CN1759505A - 椤勃透镜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有单层结构或多层结构的椤勃透镜，该多层结构包括具有不同的介电常数的两个或多个层的组合，所述椤勃透镜是这样生产的：将聚链烯烃树脂和/或其衍生物与介电常数大的无机填充剂以99～50∶1～50的容积比混合；将发泡剂加入所得到的树脂混合物中，预先膨胀所得到的混合物为预先膨胀的小球，和模制所述预先膨胀的小球；其中该预先膨胀的小球；形成至少介电常数为1.5或更大的膨胀的介电质层，该预先膨胀的小球要进行分类和选择，其中f(A)的值由式子f(A)＝σa/Aave所表达，其中σa为在该膨胀层中，气体的容积率Ar的偏差，Aave为在该膨胀层中满足关系0.0005≤f(A)≤0.1的位置上，气体的容积率Ar的平均值。
Description
技术领域
本发明涉及用于发送和接收电磁波和具有满意的电气特性的椤勃透镜及该透镜的制造方法。
背景技术
例如，在日本未审查的专利申请公报3-179805、5-334934、6-6126、8-167811、9-130137和2002-197923号与日本审查专利中请公报56-17767号中公开了一个微波的已知的介电质的透镜。
在这些已知的技术中，日本未审查的专利申请公报3-179805号公开了由非泡沫介电质构成的透镜。日本审查的专利申请公报56-17767号公开了由泡沫介电质构成的透镜。另外，日本审查的专利申请公报56-17767号和日本未审查的专利申请公报5-334934、6-6126、8-167811、9-130137和2002-197923号中公开了包括填充剂的泡沫的介电质。
接收或发送天线主要要求的电气特性为：(1)增益(或G/T＝增益/(噪声)温度)，和(2)旁瓣。特别用作多束天线或移动通讯用天线的椤勃透镜天线需要不论电磁波的方向如何要求具有相同的焦距，相同的增益(或G/T)和相同的旁瓣特性。
上述特性(1)和(2)中的旁瓣特性更重要，因为它们特别容易受到相邻的卫星和其他附近的天线的影响，或影响其他天线。例如接收天线的旁瓣电平需要等于或小于(1)日本电子工业协会(EIAJ)CPR-5101A或(2)国际电信联盟R(ITU-R)推荐(用于接收广播卫星系统(BSS))的值。
旁瓣可以说是噪声，并且其功率为主电子束的1/100或更小。因此，该旁瓣容易受到天线的各种因素的影响。特别是，在电磁波通过它发送的透镜天线中，旁瓣受到构成该透镜的层的介电常数微小变化的明显影响。
在椤勃透镜中，控制诸如旁瓣一类的天线模式更困难。椤勃透镜由介电常数(ε)为1～2的介电质构成，并且为了达到这种介电常数，必需包括诸如空气一类的气体。该气体是通过发泡包括进去的。在该透镜中的任何位置上，必需控制发泡均匀。然而，因为发泡剂的分散，加热厚的透镜的热均匀性和树脂熔融的粘度，很难制造旁瓣均匀的椤勃透镜。
特别是在介电质由三种成分组成的一种复合介电质构成的情况下，如在本发明中，该三种成分为链烯烃树脂，介电常数大的无机填充剂和气体，通过混合这些成分，生产在任何位置都具有均匀的介电常数的介电质复合材料非常困难。因为这些成分的介电常数变化大，分别为2～3、100或更大，和1。由于这种困难与控制发泡的困难综合，因此很难生产从任何方向，电磁波都具有满意的旁瓣特性的满意的椤勃透镜。
如果增大椤勃透镜的尺寸，则增益增大，可以得到尖锐的电子束，这样容易满足旁瓣的特定的值。然而，考虑到天线的安装地方和容易安装，必需减小椤勃透镜的尺寸。需要一种紧凑和可满足所要求的电气特性的一种通用的天线。
在所述专利公报等中公开的已知透镜分为没有填充剂的透镜和包括填充剂的透镜。这些透镜的缺点如下。
(没有填充剂的透镜)
