成，外侧透镜由至少一层环形透镜组成。每层环形透镜由具有不同相对介电常数的材料构成，环形透镜由内层到外层的介电常数逐渐减小。获取每层环形透镜的相对介电常数，根据预设第一公式得到每层环形透镜的边界值。通过每层环形透镜的边界值确定每层环形透镜的厚度，边界值结合预设第二公式能够计算得到中心透镜和外侧透镜的高度。从而能够得到目标中心透镜的高度参数以及目标中心透镜中每层环形透镜的厚度参数、目标外侧透镜的高度参数与目标外侧透镜中每层环形透镜的厚度参数，通过上述方法简化了目标透镜的计算方法，能够快速得到目标透镜的参数信息。
44.在本技术的一些实施例中，如图2所示，步骤s200：根据相对介电常数和预设第一公式确定各层环形透镜的边界值，包括但不限于以下步骤：
45.步骤s210：根据相对介电常数和预设第一公式获取边界介电常数；
46.步骤s220：根据边界介电常数和边界介电常数与边界值的对应关系得到各层环形透镜对应的边界值。
47.例如，由于每层环形透镜由不同相对介电常数的材料组成，相对介电常数的的范围为1
‑
2，得到每层环形透镜的相对介电常数后，根据预设第一公式获取边界介电常数，预设第一公式为：
[0048][0049]
其中，为边界介电常数，ε
ri
为第i层环形透镜的相对介电常数、r
i
为第i层环形透镜的边界、r0为龙伯球的半径，第1层环形透镜为中心透镜最内层的环形透镜。
[0050]
获取到边界介电常数后，根据边界介电常数与边界值的对应关系能够获取到各层环形透镜对应的边界值，其中，边界介电常数与边界值的对应关系由龙伯透镜数学模型ε(r)＝2.0
‑
(r/r0)2得到。
[0051]
在本技术的一些实施例中，如图3所示，步骤s300：根据各层环形透镜的边界值确定环形透镜每层的厚度，包括但不限于以下步骤：
[0052]
步骤s310：若环形透镜位于中心透镜，则根据外层环形透镜与内层环形透镜的边界值的差值，以确定环形透镜每层的厚度；
[0053]
步骤s320：若环形透镜位于外侧透镜，则根据中心插值原理计算并获得环形透镜每层的厚度。
[0054]
例如，如果需要计算厚度的环形透镜位于中心透镜上，则环形透镜每层厚度＝外层环形厚度的边界值
‑
内层环形透镜的边界值，最内层的环形透镜的厚度大小与最内层环形透镜的边界值大小相等；如果需要计算厚度的环形透镜位于外侧透镜上，则利用中心插值原理计算环形透镜每层的厚度。
[0055]
在本技术的一些实施例中，相对介电常数范围为1到2。为了制备出高性能的龙伯透镜，环形透镜每层的相对介电常数应该在1到2之间，并且环形透镜由内层到外层的相对介电常数递减。制备环形透镜的材料可以从常见微孔发泡材料中获取，每层环形透镜的相
对介电常数根据需求进行设置。
[0056]
第二方面，如图4所示，本技术实施例还提供了一种龙伯透镜的制备方法，包括：
[0057]
步骤s600：根据中心透镜、外侧透镜中每层环形透镜的厚度和中心透镜、外侧透镜的高度制备目标中心透镜和目标外侧透镜；
[0058]
步骤s700：将目标中心透镜与目标外侧透镜组装以获得目标透镜。
[0059]
其中，厚度和高度根据本技术上述第一方面实施例的龙伯透镜的参数计算方法获得。
[0060]
例如，通过本技术第一方面实施例的龙伯透镜的参数计算方法得到目标中心透镜和目标外侧透镜的参数信息，参数信息包括目标中心透镜和目标外侧透镜的高度以及每层环形透镜的厚度。利用圆柱透镜常规制备方法，制得目标中心透镜和目标外侧透镜，圆柱透镜常规制备方法包括套膜注塑在线发泡
‑
嵌套工艺、柔性卷料绕制等。将目标中心透镜与目标外侧透镜进行组装以得到目标透镜，目标中心透镜与目标外侧透镜支架可以通过光学胶进行固定，目标外侧透镜分别设置于目标中心透镜的两侧，目标外侧透镜关于目标中心透镜对称。
[0061]
根据本技术实施例的龙伯透镜的制备方法，通过第一方面实施例的龙伯透镜的参数计算方法获取目标中心透镜和目标外侧透镜的参数信息，利用普通透镜的制备方式得到目标中心透镜和目标外侧透镜，组装后得到目标透镜，能够有效的降低龙伯透镜的制造难度，在保证龙伯透镜性能的同时降低了生产成本；同时，能够实现龙伯透镜的工业化生产。
[0062]
第三方面，本技术还提供了一种龙伯透镜，根据本技术上述第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法制成。如图5所示，龙伯透镜包括中心透镜100和外侧透镜200，中心透镜100由至少两层环形透镜组成；外侧透镜200关于中心透镜100对称，分别设置于中心透镜100两侧；其中，外侧透镜200的环形透镜层数小于中心透镜100的环形透镜层数。外侧透镜200的数量可以根据需求进行设置，但是要小于中心透镜100中环形透镜的层数。
