特別是最 外層一般可W分布有空腔。只要同屯、層的材料允許,即,只要能夠制作出滿足介電常數(shù)要求 的同屯、層,靠近球屯、層的同屯、層可W不具有空腔。
[0043] 對于具有空腔的同屯、層,所述空腔中的至少一部分空腔可W被設(shè)計成獨立地具有 設(shè)計的立體結(jié)構(gòu)??蛇x的是,所述設(shè)計的截立體結(jié)構(gòu)為規(guī)則立體結(jié)構(gòu)例如點對稱立體結(jié)構(gòu)、 軸對稱立體結(jié)構(gòu)或面對稱立體結(jié)構(gòu)。另外可選的是,所述設(shè)計的立體結(jié)構(gòu)為不規(guī)則立體結(jié) 構(gòu)。例如,所述設(shè)計的立體結(jié)構(gòu)可W為選自由下面立體結(jié)構(gòu)組成的組的任一立體結(jié)構(gòu):多面 體、球體、楠球體、圓柱體、圓錐體、圓臺體;所述多面體可W為具有四個面W上的多面體,例 如為具有4至20個面的多面體,例如具有4、5、6、7、8、9、10、15或20個面的多面體;優(yōu)選的 是,所述多面體為正多面體,例如正四面體或正六面體(參見圖1,其中1表示材料本體(黑 色區(qū)域),2表示空腔結(jié)構(gòu)(白色區(qū)域),3為半球龍伯透鏡天線的底部平面的金屬錐層)等。
[0044] 在空腔立體結(jié)構(gòu)為多面體的情況下,從半球龍伯透鏡天線的物理強度的角度考 慮,在多面體的頂角中至少一部分頂角的位置獨立地呈倒角設(shè)計,尤其是在空腔尺寸較大 的情況下?;谕瑯拥目紤],在多面體的棱中的至少一部分棱的位置獨立地呈倒角設(shè)計。
[0045] 從性能上考慮,空腔在同屯、層中的分布應(yīng)盡可能地均勻,例如根據(jù)需要可W為均 勻分布或者基本均勻分布。另外,在滿足介電常數(shù)設(shè)計(例如目標(biāo)性能要求)要求和制作 條件允許(例如制作設(shè)備的精度條件)的情況下,所述空腔的尺寸應(yīng)盡可能地小。
[0046] 所述半球龍伯透鏡天線的不受特別限制。不過優(yōu)選的是,所述方法包括如下步 驟:
[0047] (1)選擇用于制造半球龍伯透鏡天線的材料;
[0048] (2)確定半球龍伯透鏡天線的結(jié)構(gòu)參數(shù);
[0049] (3)制作具有所述結(jié)構(gòu)參數(shù)的半球龍伯透鏡天線的Ξ維數(shù)字模型;
[0050] (4)采用增材制造方法根據(jù)所述Ξ維數(shù)字模型制作所述半球龍伯透鏡天線;和
[0051] (5)在所述半球龍伯透鏡天線的底部平面貼敷金屬錐層。
[0052] 在所述方法中,用于制作半球龍伯透鏡天線的所述材料和所述增材制造方法如上 所述。
[0053] 在一些實施方式中,所述結(jié)構(gòu)參數(shù)選自由所述半球龍伯透鏡天線的直徑、半徑、層 數(shù),W及所述空腔的形狀、尺寸和分布組成的組。
[0054] 在一些實施方式中,所述Ξ維數(shù)字模型采用3D軟件來制作。
[00巧]在對半球龍伯透鏡天線的性能和尺寸有特定要求的情況下,要制作的半球龍伯透 鏡天線可能存在性能例如RCS或尺寸例如半球龍伯透鏡天線的直徑或者半徑上的要求。換 言么要制作的半球龍伯透鏡天線具有目標(biāo)性能和目標(biāo)尺寸。在運種情況下,在一些實施方 式中,在上述步驟(1)和/或(2)中,根據(jù)所述目標(biāo)性能例如RCS和/或目標(biāo)尺寸例如半球 龍伯透鏡天線的直徑或者半徑來選擇材料和/或確定半球龍伯透鏡天線的所述結(jié)構(gòu)參數(shù)。 另外,所述制作方法還可選地在所述步驟(3)中包括通過仿真技術(shù)采用試錯法通過調(diào)整所 述結(jié)構(gòu)參數(shù)來達到上述目標(biāo)性能。作為另外的或者可選的實施方式,在所述步驟(5)之后, 所述制作方法還包括檢驗所制作得到的半球龍伯透鏡天線的是否具有所述目標(biāo)性能和/ 或所述目標(biāo)尺寸的步驟。
[0056] 在一些可選的實施方式中,可上述類似的方法制作半球龍伯透鏡天線,區(qū)別 僅在于先制作完整球體的龍伯透鏡天線,然后根據(jù)需要將該完整球體的龍伯透鏡天線等份 剖分為半球龍伯透鏡天線,然后半球龍伯透鏡天線的底部平面上貼敷金屬錐層。
[0057] 在一些優(yōu)選的實施方式中,本實用新型的半球龍伯透鏡天線可W通過增材制造的 方法形成。例如,所述的增材制造方法可W是烙融堆積成型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)成型 (SLS)、激光光固化成型(SLA)等。