典型的椤勃透镜是由通过使聚苯乙烯(PS)发泡制备的多个发泡的介电质层构成的。然而，在这种透镜中，PS的介电常数为2.5，每一个层的介电常数为1～2，因此，膨胀比低。具体地说，当介电常数为1.2或更大时，膨胀比为5或更小。当介电常数为1.4或更大时，膨胀比为3或更小。当介电常数为1.65时，膨胀比为2或更小。这样，膨胀比非常低。一般，典型的发泡产品的膨胀比为20～50倍。当膨胀为5或更小时，难以进行成形。因此，在如上所述的这种低膨胀比下，很难生产均匀地发泡的产品。为了通过综合在这种低的膨胀比下发泡的介电质层构成椤勃透镜，必需以0.1倍的精度控制每一层的膨胀比。因此，要达到设计的介电常数非常困难。
在各种泡沫成形方法中的小球成形方法中，事先准备预先膨胀的小球。在膨胀比低的PS发泡材料的情况下，在这种步骤中，小球只是轻微地发泡。这样，很难生产具有均匀的膨胀比的小球，这时可生产范围从非泡沫的小球至膨胀比为10或更大的发泡小球的膨胀比分布宽广的各种小球。因此，不能生产均匀的透镜。
另外，当膨胀比为2或更小时，形成一定的形状极其困难。几乎不可能生产具有均匀的电气特性和相对的介电常数为1.7或更大的层。因此，很少生产具有均匀的电气特性和介电常数为1.7或更大的层。
考虑到这种情况，在一些已知的没有填充剂的透镜中，设计中间层，使其具有较大的介电常数，以便增加具有较大的介电常数的层的膨胀比，使介电常数(ε)为1～1.7而不是1～2。这种设计对增益和旁瓣有不利影响，结果不能生产出具有满意的电气特性的透镜。
关于具有介电常数为1.7或更大的层，有这样的情况：利用粘接剂粘接PS小球，或利用粘接剂粘接PS小球和玻璃纤维或小球的混合物制造该层。利用这种方法，由于在该小球之间有介电常数为2或更大的粘接剂，因此，介电常数的均匀性受到很大的损害。另外，由于一般粘接剂的tanδ(介电损失)大，和造成发送损失，因此只能生产具有低的电气特性的透镜。
在用这种困难方法生产的透镜的情况下，产量自然低，造成成本增加。
另外，由发泡的PS构成的椤勃透镜的缺点是，因为PS的发泡比极低，造成质量大(即变得沉重)。
(包括填充剂的透镜)
在上述没有填充剂的透镜的问题中，在减小重量和生产介电常数为1.7或更大的层方面，提出的方法是加入诸如氧化钛一类的填充剂(参见日本未审查的专利申请公报6-6126号)。
然而，利用这种方法，虽然理论上可以增加膨胀比，以达到减小重量和生产介电常数为1.7或更大的层，但要实际上生产在旁瓣和增益变化方面可以满意地使用的椤勃透镜仍然困难。其理由为，利用三种成分-链烯烃树脂，介电常数大的无机填充剂和气体，不能制造具有均匀的电气特性的介电质复合材料，因为它们的相对密度：0.9，4～5的大的差别使得难以均匀地混合这些成分，和因为造成不均匀的电气特性的不均匀的混合是由这些成分的相对的介电常数的大的差别造成的。即：链烯烃树脂，无机填充剂和气体的介电常数分别为2～3,100或更大和1。结果，不能提供电气特性均匀的介电复合材料。
如上所述，以高的精度控制膨胀比很困难。在该包括填充剂的系统中，由于不是气体的成分的介电常数非常大，因此由于发泡的变化引起的介电常数的变化大，这样，低膨胀比的小的变化，与没有填充剂的系统比较，都可造成介电复合材料的介电常数的不可比较地大变化。
另外，在包括填充剂的系统中，与在没有填充剂的系统的情况比较，更难进行均匀的发泡，因为在发泡过程中产生的薄的树脂薄膜中存在填充剂片断，容易产生泡沫断裂。
简短地说，利用已知的技术，难以生产具有均匀的电气特性的包括填充剂的发泡产品，特别是，膨胀比低的包括填充剂的发泡产品，因为在该包括填充剂的系统中，与在没有填充剂的系统中的情况比较，难以得到均匀的介电质；另外，与非泡沫产品的情况比较，利用泡沫产品难以得到均匀的介电质。
发明内容
因此，本发明的目的是要提供一种满足增益和旁瓣特性要求的，重量轻和特性均匀性高，由于大量生产成本可降低的椤勃透镜。
