本发明涉及天线
技术领域：
，特别涉及一种龙伯透镜天线。
背景技术：
：龙伯透镜天线具有与透镜等效的功能，可以给多个同步卫星发送电磁波，也可以接收来自多个同步卫星的电磁波，被广泛应用于卫星通信或雷达等通信领域。龙伯透镜天线是由介电材料制成的球体，理论上，龙伯透镜的介电常数由球心到球面应该连续平滑变化。为了实现龙伯透镜的介电常数由球心到球面连续平滑变化，在目前的龙伯透镜天线中，通常将由不同介电常数的材料制成的多个透镜层同心堆叠。现有技术中，以树脂为原料，通过发泡的方式，即在树脂中引入气体使得树脂产生微孔结构的方式制作龙伯透镜。树脂中可以添加无机盐，通过控制无机盐的量来控制每个透镜层中所包含的树脂的发泡粒的数量，使得所制作的每个透镜层的介电常数不同。但是由于树脂在发泡过程中，构成树脂的泡孔的孔壁可能会不同程度的破裂，这样两个相邻的泡孔就形成联孔结构，从而导致树脂制成的透镜层具有空腔结构。而空腔结构的透镜层的结构强度显然较弱，在固定时，若受到较大的力可能会损坏，从而造成龙伯透镜天线的固定存在较大的难度。技术实现要素：本发明实施例提供一种龙伯透镜天线，用于增强龙伯透镜天线的结构强度。本发明实施例提供了一种龙伯透镜天线，该龙伯透镜天线包括：反射板，用于反射电磁波；同心的n个透镜层，固定在所述反射板上，用于接收外部入射的电磁波，并将经过所述反射板反射后的电磁波汇聚到所述n个透镜层中的最外层的透镜层的焦点处；天线馈源，位于所述焦点处，用于接收所述焦点处的电磁波；其中，所述n个透镜层中的每个透镜层由闭孔发泡材料制成，所述闭孔发泡材料内部包括多个泡孔，其中的任意两个泡孔之间不连通。可选的，所述闭孔发泡材料为可发性聚苯乙烯材料。可选的，所述n个透镜层中的任意两个相邻的透镜层通过过盈配合的方式贴合，使得所述任意两个相邻的透镜层之间没有间隙。可选的，所述n个透镜层按照从里到外的顺序，每个透镜层的硬度依次减小；所述n个透镜层中的最外层的透镜层的底部平面通过第一粘结剂粘合在所述反射板上，以及，所述n个透镜层中除所述最外层的透镜层之外的其他透镜层的底部平面通过第二粘结剂粘合在所述反射板上；其中，所述第一粘结剂的粘结强度小于所述第二粘结剂的粘结强度，使得所述最外层的透镜层在所述第一粘结剂的作用下的形变量小于预设的第一阈值。可选的，所述最外层的透镜层与所述反射板接触的边缘处堆积有所述第一粘结剂，用于密封所述最外层的透镜层与所述反射板接触的部分。可选的，所述n个透镜层中的最外层的透镜层涂覆了水性漆，用于阻隔水蒸气侵入所述n个透镜层。可选的，所述龙伯透镜天线还包括至少两个螺母和至少两个螺钉，所述至少两个螺母设置在所述n个透镜层中的任意一个透镜层的底部平面上；所述至少两个螺钉穿过所述反射板与所述至少两个螺母配合连接，使得所述n个透镜层与所述反射板固定连接；其中，每个螺母和每个螺钉的材质均为非金属材质，使得所述电磁波能够穿透所述每个螺母和所述每个螺钉。可选的，所述至少两个螺母的数量为偶数，所述至少两个螺钉的数量为偶数。可选的，所述至少两个螺母均匀分布在所述任意一个透镜层的底部平面上。可选的，所述至少两个螺母中的每个螺母和所述n个透镜层的球心的连线与指向所述龙伯透镜天线的辐射方向的直线之间的夹角位于第一角度范围内，使得所述龙伯透镜天线的辐射能量能够集中在所述辐射方向上。本发明实施例提供了一种龙伯透镜天线，该龙伯透镜天线通过闭孔发泡材料制成透镜层，由于闭孔发泡材料内部包括的任意两个泡孔之间不连通，也就是任意两个泡孔之间有泡孔壁隔开，每个泡孔都是独立完整的，那么通过闭孔发泡材料制成的透镜层的结构强度较强，方便对龙伯透镜天线进行固定。