[005引例如,在采用烙融堆積成型的情況下,所述增材制造方法可W包括W下步驟:選擇 用于制造半球龍伯透鏡天線的材料,設(shè)計半球龍伯透鏡天線的結(jié)構(gòu);確定半球龍伯透鏡天 線的結(jié)構(gòu)參數(shù),所述參數(shù)包括同屯、層的層數(shù)η、各層球殼內(nèi)空腔結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸和分布; 利用3D軟件將設(shè)計好的半球龍伯透鏡天線結(jié)構(gòu)制作成Ξ維數(shù)字模型;利用抑Μ方法,將選 定的材料制造成半球龍伯透鏡天線并在底部平面貼敷上金屬錐層。
[0059] 關(guān)于增材制造方法,在采用FDM方式時,優(yōu)選噴頭溫度為熱塑性材料的烙點+20°C 至3(TC。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),采用運樣的噴頭溫度使得產(chǎn)品的精度和質(zhì)量最好。另外,在一些優(yōu) 選的實施方式中,噴頭速度為60至80mm/min。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),過快或者過慢都會造成打印 尺寸變大,間接造成空腔體積變小,使介電常數(shù)偏離預(yù)定值,影響產(chǎn)品性能。另外,噴頭定位 精度在Z方向優(yōu)選設(shè)定為±0. 1mm和/或xy方向為±0. 2mm。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),精度過粗容 易造成產(chǎn)品變形,精度過細會顯著延長打印時間,從而增加了制作成本。
[0060] 在一些實施方式中,步驟(1)包括確定半球龍伯透鏡天線的結(jié)構(gòu)參數(shù),所述參數(shù) 包括半球龍伯透鏡天線的半徑、同屯、層的層數(shù)η、各同屯、層的平均介電常數(shù)、各同屯、層的空 腔體積分數(shù)、和/或空腔的形狀、尺寸和分布。
[0061] 由于采用增材制造技術(shù)制造半球龍伯透鏡天線可W使得半球龍伯透鏡天線不存 在采用其他拼接方法如發(fā)泡拼接法或打孔拼接法而導(dǎo)致的層間間隙從而導(dǎo)致半球龍伯透 鏡天線性能下降的問題。據(jù)認為,當(dāng)層間間隙大于5%的目標(biāo)入射波長時,天線的性能將明 顯下降。如果本實用新型的半球龍伯透鏡天線采用增材制造的方法制造,雖然在設(shè)計上仍 沿用層的概念,但是在物理結(jié)構(gòu)上并不存在層間間隙,使得采用增材制造方法制得的產(chǎn)品 的質(zhì)量更加穩(wěn)定、可靠。
[0062] 在本實用新型中,具有空腔的同屯、層通過其中的空腔的體積分數(shù)來調(diào)節(jié)其介電常 數(shù)W獲得目標(biāo)的介電常數(shù)。從半球龍伯透鏡天線的性能角度考慮,空腔的尺寸優(yōu)選盡可能 地小,如此可W使得半球龍伯透鏡天線的徑向介電常數(shù)變化更加平緩。
[0063] 在一些優(yōu)選的實施方式中,所述空腔截面最大直徑不大于目標(biāo)入射電磁波波長的 Ξ分之一,優(yōu)選不大于目標(biāo)入射電磁波波長的四分之一,更優(yōu)選不大于目標(biāo)入射電磁波的 波長的五分之一,W避免半球龍伯透鏡天線的性能下降。所述空腔截面最大直徑具有本領(lǐng) 域技術(shù)人員所理解的含義,其表示在空腔的所有截面中,最小外接圓的最大直徑。運意味 著,所述空腔的任意一個截面的周邊上的任意兩個點之間的距離可W都不大于目標(biāo)入射電 磁波波長的Ξ分之一,優(yōu)選不大于目標(biāo)入射電磁波波長的四分之一,更優(yōu)選不大于目標(biāo)入 射電磁波的波長的五分之一,W避免半球龍伯透鏡天線的性能下降。
[0064] 半球龍伯透鏡天線一般都是針對準(zhǔn)備使用該半球龍伯透鏡天線來接收的電磁波 的波長進行設(shè)計的,因此半球龍伯透鏡天線都會存在相應(yīng)的目標(biāo)電磁波波長。W避免半球 龍伯透鏡天線的性能下降。
[0065] 本實用新型對用W制作半球龍伯透鏡天線的同屯、層材料的介電常數(shù)沒有特別的 限制。但是,從減少空腔的體積分數(shù)的角度考慮,優(yōu)選所述材料的介電常數(shù)為小于5,例如為 5、4、3、2. 5、2。優(yōu)選的是,所述材料的介電常數(shù)為小于2. 5。
[0066] 本實用新型對用W制作半球龍伯透鏡天線的材料沒有特別限制,可W使用本領(lǐng)域 中用于制作半球龍伯透鏡天線常用的材料。在一些優(yōu)選的實施方式中,制作半球龍伯透鏡 天線的材料選自由聚乳酸(PLA)、聚丙締臘、下二締和苯乙締的Ξ元共聚物(ABS)、聚芳基 酸酬、熱塑性氣塑料、熱塑性苯并環(huán)下締 、