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有单层结构或多层结构的椤勃透镜，该多层结构包括具有不同的介电常数的多个层，其中，相应的结构是这样生产的：将聚链烯烃树脂和/或其衍生物与介电常数大的无机填充剂混合，使该聚链烯烃树脂和/或其衍生物与填充剂的容积比为99～50∶1～50；将发泡剂加入所得到的树脂混合物中，然后进行初始膨胀；和模制所得到的预先膨胀的小球；其中，利用该预先膨胀的小球；形成至少介电常数为1.5或更大的发泡的介电质层，该预先膨胀的小球要进行分类和选择，使得f(A)满足表达式0.0005≤f(A)≤0.1，式中f(A)用式子f(A)＝σa/Aave表示，σa为在该发泡介电质层中，气体的容积率Ar的偏差，Aave为在该发泡的介电质层中的位置上，气体的容积率的平均值Ars。
介电常数大的无机填充剂包括氧化钛，钛酸盐，锆酸盐或其混合物。钛酸盐优选为钛酸钡，钛酸锶，钛酸钙或钛酸镁。锆酸盐用于精细地调节氧化钛的介电常数和用于通过与氧化钛混合，调节氧化钛的温度依赖关系。
该预先膨胀的小球用于构成介电常数为1.5或更大的所述发泡的介电质层，所述预先膨胀的小球可使用重力分离或尺寸分类进行分类。
椤勃透镜利用下述方法生产，该方法包括下列步骤：将聚链烯烃树脂和/或其衍生物与介电常数大的无机填充剂混合，使该聚链烯烃树脂和/或其衍生物与填充剂的容积比为99～50∶1～50；将发泡剂加入所得到的树脂混合物中，然后进行预先膨胀；利用重力分离或尺寸分类，对所得到的预先膨胀的小球进行分类；和将分类的预先膨胀的小球作成一定形状。本发明也提供了这种生产方法。成形是利用小球泡沫成形方法进行的。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的透镜的横截面图；
图2为根据本发明的另一个实施例的透镜的横截面图；
图3表示评估性能的测试方法；
图4表示包括填充剂的发泡小球的密度分布；
图5-1～5-8每一个图表示由重力分离分类的每一组的密度分布；
图6-1～6-8中的每一个图表示根据重量和尺寸分类区分的每一组的密度分布；
图7表示设计椤勃透镜的介电常数的设计概念。
具体实施方式
现根据附图说明本发明的椤勃透镜的实施例。在图中，相同的符号表示相同的零件。不进行重复的冗长的说明。图中的尺寸的比例不总是与相应的图中所示的实际物体的尺寸比例相同。
在图1中，设计一个球形的多层椤勃透镜1，使其在任何部分的介电常数满足下式ε＝z-(r/R)2(参见图7，式中r-半球形核心1a的半径，R-不同直径的半球形核心1b-n的半径)。一个电磁波天线包括椤勃透镜1，位置可调节的主要馈电器2，夹持该主要馈电器2的夹持器3，和发送电磁波的盖4。该夹持器3可以可调节仰角。
图2表示与一个反射电磁波的反射板6综合的一个半球形椤勃透镜5。这个电磁波透镜也与一个主要馈电器和在一个预先确定的位置夹持该馈电器的一个夹持器，(在图中没有表示)综合，以形成一个天线。
图1和图2所示的椤勃透镜1和5中的每一个是如下这样制造的：由将聚链烯烃树脂和/或其衍生物与上述介电常数大的无机填充剂混合制备的树脂混合物制造预先膨胀的小球，该聚链烯烃树脂和/或其衍生物与填充剂的容积比为99～50∶1～50。将该预先膨胀的小球作成介电质层。将得出的介电质层(在图1中为二个半球形核心1a和每一个不同直径的半球形外壳1b-1～1b-n中的二个；在图2中为半球形核心5a和不同直径的半球形外壳5b-1～5b-n)综合，形成椤勃透镜。关于至少是介电常数大于1.5的介电质层，利用经过分类选择的该预先膨胀的小球作为材料，使由上述式子f(A)＝σa/Aave表示的f(A)满足表达式0.0005≤f(A)≤0.1。如果填充剂的含量为50体积％或更多，则会产生泡沫断裂，从而使在所希望的膨胀比时达到发泡困难。
利用泡沫小球成形方法生产泡沫介电质。
小球成形方法包括：生产包括发泡剂的树脂小球；在预定的膨胀比下，使所得到的树脂小球发泡，以形成预先膨胀的小球；将该预先膨胀的小球装入模型中；和将蒸汽通入该模型中，通过加热进行发泡。通过使用蒸汽加热，即使当模制厚的产品时，因为蒸汽通入小球之间，可以均匀地加热该小球，这样可以均匀地成形。
下面将说明生产本发明的椤勃透镜的方法。
(I)使用的材料：
(1)树脂
