CN106099382A - 龙伯透镜天线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种龙伯透镜天线的制造方法，包括以下步骤：对发泡原料进行预发泡处理；根据龙伯透镜天线各透镜层的设计值，对预发泡后的发泡原料进行配置，得到发泡原料粒子组合，并制作对应的模具；将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型，得到龙伯透镜天线的各透镜层；将各透镜层进行组装。本发明技术方案可提高龙伯透镜各透镜层的介电常数的精确度，使龙伯透镜介电常数的变化更加贴近理想变化规律，进而提高龙伯透镜天线的工作性能。

Description

龙伯透镜天线的制造方法

技术领域

本发明涉及一种龙伯透镜天线的制造方法。

背景技术

目前，龙伯透镜天线以其优于抛物面天线的众多特点被人们所广泛关注及使用。理论上，为实现龙伯透镜天线的理想工作性能，其中的重要部件龙伯透镜的介电常数应为理想变化规律，即介电常数由核到外表层、由2到1连续平滑变化。当下，为实现龙伯透镜介电常数的理想变化，人们普遍采取的方式是使用直径逐渐变化的介电常数亦逐渐变化的多个透镜层同心堆叠。但是，在传统的龙伯透镜天线的生产工艺中，各透镜层的介电常数普遍存在难以控制的缺陷，从而导致各透镜层的介电常数与设计值存在较大偏差，导致生产得到的龙伯透镜的介电常数变化偏离理想变化规律，最终致使由该龙伯透镜组装得到的透镜天线的工作性能受到严重影响。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种龙伯透镜天线的制造方法，旨在提高龙伯透镜各透镜层的介电常数的精确度，使龙伯透镜介电常数的变化更加贴近理想变化规律，进而提高龙伯透镜天线的工作性能。

为实现上述目的，本发明提出的龙伯透镜天线的制造方法包括以下步骤：

对发泡原料进行预发泡处理；

根据龙伯透镜天线各透镜层的设计值，对预发泡后的发泡原料进行配置，得到发泡原料粒子组合，并制作对应的模具；

将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型，得到龙伯透镜天线的各透镜层；

将各透镜层进行组装。

可选地，所述对发泡原料进行预发泡处理的步骤包括：

将发泡原料置于容器中，控制所述发泡原料的厚度；

将所述容器置于温度箱中进行保温处理。

可选地，所述控制所述发泡原料的厚度的步骤中，控制发泡原料的厚度在2mm以内。

可选地，所述将所述容器置于温度箱中进行保温处理的步骤中，所述温度箱的温度控制在73～77℃之间，保温时间为10～20min。

可选地，所述对预发泡后的发泡原料进行配置的步骤之前还包括：

利用不同孔径的筛网，对预发泡后的发泡原料进行筛选，得到不同直径的预发泡后的发泡原料；

利用重力筛选机，对所述不同直径的预发泡后的发泡原料进一步进行筛选，得到不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料。

可选地，所述将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型的步骤包括：

将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中，将所述模具置于温度箱中；

匀速升高所述温度箱的温度，到达预设温度值；

监测所述模具的温度；

当监测到所述模具的温度到达所述预设温度值并稳定后，关闭所述温度箱。

可选地，所述预设温度值为100～102℃，匀速升高所述温度箱的温度的速率为3～5℃/min。

可选地，所述发泡原料为发泡聚苯乙烯。

本发明的技术方案，通过对发泡原料的预发泡处理，可获得预发泡均匀性一致的发泡原料，从而可将该预发泡均匀性一致的发泡原料用于龙伯透镜天线各透镜层的成型过程，使得成型过程中发泡原料中各发泡颗粒的发泡完成度更高；并通过对预发泡后的发泡原料的筛分处理，获得不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料，以用于龙伯透镜天线各透镜层的密堆积成型，进而可获得致密性更高、密度更加均匀、结构更加完整、介电性能更加优异的龙伯透镜天线的各透镜层，继而使得成型得到的龙伯透镜天线中各透镜层的介电常数更加贴近设计值，实现提高龙伯透镜各透镜层的介电常数的精确度，使龙伯透镜介电常数的变化更加贴近理想变化规律，进而提高龙伯透镜天线的工作性能。