[0063]
根据本技术实施例的龙伯透镜，通过本技术第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法制成的龙伯透镜，具备各极化方向、各波束辐射方向一致的聚焦特性，保证了龙伯透镜的高性能；此外，本技术提出的龙伯透镜制备成本低、生产效率高，便于规模化使用。
[0064]
在本技术的一些实施例中，中心透镜100与外侧透镜200同轴设置。
[0065]
在本技术的一些实施例中，如图6至图7c所示，中心透镜100由三层环形透镜组成，外侧透镜200的数量为两个，包括第一外侧透镜210和第二外侧透镜220，第一外侧透镜210由两层环形透镜组成，第二外侧透镜220由一层环形透镜组成，第一外侧透镜210分别设置于中心透镜100两侧，第二外侧透镜220分别设置于第一外侧透镜210远离中心透镜100的两侧；其中，环形透镜由不同相对介电常数的材料制成，环形透镜的相对介电常数由内到外依次减少。
[0066]
例如，中心透镜100共有三层环形透镜，由内到外的相对介电常数递减；外侧透镜200的数量为两个，分别为第一外侧透镜210和第二外侧透镜220，其中，第一外侧透镜210由两层环形透镜组成，第二外侧透镜220由一层环形透镜组成。
[0067]
第一外侧透镜210分别设置于中心透镜100的两侧，第二外侧透镜220分别设置于第一外侧透镜210远离中心透镜100的一侧，第一外侧透镜210、第二外侧透镜220关于中心透镜100对称。
[0068]
第四方面，本技术还提供了一种龙伯透镜的制备装置，用于执行根据本技术上述第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法。
[0069]
根据本技术实施例的龙伯透镜的制备方法，通过执行本技术第二方面实施例的龙伯透镜的制备方法，能够简化龙伯透镜的生产流程，从而提高龙伯透镜的生产效率、实现大批量生产。
[0070]
下面参考图1至图7c以一个具体的实施例详细描述根据本技术实施例的龙伯透镜的参数计算方法，值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本技术的具体限制。
[0071]
如图1至图7c所示，待制备的龙伯透镜由一个中心透镜100和两个外侧透镜200组成，外侧透镜200包括第一外侧透镜210和第二外侧透镜220，中心透镜100共有三层环形透镜，第一外侧透镜210由两层环形透镜组成，第二外侧透镜220由一层环形透镜组成，其中，环形透镜由内层到外层的相对介电常数递减。环形透镜由不同相对介电常数的材料组成，比如发泡pvc、发泡聚苯乙烯、发泡硅橡胶等。
[0072]
例如，选择相对介电常数分别为ε1＝1.85、ε2＝1.60、ε3＝1.30的材料制备中心透镜100的三层环形透镜；相应地，第一外侧透镜210中两层环形透镜的相对介电常数分别为ε2＝1.60、ε3＝1.30；第二外侧透镜220中环形透镜的相对介电常数为ε3＝1.30。
[0073]
根据相对介电常数以及预设第一公式获取边界介电常数，再根据边界介电常数与边界值的对应关系得到各层环形透镜对应的边界值(这里的边界值为归一化边界值)，即r1/r0＝0.5481、r2/r0＝0.7074、r3/r0＝0.9486。
[0074]
根据各层环形透镜的边界值确定环形透镜每层的厚度值，当环形透镜位于中心透镜100时，环形透镜每层厚度＝外层环形厚度的边界值
‑
内层环形透镜的边界值，即，第一层厚度为0.5481、第二层厚度为0.1593、第三层厚度为0.2412。当环形透镜位于外侧透镜200时，利用中心插值原理计算环形透镜每层的厚度，即第一外侧透镜210第一层厚度计算公式为即0.3239；第一外侧透镜210第二层厚度的计算公式为即0.7105；第二外侧透镜220厚度的计算公式为即0.4635。
[0075]
根据各层环形透镜的边界值和预设第二公式确定中心透镜100和外侧透镜200的高度，中心透镜100的高度为2r1/r0，即1.0962；第一外侧透镜210的高度为r2/r0‑
r1/r0，即0.1593；第一外侧透镜210的高度为r3/r0‑
r2/r0，即0.2412。
[0076]
根据本技术实施例的龙伯透镜的参数计算方法，可以达到至少如下的一些效果，通过上述计算方法可以得到目标中心透镜100、目标外侧中心透镜100的参数，计算方法简单；并且，通过上述参数可以利用常规柱形透镜的制作方法制得龙伯透镜，简化了龙伯透镜的生产流程、降低了生产成本。
[0077]
上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。