可以使用诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)一类的聚链烯烃树脂中的任何一种。这些树脂的tanδ小，可以用于形成发泡的小球。
(2)填充剂
可以使用介电常数大的任何无机填充剂。特别是由于其介电常数大，最好使用氧化钛(TiO2)，钛酸盐、锆酸盐或其混合物。在钛酸盐中，钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钙(CaTiO3)和钛酸镁(MgTiO3)是适合的。
(3)气体
可以使用空气作为要用的气体。然而，该气体不是仅限于空气。
(II)生产过程
(1)发泡小球形成步骤
1)将树脂与填充剂混合
按预先确定的比值，揉搓聚链烯烃树脂和介电常数大的无机填充剂。将所得到的混合物作成由浓率(分布密度)基本上均匀的树脂和介电常数大的无机填充剂的混合物构成的小丸。为了进行分类，该介电常数大的无机填充剂的浓度要求均匀。该浓度相对于设计浓度在+/-0.5％的范围内较好，更好是在+/-0.1％范围内。树脂和填充剂的混合利用诸如双轴或单轴的挤压机、混合器、捏和机或班伯里密炼机一类的混合装置进行。
每一个小丸的尺寸为所用的电磁波的波长的1/4或更小较好，更好是1/10或更小。
2)预先膨胀(充气体)
将所得到的小丸装入一个发泡箱中。将气体喷入溶剂中，当在高温和高压下封入该小丸中。该小丸和气体均匀地在该溶剂中混合到可能的程度，以便使封入的气体量为常数。
项目1)和2)的步骤可以同时进行。在这种情况下，聚链烯烃单体，聚合促进剂和填充剂在溶剂中均匀地分散，并且当进行聚合时，进行充气体，使得形成预先膨胀的小球。
(2)分类和选择步骤
根据重力分离或尺寸/重量分类将所得到的预先膨胀的小球分类，以得到具有目标密度和密度分布的小球。下面将说明一种具体的分类方法。
(3)成形步骤
将该预先膨胀的小球装入一个金属模型中。将加热用的蒸汽通入该金属模型中，利用成形机将该小球发泡和融合成为产品形状。在这个步骤中，在成形以前，可以利用初始压力装置根据需要调节该小球的发泡程度。
(4)干燥步骤
所得到的产品在干燥室中，在40～60℃下进行干燥。
下面将说明包括填充剂的预先膨胀的小球的分类的实验结果。
1)重力分离
密度分布如图4所示(使用空气作为该气体)的预先膨胀的小球，利用Cimbria HEID GmbH制造的GA100重力分离机，在下列条件下分类成8种形式：振动为30次/分，空气流量为25L/min，倾斜角度为A5.0°，小球的送进速度为9kg/min。图5表示在每一个分类批量中，该小球的密度分布。
2)尺寸分类
生产填充剂含量基本上固定不变和重量变化很小的预先膨胀的小球。通过具有不同孔尺寸的筛网(根据日本工业标准网眼2.48、2.38、2.28、2.18、2.08、1.98和1.88)对所得到的小球进行分类。图6表示在每一个分类批量中的小球的密度分布。在表中的比较例1中，小球不分类。在比较例12中，工作性能很差，因为每一个小球的比重是利用甲醇方法测量的。
实验结果表明，分类和选择可以大大减小在发泡步骤中产生的，最难控制的，和使介电常数不均匀的气体容积率的变化。
现在说明根据本发明的透镜的例子。
利用双轴式挤压机揉搓由Sumitomo化学公司制造的PP和由Otsuka化学公司制造的CaTiO3。在揉搓后，利用制丸机将所得到的树脂混合物基本上均匀地切成每一个长度为2mm的小丸。
在由树脂混合物构成的所得到的小丸中，聚丙烯(PP)与CaTiO3的重量比，即PP/CaTiO3为50/50；并且变化在0.3重量％以内。
其次，将所得到的小丸装入一个发泡箱中。将CO2封入该小丸中。然后进行预先膨胀。所得到的预先膨胀的小球，利用尺寸分类或重力分离进行分类。利用初始压力装置，将初始压力加在准备的预先膨胀的小球上。将所得到的小球装入一个金属模型中。将蒸汽通入该金属模型进行发泡。
利用8个金属模型生产8种形式的发泡的介电质片断(一对彼此面对和放置在中心的半球形体，和7对半球形外壳；每一对外壳与另一对外壳的形式和形状不同，这些外壳层叠在内侧体的外侧上)。这些发泡的介电质片综合成直径为450mm的一个球形的椤勃透镜。对于介电常数为1.5或更小的层，可以使用不进行分类的预先膨胀的小球。
