CN109037943A - 一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线，包括天线、第一壳体、第二壳体、壳体对接插头、壳体对接插孔和透镜，所述天线固定安装于所述第一壳体内的中部，所述第一壳体和所述第二壳体之间采用所述壳体对接插头和所述壳体对接插孔可拆卸连接，所述透镜固定设置于所述第二壳体内。与现有技术相比，本发明采用树脂材料替代金属材料生产圆柱状支撑结构，消除了金属材料带来的电磁波反射，改善了馈源喇叭的反射系数。本发明在透镜与空气界面处设计了具有介电常数渐变特性的波阻抗匹配层，有效消除了不匹配带来的电磁波反射，改善了馈源喇叭的反射系数。本发明采用三维打印技术对天线进行加工，相比传统加工方法周期短，灵活性高。

Description

一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线
技术领域
本发明涉及一种通信技术设备，尤其涉及一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线。
背景技术
双曲透镜天线是一种高增益天线，其被广泛应用于远距离定向无线通讯数据链路和卫星通信中。双曲透镜天线通常由透镜、圆柱形支撑结构天线和馈源喇叭组成，通过透镜对馈源喇叭聚焦，从而实现较高的增益。不同于其他高增益天线，双曲透镜天线设计自由度更多，更易于实现高增益。透镜通常采用铸模的方式进行加工，先生产模具，随后用热熔的介质对模具进行浇筑，待冷却成型后打磨；支撑结构通常为圆柱状，采用钢板焊接的方式加工；馈源喇叭通常采用数控机床机械加工。现有技术缺点：(1)金属圆柱状支撑结构会对馈源喇叭射出的电磁波产生反射，影响馈源输入端的反射系数，造成信号反射，并且圆柱状金属支撑结构重量较重，不利于工程应用。(2)透镜与空气界面处，由于透镜介电常数的突变，通常会形成不必要的反射，该反射会影响透镜性能，造成信号反射。(3)天线加工工艺复杂，周期长，灵活性差。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明包括天线、第一壳体、第二壳体、壳体对接插头、壳体对接插孔和透镜，所述天线固定安装于所述第一壳体内的中部，所述第一壳体和所述第二壳体之间采用所述壳体对接插头和所述壳体对接插孔可拆卸连接，所述透镜固定设置于所述第二壳体内。
优选的，所述第一壳体和所述第二壳体采用三维打印加工而成。
优选的，所述第一壳体和所述第二壳体采用铝、铜、硅、铁、钛、铬、弹性纤维、石英砂、ABS树脂、氯丁橡胶、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物制成。
按重量比，所述铝占15％、所述铜占5％、所述硅占3％、所述铁占3％、所述钛占1％、所述铬占1％、所述弹性纤维占5％、所述石英砂占2％、所述ABS树脂占58％、所述氯丁橡胶占5％、所述聚异丁烯占1％、所述乙烯-乙酸乙烯共聚物占1％。
将铝、铜、硅、铁、钛、铬、弹性纤维、石英砂、ABS树脂、氯丁橡胶、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物混合后加热制成丝状，再将丝状物放入金属3D打印机中打印成型。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线，与现有技术相比，本发明采用树脂材料替代金属材料生产圆柱状支撑结构，消除了金属材料带来的电磁波反射，改善了馈源喇叭的反射系数。本发明在透镜与空气界面处设计了具有介电常数渐变特性的波阻抗匹配层，有效消除了不匹配带来的电磁波反射，改善了馈源喇叭的反射系数。本发明采用三维打印技术对天线进行加工，相比传统加工方法周期短，灵活性高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-天线、2-第一壳体、3-第二壳体、4-壳体对接插头、5-壳体对接插孔、6-透镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示：本发明包括天线、第一壳体、第二壳体、壳体对接插头、壳体对接插孔和透镜，所述天线固定安装于所述第一壳体内的中部，所述第一壳体和所述第二壳体之间采用所述壳体对接插头和所述壳体对接插孔可拆卸连接，所述透镜固定设置于所述第二壳体内。
优选的，所述第一壳体和所述第二壳体采用三维打印加工而成。
优选的，所述第一壳体和所述第二壳体采用铝、铜、硅、铁、钛、铬、弹性纤维、石英砂、ABS树脂、氯丁橡胶、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物制成。
按重量比，所述铝占15％、所述铜占5％、所述硅占3％、所述铁占3％、所述钛占1％、所述铬占1％、所述弹性纤维占5％、所述石英砂占2％、所述ABS树脂占58％、所述氯丁橡胶占5％、所述聚异丁烯占1％、所述乙烯-乙酸乙烯共聚物占1％。
将铝、铜、硅、铁、钛、铬、弹性纤维、石英砂、ABS树脂、氯丁橡胶、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物混合后加热制成丝状，再将丝状物放入金属3D打印机中打印成型。
本发明结合了金属与介质三维打印技术，实现了高效灵活的双曲透镜天线。其中，馈源喇叭采用选择性激光熔融技术加工设计，圆柱状支撑结构和透镜采用立体平面印刷技术加工设计。为了获得更好的匹配性能，本发明在透镜与空气接触面上设计了一个1/4阻抗匹配层，以消除透镜介质与空气间的不匹配。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线，其特征在于：包括天线、第一壳体、第二壳体、壳体对接插头、壳体对接插孔和透镜，所述天线固定安装于所述第一壳体内的中部，所述第一壳体和所述第二壳体之间采用所述壳体对接插头和所述壳体对接插孔可拆卸连接，所述透镜固定设置于所述第二壳体内。
2.根据权利要求1所述的介质金属混合三维打印双曲透镜天线，其特征在于：所述第一壳体和所述第二壳体采用三维打印加工而成。
3.根据权利要求1所述的介质金属混合三维打印双曲透镜天线，其特征在于：所述第一壳体和所述第二壳体采用铝、铜、硅、铁、钛、铬、弹性纤维、石英砂、ABS树脂、氯丁橡胶、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物制成。
4.根据权利要求3所述的介质金属混合三维打印双曲透镜天线，其特征在于：按重量比，所述铝占15％、所述铜占5％、所述硅占3％、所述铁占3％、所述钛占1％、所述铬占1％、所述弹性纤维占5％、所述石英砂占2％、所述ABS树脂占58％、所述氯丁橡胶占5％、所述聚异丁烯占1％、所述乙烯-乙酸乙烯共聚物占1％。
5.根据权利要求3所述的介质金属混合三维打印双曲透镜天线，其特征在于：将铝、铜、硅、铁、钛、铬、弹性纤维、石英砂、ABS树脂、氯丁橡胶、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物混合后加热制成丝状，再将丝状物放入金属3D打印机中打印成型。
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