CN113314855B - 电磁波透镜、电磁波透镜生产方法和透镜天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供更优的电磁波透镜及生产方法及透镜天线。电磁波透镜是由带状料卷制而成的卷制体；介质材料在带状料的横向和纵向上都存在介电常数的渐变；在将带状料卷制成卷制体后，介质材料分布在卷制体的内部的至少一个人为预定的立体空间范围内，称为透镜体；卷制体的透镜体以外的部位称为非透镜部位；透镜体内的介电常数不低于非透镜部位的介电常数；在透镜体内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的，由内至外方向是指从透镜体的中心区域指向透镜体的边界。本发明具有以下优点：1）电磁特性良好；2）产品一致性高；3）生产效率高；4）可适用于广泛的目标尺寸；5）结构紧凑稳定；6）可实现单实体多透镜。

Description

电磁波透镜、电磁波透镜生产方法和透镜天线

技术领域

本发明涉及通信设备生产领域，更具体地说，涉及电磁波透镜、电磁波透镜的生产方法和电磁波透镜天线。

背景技术

龙伯透镜由RKLuneberg于1944年基于几何光学法提出，用作天线和散射体的应用，主要用于快速扫描系统、卫星通信系统、汽车防撞雷达、雷达反射器等领域。

龙伯透镜的经典模型是：龙伯透镜从球心到外径其介电常数应该是从2到1遵从一定的数学规律连续变化。但自然界里并不存在这样理想的结构，所以在实际设计中常用分层的、介电常数阶变的结构来逼近理论结构。

现有技术中，分层的、介电常数阶变的结构大致可分为以下三类：第一类是包裹类；第二类是卷制类，第三类是空穴类。这些不同的结构其缺点与优点同样鲜明。

包裹类结构的生产通常需要使用模具，如果层数太多则工艺太复杂且成本高昂，而且不同个体的性能一致性通常较差。

卷制类结构的分层层数虽容易做成较多层，但现有技术只能将其制成圆柱体或椭圆柱体而非经典模型的球体，且在圆柱体和椭圆柱体的中轴方向上不是符合经典模型的理论的，使得其性能效果大打折扣，以致于不能满足很多场景下的性能要求。

空穴类通常是采用3D打印的方式制成，而3D打印出来的构体通常都是单一种热熔材料，现时适用于3D打印的热熔材料要么介电常数不合适，要么密度不足够低，在面对制作大尺寸透镜时，其重量相当可观以致引起安装和使用的各种困难。

中国专利文献CN111262042B公开了“一种人工介质多层柱状透镜制造方法”，其属于卷制类结构。该制造方法制得的透镜即具有上述的卷制类结构的缺点。

为获得生产效率更高、成本更低、重量轻、性能指标更好、性能一致性更佳的龙伯透镜产品，需要对现有的产品结构及生产方法进行改进。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺点，本发明提供更优的电磁波透镜、电磁波透镜生产方法和透镜天线。

采用以下的技术方案：

电磁波透镜，特别地，是由带状料卷制而成的卷制体；在所述带状料的表面和/或内部分布有介质材料，所述介质材料在带状料的横向和纵向上都存在介电常数的渐变；在将带状料卷制成卷制体后，介质材料分布在卷制体的内部的至少一个人为预定的立体空间范围内，该分布有介质材料的立体空间范围称为透镜体；卷制体的透镜体以外的部位称为非透镜部位；卷制体带有或不带有非透镜部位；透镜体内的介电常数不低于非透镜部位的介电常数；在所述透镜体内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的，所述的由内至外方向是指从透镜体的中心区域指向透镜体的边界。

通过以上的技术方案，在一次卷制的情况下就可以得到1个透镜体或多个透镜体，并且这些透镜体都是符合介电常数由内至外方向越来越低这个规律的，使得透镜体在更多个方向上对电磁波都是起作用的，而不是被局限在某一个方向上起作用。本发明所称的卷制是指螺旋卷制。

所述卷制体内可以设有1个或2个或2个以上的透镜体。在只有1个透镜体的情况下，透镜体的中轴线可以与卷制体的中轴线重合，也可以与卷制体的中轴线平行。在有2个或2个以上透镜体的情况下，这些透镜体可以沿卷制体的中轴线方向排列或者沿平行于卷制体的中轴线方向排列。另外，在有2个或2个以上透镜体的情况下，这些透镜体也可以沿卷制体的周向排列。

所述透镜体的体积可以在 500mm³～2m³之间。

所述带状料的厚度可以是恒定的，在0.01～15mm之间。所述带状料的厚度也可以是非恒定的，例如带状料的起卷部位和收卷部位薄于其他部位。较薄的起卷部位可以避免卷制时在卷制体的中央出现较大的管型空腔，或者即便产生了管型空腔，也可以让管型空腔内部的周向上不产生较明显的台阶；而较薄的收卷部位则可以避免在卷制体的周向外围出现明显的台阶。

所述带状料的宽度可以是恒定的，也可以是非恒定的。宽度非恒定的带状料可卷制成呈胶囊状柱体或呈球体的卷制体。

所述带状料优选由轻质的发泡材料制成，发泡材料的密度可以在0.005～0.1g/cm³范围内，且其介电常数越接近1越好。

然而需要使用较厚的带状料时，为降低起卷的难度，可在起卷时采用较大的起卷半径，先任由卷制体的横截面的中央部预留有管型空腔，后再在管型空腔中以棒形件进行填充。在棒形件须经过透镜体时，棒形件的经过透镜体的部位上最好具有与透镜体相匹配的介电常数分布；此时所述的相匹配是指不导致透镜体的电学性能过分变劣。或者，卷制体的中央部设有用于带状料起卷及卷制的轴件，轴件的中轴与卷制体的中轴相重合或几乎重合。在轴件须经过透镜体时，轴件的经过透镜体的部位上最好具有与透镜体相匹配的介电常数分布；此时所述的相匹配是指不导致透镜体的电学性能过分变劣。此时所述的轴件一般应具备足够的刚性已确保将带状料卷成卷制体的过程中带状料不会因轴件的跳动而变得松散和无章。所述轴件可以以高介电常数材料制成并以空穴结构来降低目标部位的相对介电常数。所述的空穴结构可以是由去除材料工艺加工后形成的孔，或者是3D打印轴件时预先规划的无材料的空间。棒形件和轴件的直径一般尽量小，这样可以降低对透镜体电磁性能的影响。另外棒形件和轴件的两头也可作为本发明电磁波透镜的固定端，用于与透镜支架进行机械连接，而免于额外考虑透镜与透镜支架之间的连接结构。