如图3所示，将该所得到的球形的椤勃透镜1，接收天线A和发送天线B放置在一个无回声的室中。测量椤勃透镜1的增益，增益的变化和天线模式(旁瓣等)。下表表示结果。
表1
| 分类 | 生产的椤勃 | ||||||||||
| 方法 | 分类程度 | 时间 | 混合 | f(A) | 增益[dB] | 旁瓣 | 工作性能(成本) | ||||
| 最大 | 变化 | 32-25 | 29-25 | ||||||||
| 1 | 比较例子 | 无 | 0.210 | 26.3 | ±3.0 | F | F | P | |||
| 2 | 例子 | 尺寸 | 0.2mm | 1 | 无 | 0.020 | 32.5 | ±1.0 | P | F | P |
| 3 | 例子 | 尺寸 | 0.1mm | 1 | 无 | 0.015 | 33.1 | ±0.8 | P | F | P |
| 4 | 例子 | 尺寸 | 0.1mm | 2 | 无 | 0.008 | 33.5 | ±0.2 | P | P | P |
| 5 | 例子 | 尺寸 | 0.1mm | 3 | 无 | 0.002 | 33.8 | ＜±0.2 | P | P | P |
| 6 | 例子 | 尺寸 | 0.1mm | 5 | 无 | 0.0008 | 34.0 | ＜±0.2 | P | P | G |
| 7 | 例子 | 尺寸 | 0.05mm | 5 | 无 | 0.0006 | 34.0 | ＜±0.2 | P | P | G |
| 8 | 例子 | 尺寸 | 0.2mm | 1 | 已混合(邻近峰值) | 0.08 | 32.0 | ±1.3 | P | F | P |
| 9 | 例子 | 尺寸 | 0.1mm | 1 | 已混合(邻近峰值) | 0.020 | 32.8 | ±1.0 | P | F | P |
| 10 | 例子 | 尺寸 | 0.1mm | 2 | 已混合(邻近峰值) | 0.015 | 33.3 | ±0.5 | P | F | P |
| 11 | 比较例子 | 尺寸 | 0.2mm | 1 | 已混合(非邻近峰值) | 0.12 | 31.5 | ±1.5 | F | F | P |
| 12 | 比较例子 | 测量每一个小球的密度 | 0.0004 | 34.0 | ＜±0.2 | P | P | F | |||
| 13 | 例子 | 重力 | 6 | 1 | 无 | 0.019 | 32.5 | ±1.0 | P | F | P |
| 14 | 例子 | 重力 | 8 | 1 | 无 | 0.015 | 33.1 | ±0.8 | P | F | P |
| 15 | 例子 | 重力 | 12 | 1 | 无 | 0.008 | 33.5 | ±0.2 | P | P | P |
| 16 | 例子 | 重力 | 12 | 1 | 已混合(邻近峰值) | 0.014 | 33.2 | ±0.6 | P | F | P |
方法：术语“尺寸”代表尺寸分类，术语“重力”代表重力分类。
分离程度：在尺寸分类中，数值表示筛网孔的尺寸。在重力分离中，数值表示分类的组数(分类的批数)。
混合：术语“邻近峰值”表示密度最接近目标密度和比目标密度高的小球组。和密度最接近目标密度和比目标密度低的小球组以预先确定的比值混合，以调节密度。术语“非邻近峰值”表示密度第二个最接近目标密度和比它高的小球组和密度第二个最接近目标密度和比它低的小球组以预先确定的比值混合，以调节密度。
旁瓣：在第一个设计例子中，旁瓣的超过值根据EIAJ CPR-5104A，在相对于规定值32-25logφ10％以内；或根据ITU-R推荐的规定值在20-25logφ的10％以内。
工作性能(成本)：该过程具有工业生产率，P为通过，G为好，F为失败。
