ES2200597T3 - Dispositivo de enfoque que comprende una lente luneberg incluyendo un volumen homogeneo de material dielectrico y procedimiento para fabricacion de dicha lente. - Google Patents
Dispositivo de enfoque que comprende una lente luneberg incluyendo un volumen homogeneo de material dielectrico y procedimiento para fabricacion de dicha lente.Info
- Publication number
- ES2200597T3 ES2200597T3 ES99973357T ES99973357T ES2200597T3 ES 2200597 T3 ES2200597 T3 ES 2200597T3 ES 99973357 T ES99973357 T ES 99973357T ES 99973357 T ES99973357 T ES 99973357T ES 2200597 T3 ES2200597 T3 ES 2200597T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- volume
- grains
- lens
- outer layer
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
- H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Dispositivo de enfoque que comprende una lente (2, 20) tipo Luneberg, que comprende un volumen homogéneo de material dieléctrico, que comprende un aglomerado granular definido por una distribución granulométrica homogénea de granos (6) termoplásticos, caracterizado porque al menos una pluralidad de estos granos (6) están soldados los unos a los otros por juntas de granos obtenidas por fusión parcial de los granos para mantener dicho volumen consolidado.
Description
Dispositivo de enfoque que comprende una lente
Luneberg incluyendo un volumen homogéneo de material dieléctrico y
procedimiento para fabricación de dicha lente.
La invención se refiere a un dispositivo de
enfoque que comprende una lente tipo Luneberg y a su procedimiento
de fabricación. Se refiere más particularmente a un dispositivo de
enfoque que comprende una lente tipo Luneberg que comprende un
volumen homogéneo de material dieléctrico.
Se conoce a partir de las solicitudes de patente
francesas nº 98 05111 y nº 98 05112 presentadas el 23 de Abril de
1998 a nombre de la Firma Solicitante, utilizar en dispositivos de
recepción por satélite una lente del tipo Luneberg, principalmente
para el seguimiento de satélites en desfile.
En teoría, la lente debe estar compuesta por un
número dado de capas de materiales dieléctricos suficientemente
elevado para aproximarse al modelo ideal de índice de refracción
característico de la lente Luneberg. El índice de refracción
relativo a una capa y la constante dieléctrica relativa E (o
permisividad) que le corresponde son unidos entonces por la
relación: n = E^{1/2}. Pero el aumento del número de capas está
limitado en la práctica por tolerancias severas de fabricación que
son incompatibles con un procedimiento de fabricación de grandes
series. Para lentes de tamaño reducido, típicamente de diámetro
inferior a 40 cm para transmisiones en banda Ku, una solución a este
problema consiste en optar por una lente de una sola capa de
material dieléctrico homogéneo.
Con vistas a reducir el volumen de la lente, es
necesario entonces aumentar su permisividad, lo que tiene como
consecuencia aumentar la densidad, lo que tiene por consecuencia
incrementar de manera desventajosa el peso de la lente. Es necesario
entonces un compromiso entre el tamaño de la lente y su peso. Estos
inconvenientes de volumen y de peso imponen para el material
dieléctrico una gama de densidad bien definida. Por ejemplo, para
una lente de diámetro de 35 cm, la densidad permitida está
comprendida típicamente entre 0,3 g/cm^{3} a 0,8 g/cm^{3}.
Es conocido, a partir de la técnica anterior,
utilizar como material dieléctrico una mezcla que comprende
poliestireno expandido cargado con partículas de fuerte
permisividad, partículas cerámicas o metálicas por ejemplo, para
aumentar la permisividad y hacerla evolucionar hacia la gama más
deseada.
No obstante, este tipo de mezcla no permite
asegurar una homogeneidad total de las partículas en la mezcla, y no
garantiza, por lo tanto, una densidad homogénea en el volumen de la
lente. Además, la mezcla obtenida es costosa.