所述卷制体可以呈圆柱体或呈椭圆柱体或呈棱柱体或呈胶囊状柱体或呈球体或呈管体等。

所述透镜体可以呈球形或呈橄榄球形或呈圆柱形或呈棱柱形等。透镜体的形状可以与卷制体的形状相同，也可以与卷制体的形状不同。

另外，在有2个或以上透镜体的情况下，这些透镜体的大小可以是互不相同的，且这些透镜体的形状也可以是互不相同的。譬如：在一个卷制体内形成有大小不同的两个球形透镜体，再譬如：在一个卷制体内形成有一个球形透镜体和一个圆柱形透镜体。

所述卷制体的卷层数n优选在3≤n≤2000。

所述介质材料可以是分布在带状料的一个表面上或者是两个表面上，也可以是从带状料的一个表面或两个表面进入而分布到带状料的内部。

所述介质材料可以是具有特定/不特定形状的薄片或者是具有特定长度的纤维或者是具有特定/不特定形状的立体件。所述薄片可以是切削形成的，或者是冲压形成的，或者是打印形成的，或者是模印形成的，或者是刻蚀形成的。其中的切削和冲压一般指将一整片介质材料薄片分切成细小规格的薄片；其中的打印和模印一般指用对应的设备将液态的介质材料喷涂至目标位置后再让其固化而得到薄片；其中的刻蚀一般指用刻蚀设备将一整片的带有基底层的材料上的不需要的材料进行去除，仅剩下基底层和想要的具有目标形状的薄片，这里所讲的基底层是低介电常数的，而被去除的材料是高介电常数的。

所述介质材料可以直接附于带状料的表面，或者先附于低介电常数的薄膜上再将这样的薄膜附到带状料的表面。该结构尤其适用于介质材料是具有特定/不特定形状的薄片的情形，也可适用于介质材料是具有特定长度的纤维的情形。另外，在低介电常数的薄膜上对应不同的特定的区域在这些区域上打印或模印出对应的众多的特定/不特定形状的薄片，再将这样的薄膜以胶黏的方式附到带状料的表面后再进行卷制而形成透镜是一种性价比高的做法。另外，这样的薄膜可以在带状料的纵向上或者在带状料的横向上分成多段后再粘附到带状料的表面上。这样相当于可以利用窄幅的打印机或模印机完成介质材料至窄幅薄膜的固定，然后再把窄幅薄膜沿带状料的纵向方向或横向方向拼接成想要的宽幅薄膜体。

当介质材料是具有特定长度的纤维或者是具有特定/不特定形状的立体件时，还可以让介质材料整体或者部分地插入到或嵌入到带状料内。所述的特定形状的立体件可以是实心的立体件或者是空心的立体件或者是框架形态的立体件。所述的立体件可以呈球形或者立方形或者柱体形。所述的不特定形状的立体件可以是破碎而成的微颗粒，诸如被破碎而成的矿石，这些矿石可以被筛选成不同的粒度大小而被加以利用。

当透镜体呈球形时，此时介质材料在整个透镜体内的分布最好符合龙伯透镜的经典模型的阶跃逼近规律。

所述卷制体可以是由1件带状料从其一端起卷而成，或者是由1件带状料从其中部起卷而成。后者的结构可以在维持卷层数不变的情况下，减少卷制的旋转圈数，从而提高生产效率。

所述卷制体可以是由2件或以上的带状料将它们各自的一端组合在一起后再同时起卷而成，或者是由2件或以上的带状料将它们各自的中部位置组合在一起后再同时起卷而成。这样的结构也可以在维持卷层数不变的情况下，减少卷制的旋转圈数。

所述带状料的纵向上最好没有与其他带状料进行接续，这样产品的结构和性能会比较稳定和可控。但有的时候会因为透镜体体积比较大而单件带状料长度不足而需要接续另一带状料的情况，该种情况虽并非是最理想的，但其引起的结构方面和性能方面的不足也不是必定不可接受的，因此带状料的纵向上与其他带状料进行接续在一定程度上是允许的，该种接续的结构本发明认为是等同于1件整体带状料的结构。另外，无论带状料的纵向上有没有与其他带状料进行接续，带状料的宽度最好不要小于单个透镜体的最大外形尺寸，否则此时透镜体相当于不是由一次卷制而成，这引起的结构方面和性能方面的不足很可能是不可接受的。

所述介质材料可以是以材质分布规律或密度分布规律或材质分布规律与密度分布规律的结合而分布在透镜体内的。所述材质分布规律是指：在使用了2种或以上材质的介质材料时，介电常数越高的介质材料越靠近透镜体的中心区域。应当说明的是，材质分布规律还包括不同材质的介质材料因混合而形成介电常数值处于过渡值的情形，此时该混合物的介电常数比介电常数较高的单一材质的要低，又比介电常数较低的单一材质的要高，而通过控制不同材质在混合物中所占的比例就可以控制混合物的介电常数的大小。介电常数较高的混合物的分布位置会比介电常数较低的混合物的分布位置更靠近透镜体的中心区域，而介电常数较高的混合物中，高介电常数的材质所占的比例也高，因此此时仍可以理解成介电常数越高的介质材料越靠近透镜体的中心区域。所述的密度分布规律是指：越靠近透镜体的中心区域则介质材料的分布密度越高，所述分布密度是指介质材料的数量与透镜体内单位体积之间的比值，或者指介质材料的重量与透镜体内单位体积之间的比值。以材质分布规律或者密度分布规律或者材质分布规律与密度分布规律的结合，就可以实现在透镜体内所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的效果。