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的龙伯透镜天线的一种结构示意图；图2为本发明实施例提供的n个透镜层固定在反射板上的一种结构示意图；图3为本发明实施例提供的n个透镜层固定在反射板上的一种结构示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。龙伯透镜天线是一种透过电介质将电磁波聚焦至一点的透镜天线。龙伯透镜天线是由介电材料制成的球体，能够将各个方向传来的电磁波汇聚到球体表面上的一点，或者距离球体表面的一点，这样只要将天线馈源放置在这点上，馈源就可以接收外部入射的电磁波了。本发明实施例中将电磁波汇聚的点统称为焦点。不同的电磁波信号的入射方向不同，那么电磁波穿透球体，然后经过反射聚焦至球体另一面的焦点的位置也不同。而龙伯透镜天线的形状是球体状，尽管电磁波来自各个方向，但是只需要沿着球体的表面移动天线馈源的位置，或者放置多个馈源，就可以接收来自各个方向的电磁波，而不需要改变龙伯透镜的位置。理想状态下，龙伯透镜的介电常数由球心到球面应该连续平滑变化。为了实现龙伯透镜的介电常数由球心到球面连续平滑变化，人们通常将由不同介电常数的材料制成的多个透镜层同心堆叠。现有技术中，以树脂为原料，通过发泡树脂的方式制作龙伯透镜。树脂中可以添加无机盐，通过控制无机盐的量来控制每个透镜层中所包含树脂的发泡粒的数量，使得所制作的每个透镜层的介电常数不同。但是由于树脂在发泡过程中，构成树脂的泡孔的孔壁可能会不同程度的破裂，这样两个相邻的泡孔就形成联孔结构，从而导致树脂制成的透镜层具有空腔结构。而空腔结构的透镜层的结构强度显然较弱，在固定时，在固定时，若受到较大的力可能会损坏，从而造成龙伯透镜天线的固定存在较大的难度。鉴于此，本发明实施例提供一种龙伯透镜天线，其中的透镜层由闭孔发泡材料制作，由于闭孔发泡材料内部包括的任意两个泡孔之间不连通，每个泡孔都是完整的，每个泡孔所能承受的挤压力也较大，那么通过闭孔发泡材料制成的透镜层能够承受的挤压力也较大，透镜层的结构强度就比较强。下面将结合说明书附图对上述技术方案进行详细地说明。请参见图1，本发明实施例提供一种龙伯透镜天线，该龙伯透镜天线包括反射板11、同心的n个透镜层12和天线馈源13。其中，同心的n个透镜层12组成的形状为半球状，如图1中的形状。n个透镜层12的底部平面固定在反射板11上，其中，底部平面指的是n个透镜层12中除了球面的那一面，接触反射板11的那一面。图1以n等于9，即龙伯透镜天线包括9个透镜层为例。n个透镜层12可以接收外部入射的电磁波，外部入射的电磁波可以穿透n个透镜层12，入射到反射板11上，入射到反射板11上的电磁波经过反射板11反射后入射到n个透镜层12，此时n个透镜层12将经过反射板11反射后的电磁波折射汇聚到n个透镜层12中的最外层的透镜层12的焦点处。天线馈源13设置在该焦点处，可以接收处于该焦点处的电磁波，从而实现了接收外部入射的电磁波的功能。理想状态下，n个透镜层12的介电常数从最里层到最外层应该是依次降低，且是连续平滑变化的。但是在传统的龙伯透镜的生产工艺中，如以树脂为原料，通过发泡树脂的方式制作龙伯透镜。由于树脂所包括的泡孔的孔壁可能破裂，那么两个相邻的泡孔就形成联孔结构，从而导致树脂制成的透镜层具有空腔结构。