该表表示，当进行预先膨胀的小球的分类和选择，和由式子f(A)＝σa/Aave表示的f(A)满足表达式0.0005≤f(A)≤0.1时，可以制造具有高增益，稳定性和低旁瓣，并且满足接近天线的严格要求的电磁波透镜。
工业上的适用性
如上所述，为了改善介电常数的均匀性，可使至少在介电常数为1.5或更大的介电质发泡层中使气体的含量均匀。因此，可以提供具有高增益和低旁瓣的椤勃透镜。特别是在旁瓣方面，可以提供偏移小，可以充分满足接收天线需要的严格的推荐值的透镜。
因为高增益和低旁瓣，G/T特性也改善。
另外，达到高的均匀性，因此可以保证多束天线主要需要的特性，即不变化的增益，旁瓣和从任何方向的电磁波焦距。
加入介电常数大的无机填充剂，并且增加膨胀比，因此可以提供重量轻的透镜。
另外，根据本发明，可以使用通用的小球成形机，有效地进行成形，可以进行生产量高的大量生产，产量高，透镜的成本降低。
Claims (5)
1.一种具有单层结构或多层结构的椤勃透镜，该多层结构包括具有不同的介电常数的多个层，其特征为，相应的结构是这样生产的：将聚链烯烃树脂和/或其衍生物与介电常数大的无机填充剂混合，使该聚链烯烃树脂和/或其衍生物与填充剂的容积比为99～50∶1～50；将发泡剂加入所得到的树脂混合物中，然后进行初始膨胀；和模制所得到的预先膨胀的小球；其中，利用该预先膨胀的小球；形成至少介电常数为1.5或更大的发泡的介电质层，该预先膨胀的小球要进行分类和选择，使得f(A)满足表达式0.0005≤f(A)≤0.1，式中f(A)用式子f(A)＝σa/Aave表示，σa为在该发泡介电质层中，气体的容积率Ar的偏差，Aave为在该发泡的介电质层中的位置上，气体的容积率的平均值Ars。
2.如权利要求1所述的椤勃透镜，其特征为，介电常数大的无机填充剂包括氧化钛，钛酸盐，锆酸盐或其混合物。
3.如权利要求2所述的椤勃透镜，其特征为，钛酸盐为钛酸钡，钛酸锶，钛酸钙或钛酸镁。
4.如权利要求1或2所述的椤勃透镜，其特征为，介电常数为1.5或更大的该发泡的介电质层，使用由重力分离或尺寸分类进行分类的预先膨胀的小球形成。
5.生产满足权利要求1所述的要求的椤勃透镜的方法，该方法包括下列步骤：
将聚链烯烃树脂和/或其衍生物与介电常数大的无机填充剂混合，使该聚链烯烃树脂和/或其衍生物与填充剂的容积比为99～50∶1～50；
将发泡剂加入所得到的树脂混合物中，然后进行预先膨胀；
利用重力分离或尺寸分类，对所得到的预先膨胀的小球进行分类和选择；和
将分类和选择的预先膨胀的小球作成一定形状。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101061162B (zh) * | 2004-09-10 | 2010-05-05 | 株式会社Jsp | 用于形成介电材料的膨胀聚丙烯珠以及由其形成的介电透镜元件 |
| GB2497328A (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-12 | Canon Kk | Method of making a dielectric material with a varying permittivity |
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Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3099045A (en) * | 1960-06-01 | 1963-07-30 | American Can Co | Method and apparatus for molding preexpanded plastic beads |
| GB947238A (en) * | 1961-10-03 | 1964-01-22 | Fairey Eng | Spherical microwave lens |