应当说明的是，卷制体内仅有1个透镜体时且该卷制体是从带状料的一端起卷的，且透镜体的中轴线是与卷制体的中轴线重合时，此时将带状料展开，可以见到介质材料是分布在带状料的一个特定的平面区域上的，这样的一个特定平面区域称为介质分布区，此时的介质分布区其长度通常会比其宽度要长得多，介质分布区的长度是指沿带状料纵向上的长度，介质分布区的宽度是指沿带状料横向上的长度。在介质分布区内介质材料在带状料的横向和纵向上都是存在介电常数的渐变的，这与中国专利文献CN111262042B记载的只在带状料的纵向上存在介电常数的渐变不同。当卷制体内有多个透镜体时且该卷制体是从带状料的一端起卷的，且这些透镜体它们各自的中轴线都是与卷制体的中轴线重合时，此时将带状料展开，则可以见到与透镜体对应数量的介质分布区，而此时对于其中的单个介质分布区而言，其内的介质分布情况与上述的仅有单个透镜体时的是相同的。在卷制体内仅有1个透镜体且该卷制体是从带状料的中部起卷的，且透镜体的中轴线是与卷制体的中轴线重合时，此时在带状料上相当于是存在两个介质分布区，且该两个介质分布区是轴对称地分布的，且存在两者相连或者不相连的可能。在卷制体内有2个或以上的透镜体且该卷制体是由2件或以上的带状料将它们各自的一端组合在一起后再同时起卷而成，或者该卷制体是由2件或以上的带状料将它们各自的中部位置组合在一起后再同时起卷而成，且透镜体的中轴线是与卷制体的中轴线重合时，此时在带状料上相当于是存在两倍于透镜体数量的介质分布区，且每两个介质分布区之间是构成轴对称地分布的，且每对介质分布区各自存在相连或者不相连的可能。

需要进一步说明的是，由于难以实现介电常数的连续单调渐变，因此可以采用阶跃单调渐变的方式来代替，当阶跃的数量足够多时，也能非常接近连续单调渐变的效果。该方式体现在本发明的电磁波透镜的结构上时，即在所述透镜体内分为若干介电常数阶跃分层，介电常数值较低的介电常数阶跃分层完全包裹着介电常数值较高的介电常数阶跃分层，相邻的介电常数阶跃分层它们各自的介电常数值是阶跃的，这对于透镜体而言由内至外方向介电常数都是阶跃地越来越低的，此时相当于在透镜体内形成介电常数值由内至外越来低的多层包裹结构。而阶跃单调渐变的方式体现在本发明的带状料结构上时，即介质分布区被划分为若干子分布区，介电常数较高的子分布区是被介电常数较低的子分布区所半包围着或全包围着的，当带状料被卷起自最高介电常数所在的子分布区，此后在所形成的透镜体内每个子分布区就是对应形成为一个介电常数阶跃分层。由于在相同的目标外径下，厚度越薄的带状料其制得的卷制体的卷层数越多，而卷层数越多意味着可划分的介电常数阶跃分层的数量也可以越多，这就越容易控制透镜体的目标特性，例如本发明的透镜体甚至可以以50层以上的介电常数阶跃分层数来阶跃逼近经典龙伯透镜模型的电磁特性。应当说明的是，本发明的透镜体的介电常数阶跃分层的数量虽然不会大于卷制体的卷层数n，但也不是必然等于卷制体的卷层数n。

在卷制体内仅有1个透镜体且该卷制体是从带状料的一端起卷的，且透镜体的中轴线是与卷制体的中轴线重合时，所述介质分布区优选采用以下布局：包括一个三角状区域以及若干V状区域，这些V状区域有不同的大小，但它们都有相同的朝向并且都沿带状料的纵向排列，较小的V状区域处在较大的V状区域的半包围之中，三角状区域处在最小的V状区域的半包围之中；而三角状区域的介电常数最高，越远离三角状区域的V状区域的介电常数越低。介质分布区这样的布局形态本发明称为三角形形态，三角状区域所在的一端为其起始端。具有三角形形态的介质分布区的带状料自三角形形态的起始端被卷起之后将能在卷制体的内部形成球形或呈橄榄球形的透镜体。至于会是哪种形态，这取决于最大的V状区域的长度和宽度之间的比例。

在卷制体内仅有1个透镜体且该卷制体是从带状料的一端起卷的，且透镜体的中轴线是与卷制体的中轴线重合时，所述介质分布区还可以采用以下布局：包括一个矩形状区域以及若干U状区域，这些U状区域有不同的大小，但它们都有相同的朝向并且都沿带状料的纵向排列，较小的U状区域处在较大的U状区域的半包围之中，矩形状区域处在最小的U状区域的半包围之中；而矩形状区域的介电常数最高，越远离矩形状区域的U状区域的介电常数越低；U状区域的U形的底部既包括半圆的底部也包括平直的底部。介质分布区这样的布局形态本发明称为矩形形态，矩形状区域所在的一端为其起始端。具有矩形形态的介质分布区的带状料自矩形形态的起始端被卷起之后将能在卷制体的内部形成圆柱形的透镜体。至于会是显得粗短还是显得细长，这取决于最大的U状区域的长度和宽度之间的比例。

当在卷制体内有多个球形透镜体且该卷制体是从带状料的一端起卷的，且这些球形透镜体它们各自的中轴线都是与卷制体的中轴线重合时，此时将带状料展开，则可以见到对应数量的三角形形态的介质分布区。而当这些球形透镜体的大小互不相同时，这些三角形形态的介质分布区的长度也互不相同。