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的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明透镜天线的制造方法一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S100一实施例的流程示意图；

图3为图1中步骤S500一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种龙伯透镜天线的制造方法。

请参阅图1，所述制造方法包括以下步骤：

步骤S100，对发泡原料进行预发泡处理。

步骤S200，利用不同孔径的筛网，对预发泡后的发泡原料进行筛选，得到不同直径的预发泡后的发泡原料。

步骤S300，利用重力筛选机，对所述不同直径的预发泡后的发泡原料进一步进行筛选，得到不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料。

步骤S400，根据龙伯透镜天线各透镜层的设计值，对预发泡后的发泡原料进行配置，得到发泡原料粒子组合，并制作对应的模具。

步骤S500，将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型，得到龙伯透镜天线的各透镜层。

本实施例中，对发泡原料进行预发泡处理，可获得预发泡均匀性一致的发泡原料。并且，应用该预发泡均匀性一致的发泡原料进行龙伯透镜天线的制造，可使得该预发泡均匀性一致的发泡原料在龙伯透镜天线各层的成型过程中，其各发泡颗粒均能够进行二次发泡，且二次发泡过程能够进行得更加顺利，从而使得发泡原料中各发泡颗粒的发泡完成度更高，进而使得成型得到的龙伯透镜天线的各透镜层密度更加均匀、介电常数更加稳定，质量更加可靠。

在本实施例中，通过不同的筛分方法，可获取不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料，从而为后续的配置步骤提供了便利条件。

根据龙伯透镜天线各透镜层的设计值，具体地，根据龙伯透镜天线的设计值中龙伯透镜的各透镜层的直径、厚度、密度、介电常数等数据，利用已筛分得到的不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料，进行对应的泡发原料粒子组合的配置，并制作好对应的模具。

具体地，根据龙伯透镜天线各透镜层的设计值，确定各透镜层的介电常数，之后根据介电常数与密度的对应关系，确定各透镜层的密度。当需要进行一定密度的龙伯透镜天线中一透镜层的成型时，可选取已筛分得到的具有该密度值的不同直径的预发泡后的发泡原料，进行粒径的配置，以获得可进行密堆积的与该透镜层密度(亦即与该透镜层介电常数设计值)相对应的泡发原料粒子组合。之后，利用密堆积原理将不同直径的预发泡后的发泡原料在模具中进行成型前的“密堆积”布置、成型，以降低成品透镜层的气孔率，从而使得成型得到的龙伯透镜天线中具有该密度值的透镜层的致密性更高、密度更加均匀、结构更加完整、介电性能更加优异，继而使得成型得到的龙伯透镜天线中各透镜层的介电常数更加贴近设计值，实现提高龙伯透镜各透镜层的介电常数的精确度，使龙伯透镜介电常数的变化更加贴近理想变化规律，进而提高龙伯透镜天线的工作性能。

需要说明的是，模具用作浇筑成型，采用上下分离结构，顶部预留有加料口，并且，模具外壁均匀开设有排气孔，以便于后续工作过程中气体的排放，从而避免气体对成型工艺的影响，以提高成型后龙伯透镜天线各透镜层的质量，进而进一步提高龙伯透镜天线的质量及工作性能。

步骤S600，将各透镜层进行组装。

具体地，将成型得到的龙伯透镜天线的各透镜层同心、逐层堆叠在一起，并固定到发射板上，既完成天线的组装工作。

本发明的技术方案，通过对发泡原料的预发泡处理，可获得预发泡均匀性一致的发泡原料，从而可将该预发泡均匀性一致的发泡原料用于龙伯透镜天线各透镜层的成型过程，使得成型过程中发泡原料中各发泡颗粒的发泡完成度更高；并通过对预发泡后的发泡原料的筛分处理，获得不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料，以用于龙伯透镜天线各透镜层的密堆积成型，进而可获得致密性更高、密度更加均匀、结构更加完整、介电性能更加优异的龙伯透镜天线的各透镜层，继而使得成型得到的龙伯透镜天线中各透镜层的介电常数更加贴近设计值，实现提高龙伯透镜各透镜层的介电常数的精确度，使龙伯透镜介电常数的变化更加贴近理想变化规律，进而提高龙伯透镜天线的工作性能。