| JPH03179805A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-05 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体レンズアンテナ用複合材料 |
| US5267845A (en) * | 1992-05-13 | 1993-12-07 | Polysource, Inc. | Apparatus for manufacturing expandable polystyrene (EPS) pellets |
| JPH05334934A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体の製造方法 |
| JPH066126A (ja) * | 1992-06-19 | 1994-01-14 | Murata Mfg Co Ltd | 厚肉樹脂レンズアンテナの製造方法 |
| JPH0722834A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Murata Mfg Co Ltd | アンテナ用誘電体レンズ及びその製造方法 |
| JPH08167811A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-06-25 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体レンズ及びその製造方法 |
| JP3480153B2 (ja) * | 1995-10-27 | 2003-12-15 | 株式会社村田製作所 | 誘電体レンズおよびその製造方法 |
| DE19619892A1 (de) * | 1995-12-09 | 1997-06-12 | Gefinex Gmbh | Verbundmaterial aus Kunststoff |
| EP0963827B1 (en) * | 1998-06-11 | 2002-10-23 | Jsp Corporation | Molded article of foamed and expanded beads of propylene resin |
| JP2001229735A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Achilles Corp | 複合誘電発泡体及びその製造方法 |
| JP2001250423A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Achilles Corp | 耐熱性誘電発泡体 |
| JP2001279014A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Achilles Corp | 改良された寸法安定性を有する誘電発泡成形品 |
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| JP3664094B2 (ja) * | 2000-10-18 | 2005-06-22 | 株式会社村田製作所 | 複合誘電体成形物、その製造方法、およびそれを用いたレンズアンテナ |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110733155A (zh) * | 2018-07-20 | 2020-01-31 | 卡西欧计算机株式会社 | 造形物的制造方法 |
| WO2021047006A1 (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 佛山市粤海信通讯有限公司 | 电磁介质材料及电磁介质材料生产方法 |
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