其中，在发泡过程中，所包括的泡孔的孔壁会破裂的材料也称为开孔发泡材料。由上可知，采用开孔发泡材料制作的透镜层会导致透镜层包括空腔结构，而包括空腔结构的透镜层的结构强度显然较弱，在固定时，若受到较大的力可能会损坏，即为龙伯透镜天线的固定增加了难度。为了更好地理解，下面以树脂在发泡过程中形成蜂巢结构为例说明开孔发泡材料制成的透镜层的结构强度较弱。当然这里只是举例，树脂在发泡过程中形成的实际结构也许不是蜂巢结构。例如，若树脂在发泡过程中形成的结构是蜂巢结构，那么蜂巢结构中每个相同的最小单元可以称为巢室，可以确定的是，若相邻的巢室互相连通，那么整个蜂巢结构内部的支撑结构就较少，整个蜂巢所能承受的挤压力也较小，容易损坏，即整个蜂巢结构的结构强度较弱。因此，在可能的实施方式中，n个透镜层12中的每个透镜层12都由闭孔发泡材料制作。闭孔发泡材料可以理解为，在发泡过程中，所包括的泡孔的孔壁破裂的概率很小的发泡材料，如可发性聚苯乙烯材料。由于闭孔发泡材料在发泡过程中，其包括的泡孔的孔壁破裂的概率很小，那么任意两个泡孔之间连通的概率就很小，甚至就不会连通，每个泡孔都是独立的结构，相对于相邻的两个泡孔连通，具有更强的支撑作用，因此，由闭孔发泡材料制作的n个透镜层12的结构强度也较强。例如，闭孔发泡材料可以是可发性聚苯乙烯材料，可发性聚苯乙烯材料具有全闭孔的特性，全闭孔指的是发泡材料的闭孔率是100％，即可发性聚苯乙烯材料在发泡过程中，所包括的任意一个泡孔的孔壁都不会破裂。继续以蜂巢结构为例，若可发性聚苯乙烯材料在发泡过程中可以形成蜂巢结构，且可发性聚苯乙烯材料的闭孔率是100％，那么所形成的蜂巢结构中的任意一个巢室的室壁都没有破裂，每个巢室都是完全独立的，此时整个蜂巢结构所能承受的外部的挤压力就较大，即整个蜂巢结构的结构强度就较强，易于实现固定。另外，由于透镜层存在空腔结构，这就使得水蒸汽较容易侵入透镜层，而由于透镜层中的水蒸汽可以吸收电磁波，且水蒸汽的存在会导致电磁波的折射率增大，这样电磁波在穿透透镜层时，就会造成电磁波的损耗，不利于天线馈源的接收。实际应用中，对于龙伯透镜天线的密封性要求很高，尽可能地使得龙伯透镜天线处于全密封状态。本发明实施例中，在通过闭孔发泡材料制作n个透镜层时，每个透镜层12之间不存在空腔结构，那么就要求两个相邻的透镜层12之间也要密封，尽量避免相邻的两个透镜层12之间存在水蒸汽。为此，可能的实施方式中，本发明实施例可以为每个透镜层12对应的模具设计相应的尺寸，使得n个透镜层12中的任意两个相邻的透镜层12在对应的模具中成型时，每个模具的尺寸可以保证任意两个相邻的透镜层12之间能够通过过盈配合的方式贴合，保证任意两个相邻的透镜层12之间没有间隙，以尽量避免任意两个相邻的透镜层之间存在水蒸汽。过盈配合指的是相邻两个透镜层12中处于外层的透镜层12的内径小于处于内层的透镜层12的外径，这样相邻两个透镜层12才可以紧密贴合。当然外层的透镜层12的内径与内层的透镜层12的外径之间的差值不宜较大，否则可能不容易贴合，甚至贴合不到一起。可能的实施方式中，外层的透镜层12的内径与内层的透镜层12的外径之间的差值小于预设的预置，比如0.1mm，能够将相邻的两个透镜层紧密贴合在一起。既然要求龙伯透镜天线尽量密封，那么除了保证n个透镜层12中每个透镜层12尽量不存在空腔结构，且任意两个相邻的透镜层12之间也不存在间隙之外，还要保证n个透镜层12与反射板11之间也处于密封状态。