为防止卷制体自动松脱，所述卷制体的卷层之间可以有胶黏层，或者在卷制体的外部设有包裹层。所述包裹层可以是热缩性的。

根据中国专利文献CN111262042B的记载，其透镜制造方法仅限于制作柱体透镜或椭圆柱体透镜，而柱体透镜或椭圆柱体透镜的形状就是按照恒定宽度的带状料在被卷起后自然形成的。本电磁波透镜与中国专利文献CN111262042B的透镜制造方法得到的透镜虽同为卷制的透镜，但是1）本透镜其介质材料在带状料的横向和纵向上都存在介电常数的渐变，以致于在透镜体内所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的，而中国专利文献CN111262042B记载的只有沿柱体透镜或椭圆柱体透镜的径向介电常数才是越来越低的，而沿柱体透镜或椭圆柱体透镜的中轴线方向介电常数没有变化；2）相对于中国专利文献CN111262042B的记载，本发明的透镜体的形状并不是由带状料被卷起后自然形成的形状所决定的，而是由人为预定的，因此卷制体的形状为圆柱体时，透镜体的形状可以是球形或棱柱形而不必定是圆柱体。当本发明的透镜体为球体时，本发明可以做到更符合龙伯透镜的经典模型，从而获得最理想的效果，试想在一个通过卷制而成的圆柱体形状的卷制体内却设置有1个、2个甚至更多的符合经典模型的龙伯透镜体，这是中国专利文献CN111262042B的透镜制造方法所不能获得的技术效果；3）中国专利文献CN111262042B记载的柱体透镜，其圆柱体所包括的层数是n，那么其基材上被分成的区域的数量也是n，由于在不同的区域有不同介电常数值的高介电常数颗粒材料分布其上，这相当于限定了圆柱体透镜的由内至外的介电常数阶跃分层数量是与圆柱体的卷层数量相等的，然而在实际应用中电磁波透镜的机械直径是与振子的工作频段有关的，当振子的工作频段较低，则意味着对应的电磁波透镜的机械直径较大，在此情况下圆柱体透镜的介电常数阶跃分层的数量、圆柱体的卷层数量和圆柱体透镜的机械直径三者之间有时会出现难以兼顾的问题。譬如：为某圆柱体透镜设计了21层的介电常数阶跃分层，此时计算出来的每层的介电常数阶跃值是0.05，要制备这样21种高介电常数颗粒材料就已经不容易，且圆柱体透镜此时的卷层数量也只有21层，对于目标机械直径为1000mm的圆柱体透镜而言，其基材的厚度要达到大约24mm，而厚度达24mm的基材要以小的曲率半径将其卷起并不容易，这通常会令圆柱体透镜的横截面的中部留有内径较大的管型空腔，而此时即使采取了以上所述的填充棒形件的做法，对圆柱体透镜的工作特性的影响也是比较大的。

本发明还提供一种电磁波透镜生产方法，特别地，包括以下步骤：

S100：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数单调变化而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；

S150：沿带状料的纵向方向从带状料的介电常数高的一端起卷，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；所述的带状料的介电常数高的一端同时也是带状料的实体端；

S190：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

本发明还提供另一种电磁波透镜生产方法，特别地，包括以下步骤：

S200：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；属于不同透镜体的介质分布区它们的中心均过一轴线，该轴线称为起卷轴线，所述起卷轴线与带状料的纵向垂直；所述的介质分布区它的中心是指其在带状料的纵向和横向上介电常数均最高的位置点；

S250：从起卷轴线开始向带状料的两端同时起卷，卷制过程保持沿带状料的纵向方向，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；

S290：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

本发明还提供另一种电磁波透镜生产方法，特别地，包括以下步骤：

S300：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数单调变化而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；带状料的介电常数高的一端同时也是带状料的实体端；相同规格的本步骤的带状料制备有S件，S≥2，或者S≥3；

S350：将这些带状料各自的介电常数高的一端共同接触组合在一起，然后以它们的共同接触结构的中轴线作为起卷轴线而同时起卷全部带状料，卷制过程保持沿各带状料自身的纵向方向，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；

S390：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

本发明还提供另一种电磁波透镜生产方法，特别地，包括以下步骤：

S400：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；在同一带状料上，属于不同透镜体的介质分布区它们的中心均过一轴线，该轴线称为起卷轴线，所述起卷轴线与带状料的纵向垂直；所述的介质分布区它的中心是指其在带状料的纵向和横向上介电常数均最高的位置点；相同规格的本步骤的带状料制备有P件，P≥2，或者P≥3；

S450：将这些带状料各自的介质分布区的中心共同接触组合在一起，然后以它们的共同接触结构的中轴线作为起卷轴线而同时起卷全部带状料，卷制过程保持沿各带状料自身的纵向方向，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；

S490：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

以上所列的几种电磁波透镜天线生产方法，其介质分布区的布局形态可以采用本发明上文所讲的三角形形态或矩形形态。

本发明还提供一种透镜天线，包括天线振子，特别地，还包括本发明所讲的电磁波透镜，在本发明的电磁波透镜上形成有非透镜部位；所述天线振子是固定在所述非透镜部位上的。

通过这样的技术方案，甚至可以完全免除天线振子与电磁波透镜之间的定位结构，所述定位结构是指用于保持天线振子与电磁波透镜的透镜体之间相对位置的结构。

在有2个或2个以上透镜体是沿卷制体的周向排列的情况下，所述天线振子可以是被放置到卷制体的内部且处于非透镜部位。而其他的情况下，天线振子则通常是处于卷制体的外周。

本发明具有以下优点：

1）电磁特性良好；2）产品一致性高；3）生产效率高；4）可适用于广泛的目标尺寸；5）结构紧凑稳定；6）可实现单实体多透镜。

附图说明

图1是实施例1的俯视结构示意图；

图2是图1的A-A剖视结构示意图；

图3是实施例1的带状料的展开结构示意图（三角状区域及各V状区域没有按比例绘制）；

图4是实施例1的带状料的各区域的轮廓点在坐标系内的位置（各轮廓点的坐标没有按比例绘制）；

图5是实施例1的附有薄膜的带状料的结构示意图；

图6是另一附有薄膜的带状料的结构示意图；

图7是实施例2的剖视结构示意图；

图8是实施例3的俯视结构示意图；

图9是图8的B-B剖视结构示意图；

图10是实施例4的俯视结构示意图；

图11是图10的C-C剖视结构示意图；

图12是实施例5的剖视结构示意图；

图13是实施例6的俯视结构示意图（标出了透镜体的位置）；

图14是实施例6的主视结构示意图（带状料的分层结构没有绘制）；

图15是实施例7的俯视结构示意图；

图16是图15的F-F剖视结构示意图；

图17是实施例6的棒形件的剖视结构示意图；

图18是具有不恒定厚度的带状料的一种结构示意图；

图19是实施例8的剖视结构示意图；

图20是实施例9的俯视结构示意图；

图21是图20的D-D剖视结构示意图；

图22是实施例9的带状料的展开结构示意图（矩形状区域及各U状区域没有按比例绘制）；

图23是实施例10的剖视结构示意图；

图24是实施例11的剖视结构示意图；

图25是实施例12的俯视结构示意图；

图26是图25的E-E剖视结构示意图；

图27是实施例13的俯视结构示意图；

图28是实施例13的带状料的展开结构示意图（三角状区域及各V状区域没有按比例绘制）；

图29是实施例14的俯视结构示意图；

图30是实施例15的俯视结构示意图；

图31是实施例16的俯视结构示意图；

图32是实施例16的带状料的展开结构示意图（矩形状区域及各U状区域没有按比例绘制）；

图33是实施例17的剖视结构示意图；

图34是实施例18的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容作进一步说明。

实施例1

本实施例是电磁波透镜及电磁波透镜的生产方法，如图1、图2所示，该电磁波透镜是一由带状料101卷制而成的呈圆柱体的卷制体100，如图3所示，由于在带状料101的表面分布有介质材料，而介质材料是分布在特定形状的区域内的，这样的区域称为介质分布区103，在将带状料101制成卷制体100后，介质材料将分布在卷制体100内部的一个人为预定的球体范围内，该分布有介质材料的球体范围是本实施例的电磁波透镜的透镜体104。而卷制体100的透镜体104以外的部位称为非透镜部位105。非透镜部位105是由带状料101的非介质分布区106所形成的。