此外，通过选取不同密度的发泡原料、及控制发泡温度等参数，可调整得到具有各所需介电常数的龙伯透镜天线的各透镜层，以满足不同的设计及实际应用的需求。

请参阅图2，优选地，所述对发泡原料进行预发泡处理的步骤包括：

步骤S110，将发泡原料置于容器中，控制所述发泡原料的厚度。其中，控制发泡原料的厚度在2mm以内，可有效避免发泡原料因堆积厚度过高导致受热不均而出现预发泡不均匀的情况，从而提高经过预发泡处理的发泡原料的预发泡均匀性，进而有利于提高龙伯透镜天线的质量及工作性能。

此外，所述容器可选择导热系数较低的木质盒子，以有效防止发泡原料因与导热系数偏高的容器接触部分较不与该容器接触的部分受热速度更快、而导致受热不均、出现预发泡不均匀的情况出现，从而进一步提高经过预发泡处理的发泡原料的预发泡均匀性，进而进一步有利于提高龙伯透镜天线的质量及工作性能。

步骤S120，将所述容器置于温度箱中进行保温处理。其中，所述温度箱的温度控制在73～77℃之间，保温时间为10～20min。

请参阅图3，优选地，所述将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型的步骤包括：

步骤S510，将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中，将所述模具置于温度箱中。

步骤S520，匀速升高所述温度箱的温度，到达预设温度值。其中，所述预设温度值为100～102℃，匀速升高所述温度箱的温度的速率为3～5℃/min。

步骤S530，监测所述模具的温度。

步骤S540，当监测到所述模具的温度到达所述预设温度值并稳定后，关闭所述温度箱。

之后，待所述模具在所述温度箱中自然冷却。冷却后打开模具获得所需龙伯透镜天线的各透镜层。

优选地，所述发泡原料为发泡聚苯乙烯。

本发明龙伯透镜天线的制造方法采用发泡聚苯乙烯进行龙伯透镜各透镜层的成型，可使得所获得的龙伯透镜各透镜层具有更加完整的结构、更加均匀的密度、更加优异的介电性能，并且，由于聚苯乙烯分子结构本身不吸水。因此，由该材料制造得到的龙伯透镜天线吸水率极低，防潮和防渗透性能极佳。

另外，由于发泡聚苯乙烯的发泡结构紧密相连且壁间无缝隙，所以由该材料制造得到的龙伯透镜天线各层的抗压强度极高，且同时具备优良的抗冲击性，即使长时间水泡仍维持不变。

此外，由该材料制造得到的龙伯透镜天线，还具有优异的防腐蚀、防老化性，即使在高水蒸汽压力下，仍能保持其优异性能，可进一步提升透镜天线的质量，及其正常工作状态。

发泡聚苯乙烯是聚乙烯悬浮聚合时，在一定压力条件下添加发泡剂而得到的，为白色珠状颗粒，具有热导率低，吸水件小，耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等特点。

需要说明的是，由本发明龙伯透镜天线的制造方法制造得到的龙伯透镜天线的直径范围可选择为300～450mm。

该直径范围的龙伯透镜天线的接收增益可达到31～34dBm，即能够有效满足现有卫星信号的接收要求，并且，300～450mm的直径范围可使得龙伯透镜天线的尺寸及重量更加适宜，进而使得龙伯透镜天线的零部件的加工过程及龙伯透镜天线的安装过程变得更加简单、更加便捷、且更加快速，此外，300～450mm的直径范围可节省龙伯透镜天线的安装空间，降低投入成本。