也就要求n个透镜层12不仅仅是简单的固定在反射板11上。下面介绍本发明实施例中，n个透镜层12在反射板11上的固定方式。本发明实施例可以通过粘结的方式将n个透镜层12固定在反射板11上，具体实现方式可以是：n个透镜层12按照从里到外的顺序，每个透镜层12的介电常数依次减小，这就导致每个透镜层12中在对应的模具中所填充的闭孔发泡材料的量不同，那么每个透镜层12的硬度也就不一样。本发明实施例中，n个透镜层12按照从里到外的顺序，每个透镜层12的硬度依次减小。由于每个透镜层12对应的模具的体积大小也不一样，这里可以通过密度，也就是每个模具中所填充的闭孔发泡材料的质量与每个模具的体积的比值来衡量每个透镜层12的硬度。密度大，对应地，硬度就大。那么n个透镜层12按照从里到外的顺序，每个透镜层12的密度也依次减小。在下面的描述中，以每个透镜层12的密度进行示意每个透镜层12的硬度。由于n个透镜层12中的每个透镜层12的密度不同，那么每个透镜层12所能承受的外力自然也就不同。比如，若一个透镜层12的密度较小，也就是硬度较小，若通过具有较强的粘结强度的粘结剂粘结，那么该透镜层12可能会发生比较严重的变形，为此，本发明实施例可以为每个透镜层12设置不同的粘结剂，通过不同的粘结剂将每个透镜层12粘结到反射板11上，以尽量避免每个透镜层12发生变形。在可能的实施方式中，n个透镜层12中的最外层的透镜层12的底部平面可以通过第一粘结剂粘合在反射板11上，以及，n个透镜层12中除最外层的透镜层12之外的其他透镜层12的底部平面可以通过第二粘结剂粘合在反射板11上。由于n个透镜层12中的最外层的透镜层12的密度最小，因此，第一粘结剂的粘结强度可以小于第二粘结剂的粘结强度，使得最外层的透镜层12在第一粘结剂的作用下的形变量小于预设的第一阈值。第一阈值可以是事先设置的允许最外层的透镜层12发生形变的最小的值，也可能是其他可能的值，只要最外层的透镜层12的形变量小于第一阈值时，对于整个龙伯透镜天线不受影响即可。例如，硅橡胶类粘结剂的粘结强度小于环氧类粘接剂的粘结强度，那么第一粘结剂可以是硅橡胶类粘结剂，第二粘结剂可以是环氧类粘接剂。本发明实施例中，n个透镜层12中除最外层的透镜层12之外的其他透镜层12的密度可能相差不大，那么其他透镜层12底部平面可以通过第二粘结剂粘合在反射板11上。实际中，n个透镜层12中除最外层的透镜层12之外的其他透镜层12的密度可能相差也较大，那么可以根据其他透镜层12中的每个透镜层12的具体密度的大小，为其他透镜层12中的每个透镜层12设置相应的粘结剂。具体实施方式中，n个透镜层12中的每个透镜层12的底部平面不必全部都涂覆粘结剂，粘结剂也可以只涂覆在每个透镜层12的底部平面的至少一处，只要通过粘结剂可以将每个透镜层12固定在反射板11即可，这样可以节约粘结剂，以免造成不必要的浪费。例如，请参见图2，图2是一种粘结固定方式的结构示意图。如图2所示，粘结剂a可以均匀涂覆在每个透镜层12的底部平面的8处，构成“米”字型，粘结剂a可以是第一粘结剂，也可以是第二粘结剂。当然图2仅是示意，本发明实施例对于粘结剂a的粘结位置不作限制。可能的实施方式中，为了使得整个龙伯透镜天线的密封性更好，最外层的透镜层12与反射板11接触的边缘处堆积有第一粘结剂，用于密封最外层的透镜层12与反射板11接触的部分，这样最外层的透镜层12与反射板11的接触处就可以与外部的空气隔离，以尽量避免空气中的水蒸汽通过最外层的透镜层12与反射板11接触的边缘处侵入n个透镜层12。