本实施例中，带状料101采用的是低介电常数的发泡材料，发泡材料的介电常数越接近1越好。具体的材料种类在中国专利文献CN111262042B有相关的介绍，在此不再赘述。

本实施例的目的是想要获得符合龙伯透镜经典模型的透镜体，且是采用阶跃逼近的结构。具体地，如图2所示，本实施例的卷制体100是由1件带状料101从其一端起卷而成的。如图3所示，本实施例的带状料101的介质分布区是采用三角形形态布局，其包含1个三角状区域和3个V状区域，当带状料101被卷制成卷制体100后，介质分布区103所在的带状料部位将形成近似球形的透镜体104，并且在所形成的透镜体104内将包含有4层介电常数阶跃层。

如图3所示，介质分布区103的三角形形态包括1个三角状区域107和3个V状区域，这些V状区域分别称为第一V状区域108、第二V状区域109和第三V状区域110。第一V状区域108最小，第二V状区域109较大，第三V状区域110最大。第一V状区域108半包围着三角状区域107，第二V状区域109半包围着第二V状区域108，第三V状区域110半包围着第二V状区域109，且由于3个V状区域都有相同的朝向并且都沿带状料101的纵向排列，于是三角状区域与这些V状区域共同构成整片的内部没有空白介质分布区103。由于这样的介质分布区103其外轮廓是呈三角形的，三角形形态的名称由此而来。这其中，三角状区域107内的带状料部位具有最高的介电常数，第一V状区域108和第二V状区域109内的带状料部位具有依次较低的介电常数，第三V状区域110的带状料部位具有最低的介电常数。可见，本实施例中，在带状料的纵向方向上介质材料是按照介电常数单调变化而分布，且在带状料的横向方向上介质材料是按照介电常数中间高两边单调变低而分布。三角状区域107紧贴处在带状料101的一端，沿带状料的纵向从三角状区域107所在的一端对带状料101进行起卷，直至整个介质分布区103都被卷入，此后将形成具有4层介电常数阶跃层的透镜体，并且此时透镜体104的中轴线是与卷制体100的中轴线重合的。具体地，三角状区域107的带状料部位对应形成最里的第一介电常数阶跃层121，第一V状区域108的带状料部位对应形成较外的第二介电常数阶跃层122，第二V状区域109的带状料部位对应形成更外的第三介电常数阶跃层123，第三V状区域110的带状料部位对应形成最外的第四介电常数阶跃层124。由于平面的三角状区域107被卷起后近似球形，平面的V状区域被卷起后近似空心球壳形，因此三角状区域107将形成为球形的第一介电常数阶跃层121，第二V状区域108、第三V状区域109和第四V状区域110将对应形成为球壳形的第二介电常数阶跃层122、第三介电常数阶跃层123和第四介电常数阶跃层124。而这样的由内至外方向介电常数都是阶跃地越来越低的三维分层结构就是本实施例的透镜体所需的结构。

如图1、图2所示，本实施例的目标规格是：卷制体100的直径dn约为160mm，透镜体104的直径与卷制体100的直径相同，透镜体104具有4层介电常数阶跃分层，每层介电常数阶跃分层的厚度各约为20mm，而本实施例所采用的带状料的宽度h是160mm，厚度t是2mm，即自内至外各介电常数阶跃分层的外径对应为：40mm，80mm，120mm，160mm。在此条件下，需要对各三角状区域以及各V状区域的关键轮廓点进行确定，才可得到它们各自的具体边界范围。以下进行说明：

对于所需的带状料的总长度L，可以采用以下近似计算公式：L=π*n*（d1+dn）/2；

其中，d1是最里层的直径值，dn是最外层的直径值，n是卷层数（单边），n=[(dn-d1)/（2*t）]+1，t是恒厚度带料的厚度。

具体到本实施例，dn=160mm，d1=4mm，t=2mm，则n=[（160-4）/（2·2）]+1=40，则L=π*40*（4+160）/2≈10299mm。

以上带状料101的总长度计算公式也可用于计算三角状区域以及各V状区域在带状料纵向上的长度，从而确定它们各自在带状料上的具体位置。

如图4所示，以x坐标作为带状料101的纵向方向，以y坐标作为带状料101的横向方向，且以带状料101的一端的横向中点作为原点O，则：

对于三角状区域107：其3个轮廓点的坐标分别为：p1（0，20）、p2（0，-20）、p3（691，0）。其中，691该计算结果是这样计算得出的：由于该区域所对应的介电常数阶跃分层的外径为40mm，则n=[（40-4）/（2·2）]+1=10，L1=π*10*（4+40）/2≈691。

对于第一V状区域108：其3个轮廓点的坐标分别为：w1（0，40）、w2（0，-40）、w3（2638，0）。其中，2638该计算结果是这样计算得出的：由于该区域所对应的介电常数阶跃分层的外径为80mm，则n=[（80-4）/（2·2）]+1=20，L2=π*20*（4+80）/2≈2638。

对于第二V状区域109：其3个轮廓点的坐标分别为：u1（0，60）、u2（0，-60）、u3（5840，0）。其中，5840该计算结果是这样计算得出的：由于该区域所对应的介电常数阶跃分层的外径为120mm，则n=[（120-4）/（2·2）]+1=30，L3=π*30*（4+120）/2≈5840。

对于第三V状区域110：其3个轮廓点的坐标分别为：v1（0，80）、v2（0，-80）、v3（10299，0）。其中，10299该计算结果是这样计算得出的：由于该区域所对应的介电常数阶跃分层的外径为160mm，则n=[（160-4）/（2·2）]+1=40，L4=L=π*40*（4+160）/2≈10299。