优选地，所述龙伯透镜天线的层数在7层到10层之间。

可以理解的，龙伯透镜天线的层数控制在7～10层之间可在保证龙伯透镜天线层与层之间介电常数平滑变化的基础上，可有效控制龙伯透镜天线中层与层之间缝隙的占比，从而有效降低卫星信号的衰减或折射，提高卫星信号的质量。并且，这样的结构还可有效避免龙伯透镜天线相邻两层之间因介电常数过于相近而在加工过程中极易出现介电常数翻转的现象，以提高龙伯透镜天线的质量，保证其优异的工作状态。

优选地，所述龙伯透镜天线的各透镜层的厚度控制在15～25mm之间。

需要说明的是，这样的结构设置可有效避免发泡原料粒子组合在成型发泡时发泡不均匀的情况，使得龙伯透镜天线的各透镜层均能够获得一定的强度，从而进一步提高龙伯透镜天线的质量，以进一步保证其优异工作状态。

可以理解的，通过调整龙伯透镜天线的设计值(如，天线直径、天线层数、各透镜层厚度、各透镜层介电常数等)、以及通过控制对应的发泡原料密度及发泡温度，可得到介电常数分布不同的龙伯透镜天线，即得到性能不同的龙伯透镜天线。

以下通过具体实施例对本发明技术方案进行具体说明。

实施例1：

实施例2：

实施例3：

实施例4：

由实施例1-4的测试情况可以看出：

若选择Ku频段中12.25GHz的频点，本发明龙伯透镜天线实施例的天线增益在31.3～34.5dBi之间，均高于31dBi；

若选择Ku频段中14.5GHz的频点，本发明龙伯透镜天线实施例的天线增益在32.7～35.9dBi之间，均高于32.5dBi；

若选择Ka频段中20GHz的频点，本发明龙伯透镜天线实施例的天线增益在34.4～37.5dBi之间，均高于34dBi；

若选择Ka频段中30GHz的频点，本发明龙伯透镜天线实施例的天线增益在37.3～40.2dBi之间，均高于37dBi。

即，本发明龙伯透镜天线的制造方法可制造得到，较现有技术而言，各透镜层的介电常数更加贴近设计值的龙伯透镜天线，实现提高龙伯透镜各透镜层的介电常数的精确度、使龙伯透镜介电常数的变化更加贴近理想变化规律、进而提高龙伯透镜天线的工作性能的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

对发泡原料进行预发泡处理；

根据龙伯透镜天线各透镜层的设计值，对预发泡后的发泡原料进行配置，得到发泡原料粒子组合，并制作对应的模具；

将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型，得到龙伯透镜天线的各透镜层；

将各透镜层进行组装。

2.如权利要求1所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述对发泡原料进行预发泡处理的步骤包括：

将发泡原料置于容器中，控制所述发泡原料的厚度；

将所述容器置于温度箱中进行保温处理。

3.如权利要求2所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述控制所述发泡原料的厚度的步骤中，控制发泡原料的厚度在2mm以内。

4.如权利要求3所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述将所述容器置于温度箱中进行保温处理的步骤中，所述温度箱的温度控制在73～77℃之间，保温时间为10～20min。

5.如权利要求1所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述对预发泡后的发泡原料进行配置的步骤之前还包括：

利用不同孔径的筛网，对预发泡后的发泡原料进行筛选，得到不同直径的预发泡后的发泡原料；

利用重力筛选机，对所述不同直径的预发泡后的发泡原料进一步进行筛选，得到不同密度的不同直径的预发泡后的发泡原料。

6.如权利要求1所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中进行成型的步骤包括：

将发泡原料粒子组合加入到对应的模具中，将所述模具置于温度箱中；

匀速升高所述温度箱的温度，到达预设温度值；

监测所述模具的温度；

当监测到所述模具的温度到达所述预设温度值并稳定后，关闭所述温度箱。

7.如权利要求6所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述预设温度值为100～102℃，匀速升高所述温度箱的温度的速率为3～5℃/min。

8.如权利要求1-7任一项所述的龙伯透镜天线的制造方法，其特征在于，所述发泡原料为发泡聚苯乙烯。