可能的实施方式中，为了使得整个龙伯透镜天线的密封性更好，n个透镜层12中的最外层的透镜层12还可以涂覆水性漆，以阻隔水蒸气侵入n个透镜层12。同时水性漆也可以避免其他油漆对最外层的透镜层12腐蚀，进一步保护最外层的透镜层12。由上可知，本发明实施例通过粘结的方式可以将n个透镜层12固定在反射板11上。但是在实际应用中，龙伯透镜天线可能应用在车辆、舰艇或飞机等运动环境中，而由于长时间的使用，运动环境避免不了龙伯透镜天线发生振动，可能会导致n个透镜层12与反射板11之间的粘结剂的粘结强度降低，此时n个透镜层12与反射板11之间的稳固性就较弱。鉴于此，本发明实施例再通过粘结的方式将固定在反射板11的基础上，还可以通过机械固定的方式进一步加强n个透镜层12在反射板11上的固定。请参见图3，龙伯透镜天线还可以包括至少两个螺母14和至少两个螺钉(图3上未示出)。至少两个螺母14可以设置在n个透镜层12中的任意一个透镜层的底部平面上，至少两个螺钉可以穿过反射板11与至少两个螺母14配合连接，使得n个透镜层12与反射板11固定连接，以实现通过机械固定的方式将n个透镜层12固定在反射板11上，即使n个透镜层12与反射板11之间的粘结强度减弱，在运动环境下，n个透镜层12还是可以较稳定地固定在反射板11上。可能的实施方式中，至少两个螺母14可以事先安装在制作n个透镜层12中任意一个透镜层12的模具中，然后再在模具中发泡闭孔发泡材料，发泡过程中，闭孔发泡材料膨胀并粘合，将至少两个螺母14包裹在透镜层12中。其中，每个螺母14和每个螺钉的材质均为非金属材质，例如，每个螺母14和每个螺钉的材质可以是聚苯硫醚，或者也可以是聚醚醚酮，使得电磁波能够穿透每个螺母14和所述每个螺钉，以免造成电磁波的损耗。在固定时，每个螺母14可以均匀分布在任意一个透镜层12的底部平面上，以尽量保证每个螺母14和每个螺钉锁紧时，作用在每个透镜层12上的力均匀分布在每个透镜层12上。每个螺钉在拧入每个螺母14时，每个螺母14可能会随着每个螺钉的转动而转动。出于防转动和/或防脱出的考虑，每个螺母14的外形可以设置放转部，使得每个螺钉在拧入每个螺母14时，每个螺母14不随着每个螺钉的转动而转动，同时，也尽量保证每个螺母14不从透镜层12中脱离。例如，每个螺母14的外形可以是方形，六角形，或者每个螺母14的外形可以另外设置卡接件，只要能够防止每个螺母14转动和/或脱出即可。由于每个透镜层12的密度不同，若螺母14设置在最外层的透镜层12，由于最外层的透镜层12的密度最小，那么可能会导致最外层的透镜层12产生的形变量较大。若螺母14设置在最内层的透镜层12，由于最内层的透镜层12的密度最大，那么可能会导致螺母14不易嵌入最内层的透镜层12。因此，每个螺母14可以设置在靠外层的透镜层12中，如从最外层的透镜层12开始，第二层透镜层12或者第三层透镜层12，这样既不影响透镜层12的形状，也较容易嵌入进透镜层12。每个透镜层12的辐射能量主要集中在辐射方向上，这里辐射方向也指龙伯透镜天线的辐射方向。由于n个透镜层12中的一个或多个透镜层12设置了螺母14，可能会导致龙伯透镜天线的辐射能量在辐射方向上减少，如当螺母14和n个透镜层12的球心的连线与指向龙伯透镜天线的辐射方向的直线重合时，龙伯透镜天线的辐射能量偏离辐射方向，也就是在辐射方向上有所损耗，这样就影响了龙伯透镜天线的性能。