在各区域的关键轮廓点的坐标都被计算出来了以后，就能得到它们各自的具体边界范围了。应当说明的是，带状料的长度L是可以大于三角形形态介质分布区在纵向上的长度的，此时所形成的卷制体其非透镜部位将完全包裹着透镜体。

如图5所示，本实施例中，介质材料是先附于低介电常数的薄膜130上的，然后再将这样的薄膜粘贴至带状料101的。薄膜130的介电常数接近1，而介质材料是高介电常数的油墨，例如导电油墨，油墨经打印机打印至薄膜上，墨滴在薄膜上形成图案，由于墨滴的大小以及位置可以被精准控制，于是对应区域的介电常数也可以被精准控制。当然地，介质材料也可以是其他形态或结构的实体。如图6所示，当带状料的宽度大于打印机的最大打印宽度时，可以逐一打印薄膜上所应有的图案，然后再把这些薄膜沿带状料的纵向粘附到带状料的表面上，并拼接成目标图案，图6表达的是3件薄膜并排地沿带状料的纵向粘附到带状料的表面。

本实施例设定的第一介电常数阶跃层121、第二介电常数阶跃层122、第三介电常数阶跃层123、第四介电常数阶跃层124和非透镜部位105对应的介电常数对应是：2、1.7、1.4、1.1、1。而该分布规律是依据龙伯透镜的经典模型的阶跃逼近规律。如果想要获得更理想的效果，则可以设定更多数量的介电常数阶跃分层，但介电常数阶跃分层的数量将不会大于卷层数n，例如在卷制体的外径被设定为160mm，带状料的厚度被设定为2mm的情况下，此时卷层数n最多为160/（2*2）=40层，则即使将每层卷层作为1层介电常数阶跃分层，此时介电常数阶跃分层最多也只有40层。而通过采用厚度更薄的带状料则可以增加卷层的数量。

实施例2

如图7所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体200采用实施例1的卷制方式和结构，但在卷制体200的内部形成有2个呈球形的相同大小的透镜体201，2个透镜体201分别处于圆柱体的两头。在2个透镜体201内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。2个透镜体201是沿卷制体200的中轴线方向排列的。

实施例3

如图8、图9所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体300呈四棱柱体，在卷制体300的内部形成有1个呈球形的透镜体301。在透镜体301内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的，透镜体301的中轴线与卷制体300的中轴线重合。

实施例4

如图10、图11所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体400呈圆柱体，在卷制体400的内部形成有1个呈球形的透镜体401。在透镜体401内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的，透镜体401的中轴线402与卷制体400的中轴线403互相平行且不重合。

本实施例的电磁波透镜的生产方法与实施1的不同，发明人将在其他的文献中进行描述。

实施例5

如图12所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体500采用实施例1的卷制方式，卷制体500呈胶囊状柱体，在卷制体500的内部形成有2个呈球形的透镜体501，2个透镜体501分别处于胶囊状柱体的两头。在透镜体501内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。2个透镜体501是沿卷制体500的中轴线方向排列的。

实施例6

如图13、图14所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体600呈管体，管体相当于是柱体内部留有通孔601，并且通孔601的轴线与柱体的轴线重合或平行。具体到本实施例，管体的外周是圆柱面，其内部的通孔601是圆孔，但管体具有相对较厚卷制形成的壁体，在壁体内的内部形成有3个呈球形的透镜体602。在透镜体602内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。本实施例的3个透镜体602是沿卷制体600的周向排列的。

本实施例的电磁波透镜的生产方法与实施1的不同，发明人将在其他的文献中进行描述。

实施例7

如图15、图16所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体700呈圆柱体，在对带状料起卷时采用较大的起卷半径，于是卷制体700的横截面的中央部形成有管型空腔，在完成整个卷制过程后，在管型空腔中以棒形件701进行填充。在卷制体700内形成有1个透镜体702，透镜体702的中轴线与卷制体700的中轴线是重合的，且由于管型空腔的中轴线与卷制体700的中轴线是重合的，于是棒形件701是经过透镜体702且它们各自的中轴线也是重合的。如图17所示，在棒形件701的经过透镜体的部位上具有与透镜体相匹配的介电常数分布，因此保证了在透镜体内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。

如图18所示，也可以采用起卷部位703和收卷部位704薄于其他部位的带状料705进行卷制。

实施例8

如图19所示，本实施例与实施例7的不同之处在于：卷制体800的中央部设有用于带状料起卷及卷制的轴件801。轴件801的经过透镜体802的部位上具有与透镜体802相匹配的介电常数分布，保证了在透镜体802内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。轴件801的两头作为电磁波透镜的固定端，用于与透镜支架（未画出）进行机械连接。

实施例9

如图20、图21所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体900呈圆柱体，在卷制体900的内部形成有1个呈圆柱形的透镜体901。本实施例的卷制体900是自带状料的介电常数高的一端起卷的，透镜体901的中轴线与卷制体900的中轴线重合。带状料902的介质分布区是矩形形态分布的，如图22所示。其中，矩形状区域903沿带状料902的纵向上的长度计算可参考实施例1的三角状区域的计算过程，各U状区域904沿带状料902的纵向上的长度计算可参考实施例1的对应的V状区域的计算过程。矩形形态与三角形形态两者所形成的透镜体的结构是相同的，都是所有的由内至外方向介电常数都是阶跃地越来越低的，区别只是在被卷制后所形成的透镜体的形状不同。前者更多的是在卷制体为呈圆柱体时用来形成呈圆柱形的透镜体，或者在卷制体为呈棱柱体时用来形成呈棱柱形的透镜体。

实施例10

如图23所示，本实施例与实施例2的不同之处在于：在卷制体1000的内部形成有一个呈球形的较大的透镜体1001和一个呈球形的较小的透镜体1002。

实施例11

如图24所示，本实施例与实施例2的不同之处在于：在卷制体1100的内部形成有一个呈球形的透镜体1101和一个呈圆柱体性的透镜体1102。

实施例12

如图25、图26所示，本实施例与实施例3的不同之处在于：卷制体1200内的透镜体1201呈四棱柱形。

实施例13

如图27所示，本实施例是电磁波透镜及电磁波透镜生产方法，卷制体1300呈圆柱体，是由1件带状料从其中部起卷而成。因应起卷的位置，本实施例的带状料1301其介质分布区1302是由2个相同的三角形形态的子介质分布区1303、1305构成，这2个三角形形态的子介质分布区1303、1305它们的三角状区域互相靠近在一起，如图28所示，这相当于介质分布区在带状料1301的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料1301的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布。本实施例中，属于不同透镜体的介质分布区它们的中心均过一轴线，该轴线称为起卷轴线1304，起卷轴线1304与带状料1301的纵向垂直，而介质分布区1302它的中心是指其在带状料1301的纵向和横向上介电常数均最高的位置点。由于1件带状料从其中部起卷可被看成是2件较短的带状料同时起卷，因此在相同的介电常数阶跃分层厚度情况下，这样的带状料的卷制长度大约只需要单件带状料从其一端起卷时的1/2，此时带状料上的介质分布区的纵向上的比例也将变为单件带状料时的1/2左右，而横向上的比例不变。1件带状料从其中部起卷的方式，在同样的卷制体直径目标下，将能有效缩短卷制所需的时间。从起卷轴线1304开始向带状料1301的两端同时起卷，卷制过程保持沿带状料1301的纵向方向，直至所有介质分布区1302都被卷入且每个介质分布区1302由此在所制得的卷制体1300内部形成对应的呈球形的透镜体，则此时在透镜体内所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。

实施例14

如图29所示，本实施例是电磁波透镜及电磁波透镜生产方法，卷制体1400呈圆柱体，是由3件带状料1401同时起卷而成。3件带状料1401各自的介电常数高的一端共同接触组合在一起，然后以它们的共同接触结构的中轴线作为起卷轴线而同时起卷全部带状料。本实施例的带状料其各自的介质分布区是三角形形态分布的，且是3件带状料1401同时起卷的。在相同的介电常数阶跃分层厚度情况下，每件带状料1401的卷制长度大约只需要单件带状料时的1/3，此时每件带状料1401上的介质分布区的纵向上的比例也将变为单件带状料时的1/3左右，而横向上的比例不变。多件带状料同时卷制的方式，在同样的卷制体直径目标下，将能有效缩短卷制所需的时间。而此时对于单件带状料的介质分布区而言，介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料是按照介电常数单调变化而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布。当带状料卷制成卷制体后，在卷制体内将形成有呈球形的透镜体，并且在透镜体内所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。

实施例15

如图30所示，本实施例是电磁波透镜及电磁波透镜生产方法，卷制体1500呈圆柱体，是由2件相同规格的带状料1501、1502同时起卷而成。2件带状料1501、1502各自的介质分布区的中心共同接触组合在一起，然后以它们的共同接触结构的中轴线作为起卷轴线而同时起卷全部带状料，介质分布区它的中心是指其在带状料的纵向和横向上介电常数均最高的位置点。与实施例13的类似，本实施例的单件带状料其介质分布区是由2个三角形形态的子介质分布区构成，这2个三角形形态的子介质分布区它们的三角状区域互相靠近在一起，这相当于介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布。但由于是2件带状料1501、1502从各自的中部同时起卷，因此在相同的介电常数阶跃分层厚度情况下，每件带状料的单边卷制长度大约只需要单件带状料时的1/4，此时每件带状料上的介质分布区的纵向上的比例也将变为单件带状料时的1/4左右，而横向上的比例不变。当带状料1501、1502卷制成卷制体1500后，在卷制体内将形成有呈球形的透镜体，并且在透镜体内所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。

实施例16

如图31所示，本实施例是电磁波透镜，卷制体1600呈圆柱体，是由1件带状料1601从其中部起卷而成。因应起卷的位置，本实施例的带状料1601其介质分布区1604是由2个相同的矩形形态的子介质分布区1602、1603构成，这2个矩形形态的子介质分布区1602、1603它们的矩形状区域互相靠近在一起，如图32所示，这相当于介质分布区1604在带状料1601的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料1601的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布。当带状料1601卷制成卷制体1600后，在卷制体1600内将形成有呈圆柱形的透镜体，并且在透镜体内所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的。

实施例17

如图33所示，本实施例是透镜天线，包括实施例9的电磁波透镜1700和1个天线振子1701。天线振子1701处于电磁波透镜的卷制体的外周，且固定在卷制体的非透镜部位上。此时天线振子1701与透镜体1702之间具有预先设计的相对位置和距离。

实施例18

如图34所示，本实施例是透镜天线，包括实施例6的电磁波透镜1800和3个天线振子1801。3个天线振子1801、1802、1803处于通孔1804的内部且固定在电磁波透镜的卷制体的非透镜部位上。此时天线振子1801、1802、1803与对应的透镜体1805、1806、1807之间具有预先设计的相对位置和距离。

Claims (38)

1.电磁波透镜，其特征是：是由带状料卷制而成的卷制体；在所述带状料的表面和/或内部分布有介质材料，所述介质材料在带状料的横向和纵向上都存在介电常数的渐变；在将带状料卷制成卷制体后，介质材料分布在卷制体的内部的至少一个人为预定的立体空间范围内，该分布有介质材料的立体空间范围称为透镜体；卷制体的透镜体以外的部位称为非透镜部位；卷制体带有或不带有非透镜部位；透镜体内的介电常数不低于非透镜部位的介电常数；在所述透镜体内，所有的由内至外方向介电常数都是越来越低的，所述的由内至外方向是指从透镜体的中心区域指向透镜体的边界。

2.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：在只有1个透镜体的情况下，透镜体的中轴线与卷制体的中轴线重合或与卷制体的中轴线平行；在有2个或2个以上透镜体的情况下，这些透镜体沿卷制体的中轴线方向排列或者沿平行于卷制体的中轴线方向排列。

3.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：在有2个或2个以上透镜体的情况下，这些透镜体沿卷制体的周向排列。

4.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述透镜体的体积在 500mm³～2m³之间。

5.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述带状料的厚度是恒定的，在0.01～15mm之间。

6.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述带状料由轻质的发泡材料制成，发泡材料的密度在0.005～0.1g/cm³范围内。

7.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：先任由卷制体的横截面的中央部预留有管型空腔，后再在管型空腔中以棒形件进行填充；在棒形件须经过透镜体时，棒形件的经过透镜体的部位上具有与透镜体相匹配的介电常数分布。