因此，可能的实施方式中，至少两个螺母14的数量为偶数，对应地，至少两个螺钉的数量也为偶数。至少两个螺母14中的每个螺母14和n个透镜层12的球心的连线与指向龙伯透镜天线的辐射方向的直线之间的夹角位于第一角度范围内，使得龙伯透镜天线的辐射能量能够集中在辐射方向上。第一角度范围可以是根据实际实验测试得出的一个范围，[30°，60°]，或者也可以是具体的一个值，如45°。下面结合图2和图3，以将9个透镜层12固定在反射板11上为例介绍本发明实施例提供的技术方案。9个透镜层12都采用可发性聚苯乙烯颗粒，通过热空气发泡成型的方法一体成型。至于镶嵌螺母14的透镜层12，在制作时，先将螺母14放置于制作透镜层12的模具中，再在模具中加入可发性聚苯乙烯颗粒，通过热空气发泡成型的方法一体成型。制作成的9个透镜层12的半径和重量，如表1所示。表1层号12a12b12c12d12e12f12g12h12i内径(mm)027.448.970.6889.9108.9127.9146.9164.9外径(mm)27.54970.7890109128147165175密度(g/cm3)0.6360.6180.5890.5450.4920.4250.3420.2430.146其中，最内层的透镜层12是透镜层12a，最外层的透镜层12是透镜层12i。由表1可以知道，相邻的两个透镜层12的较外层的透镜层12的内径小于较内层的透镜层12的外径，如透镜层12c的内径是48.9mm，小于透明层12b的外径49mm，这样9个透镜层12贴合时才能给紧密贴合，以防止任意两个相邻的透镜层12之间存在间隙，使得水蒸汽侵入，减小电磁波的损耗。9个透镜层12通过粘结剂a粘结在反射板11上，图2以粘结剂a涂覆在每个透镜层12的8个位置处，构成“米”字形为例，既节约粘结剂a的用量，又能够将9个透镜层12稳固在反射板11上。最外层的透镜层12即透镜层12i与反射板11接触的边缘部分还堆积粘结剂，尽量使整个龙伯透镜天线处于密封状态。透镜层12i的外部还涂覆有水性漆，可以防止水蒸汽侵入透镜层12i，也能够防止油漆等腐蚀透镜层12i，从而使得水蒸汽侵入透镜层12i。9个透镜层12从内到位的密度依次减小，最外层的透镜层12即透镜层12i的密度最小，螺母14可以采用聚苯硫醚制作，可以嵌入透镜层12g或者透镜层12h，这两个透镜层的密度在0.15g/cm3～0.6g/cm3之间，对于由聚苯硫醚制作成的螺母14既容易嵌入，又不至于使得透镜层产生较大的形变。优选的可以选择密度在0.2g/cm3～0.45g/cm3这个范围的透镜层。为了更加稳固，可以选择多嵌入螺母14，即在透镜层12g和透镜层12h都嵌入螺母14。图3以选择8个螺母14，其中的4个螺母嵌入在透镜层12g中，另外4个螺母嵌入在透镜层12h为例。每个螺母14设置的位置与龙伯透镜天线的球心的连线与指向龙伯透镜天线的辐射方向的直线之间的夹角为45°，使得龙伯透镜天线的辐射能量能够集中在辐射方向上。本发明实施例提供的龙伯透镜天线通过闭孔发泡材料制成透镜层，由于闭孔发泡材料内部包括的任意两个泡孔之间不连通，也就是任意两个泡孔之间有泡孔壁隔开，每个泡孔都是独立完整的，那么通过闭孔发泡材料制成的透镜层的结构强度较强，方便对龙伯透镜天线进行固定。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12