8.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：卷制体的中央部设有用于带状料起卷及卷制的轴件，轴件的中轴与卷制体的中轴相重合或几乎重合；在轴件须经过透镜体时，轴件的经过透镜体的部位上具有与透镜体相匹配的介电常数分布。

9.如权利要求8所述的电磁波透镜，其特征是：所述轴件以高介电常数材料制成并以空穴结构来降低目标部位的相对介电常数。

10.如权利要求9所述的电磁波透镜，其特征是：所述的空穴结构是由去除材料工艺加工后形成的孔，或者是3D打印轴件时预先规划的无材料的空间。

11.如权利要求8所述的电磁波透镜，其特征是：轴件的两头作为电磁波透镜的固定端。

12.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述卷制体呈圆柱体或呈椭圆柱体或呈棱柱体或呈胶囊状柱体或呈球体或呈管体。

13.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述透镜体呈球形或呈橄榄球形或呈圆柱形或呈棱柱形。

14.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：在有2个或以上透镜体的情况下，这些透镜体的大小互不相同。

15.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：在有2个或以上透镜体的情况下，这些透镜体的形状互不相同。

16.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述卷制体的卷层数n在3≤n≤2000。

17.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述介质材料是分布在带状料的一个表面上或者是两个表面上。

18.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述介质材料是从带状料的一个表面或两个表面进入而分布到带状料的内部。

19.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述介质材料是具有特定/不特定形状的薄片或者是具有特定长度的纤维或者是具有特定/不特定形状的立体件。

20.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述介质材料先附于低介电常数的薄膜上再将这样的薄膜附到带状料的表面。

21.如权利要求20所述的电磁波透镜，其特征是：薄膜在带状料的纵向上或者在带状料的横向上分成多段后再粘附到带状料的表面上。

22.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：当介质材料是具有特定长度的纤维或者是具有特定/不特定形状的立体件时，介质材料整体或者部分地插入到或嵌入到带状料内。

23.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：当透镜体呈球形时，此时介质材料在整个透镜体内的分布符合龙伯透镜的经典模型的阶跃逼近规律。

24.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述卷制体是由1件带状料从其一端起卷而成，或者是由1件带状料从其中部起卷而成。

25.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述卷制体是由2件或以上的带状料将它们各自的一端组合在一起后再同时起卷而成，或者是由2件或以上的带状料将它们各自的中部位置组合在一起后再同时起卷而成。

26.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述介质材料是以材质分布规律或密度分布规律或材质分布规律与密度分布规律的结合而分布在透镜体内的。

27.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：在所述透镜体内分为若干介电常数阶跃分层，介电常数值较低的介电常数阶跃分层完全包裹着介电常数值较高的介电常数阶跃分层，相邻的介电常数阶跃分层它们各自的介电常数值是阶跃的，对于透镜体而言由内至外方向介电常数都是阶跃地越来越低的。

28.如权利要求27所述的电磁波透镜，其特征是：将带状料展开，介质材料是分布在带状料的一个特定的平面区域上的，这样的一个特定平面区域称为介质分布区；介质分布区被划分为若干子分布区，介电常数较高的子分布区是被介电常数较低的子分布区所半包围着或全包围着的，当带状料被卷起自最高介电常数所在的子分布区，此后在所形成的透镜体内每个子分布区就是对应形成为一个介电常数阶跃分层。

29.如权利要求28所述的电磁波透镜，其特征是：所述介质分布区为三角形形态或矩形形态。

30.如权利要求1所述的电磁波透镜，其特征是：所述卷制体的卷层之间有胶黏层，或在卷制体的外部设有包裹层。

31.如权利要求30所述的电磁波透镜，其特征是：所述包裹层是热缩性的。

32.一种电磁波透镜生产方法，其特征是：包括以下步骤：S100：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数单调变化而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；S150：沿带状料的纵向方向从带状料的介电常数高的一端起卷，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；所述的带状料的介电常数高的一端同时也是带状料的实体端；S190：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

33.一种电磁波透镜生产方法，其特征是：包括以下步骤：S200：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；属于不同透镜体的介质分布区它们的中心均过一轴线，该轴线称为起卷轴线，所述起卷轴线与带状料的纵向垂直；所述的介质分布区它的中心是指其在带状料的纵向和横向上介电常数均最高的位置点；S250：从起卷轴线开始向带状料的两端同时起卷，卷制过程保持沿带状料的纵向方向，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；S290：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

34.一种电磁波透镜生产方法，其特征是：包括以下步骤：S300：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数单调变化而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；带状料的介电常数高的一端同时也是带状料的实体端；相同规格的本步骤的带状料制备有S件，S≥2；S350：将这些带状料各自的介电常数高的一端共同接触组合在一起，然后以它们的共同接触结构的中轴线作为起卷轴线而同时起卷全部带状料，卷制过程保持沿各带状料自身的纵向方向，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；S390：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

35.一种电磁波透镜生产方法，其特征是：包括以下步骤：S400：在带状料上为每一个透镜体设置对应的介质分布区，属于同一透镜体的介质分布区在带状料的纵向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布，且在带状料的横向方向上介质材料按照介电常数中间高两边单调变低而分布；在同一带状料上，属于不同透镜体的介质分布区它们的中心均过一轴线，该轴线称为起卷轴线，所述起卷轴线与带状料的纵向垂直；所述的介质分布区它的中心是指其在带状料的纵向和横向上介电常数均最高的位置点；相同规格的本步骤的带状料制备有P件，P≥2；S450：将这些带状料各自的介质分布区的中心共同接触组合在一起，然后以它们的共同接触结构的中轴线作为起卷轴线而同时起卷全部带状料，卷制过程保持沿各带状料自身的纵向方向，直至所有介质分布区都被卷入且每个介质分布区由此在所制得的卷制体内部形成对应的人为预定立体形状的透镜体；S490：在卷制过程中或卷制完成后固定各卷层。

36.一种透镜天线，包括天线振子，其特征是：还包括权利要求1所述的电磁波透镜，在权利要求1所述的电磁波透镜上形成有非透镜部位；所述天线振子固定在所述非透镜部位上。

37.如权利要求36所述的一种透镜天线，其特征是：天线振子处于卷制体的外周。

38.如权利要求36所述的一种透镜天线，其特征是：天线振子是被放置到卷制体的内部且处于非透镜部位。

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