La invención tiene por objeto remediar estos
inconvenientes.
A este efecto, la invención tiene por objeto un
dispositivo de enfoque que comprende una lente tipo Luneberg que
comprende un volumen homogéneo de material, dieléctrico,
caracterizado porque el material dieléctrico comprende un aglomerado
granular definido por una distribución granulométrica homogénea de
granos termoplásticos, al menos una pluralidad de estos granos que
son soldados los unos a los otros por juntas de granos obtenidos por
fusión parcial de los granos para mantener dicho volumen
consolidado.
Así, los granos que están dispuestos unos con
relación a otros de tal manera que cada uno de entre ellos esté en
contacto con al menos otro, la existencia de juntas de granos
sólidas permite rellenar la función de unión entre los diferentes
granos y generar un conjunto compacto de gránulos.
Una lente Luneberg compuesta de granos
termoplásticos se conoce del documento
WO-A-93/10572. Con relación a esta
técnica anterior, la invención permite liberarse de cola cuyo empleo
provoca el inconveniente de cambiar las características eléctricas
del material producido.
Según un modo de realización, dicha pluralidad de
granos está comprendida al menos en una capa exterior de dicho
volumen homogéneo, siendo relativa dicha capa exterior a la
superficie exterior del volumen prolongado en el interior de dicho
volumen de una profundidad predeterminada, preferentemente del orden
de un múltiplo de una semi-longitud de onda recibida
y/o transmitida. De este modo, la capa exterior sirve para mantener
bajo presión los granos de materia en el interior de la capa
exterior. Además, el espesor de la capa exterior determinado de un
múltiplo de una semi-longitud de onda recibida y/o
transmitida optimiza desde un punto de vista
radio-eléctrico los cambios de señales con el
exterior de la lente y permite a esta capa jugar al mismo tiempo el
papel de radomo.
Preferentemente, dicha pluralidad de granos se
reparte uniformemente en dicho volumen. Así, una homogeneidad de
densidad es asegurada en todo el volumen.
Ventajosamente, la permisividad \varepsilon_{T}
de la lente de material compuesto de granos termoplásticos de
permisividad \varepsilon_{r0} está unida a un factor de relleno F
que designa la relación entre el volumen efectivamente ocupado por
los granos y el volumen total de dicho volumen por la relación:
\varepsilon_{r} =
[(1+2F)\varepsilon_{r0} +
2(1-F)]/[(1-F)\varepsilon_{r0}
+ 2 +
F]
En las solicitudes de patente francesas números
9805111 y 9805112, se describe principalmente fuentes primarias que
se aproximan a la superficie de enfoque de la lente. Según un modo
de realización, la distancia focal de la lente es función del índice
de refracción n de la lente y de la variación de fase aceptada sobre
al abertura del diagrama de radiación de la lente, verificando el
índice de refracción de la lente:
n =
\varepsilon_{r}{}^{1/2}
Para permitir aumentar el radio de la lente y de
esta manera disminuir la distancia focal de ésta sin aumentar la
variación de fase sobre la abertura del diagrama de radiación de la
lente, al menos una capa suplementaria recubre dicho volumen
homogéneo de material dieléctrico, comprendiendo ésta igualmente un
aglomerado de granos termoplásticos de material diferente del
material de los granos de dicho volumen y de densidad inferior a la
de dicho volumen. De esta manera, realizando una gradación de los
índices de refracción del exterior de la lente hacia el interior de
ésta, se puede aproximar al modelo ideal de la lente Luneberg.
Según un modo de realización, los granos de dicho
volumen están compuestos de poliestireno. Así, la densidad de la
lente está en la gama de densidad deseada.
Según un modo de realización, los granos de la
segunda capa están compuestos de polipropileno.
Además, los procedimientos de transformación de
materias termoplásticas (inyección, termoformación, rotomoldeado,
compresión) no permiten realizar piezas de un espesor superior a una
quincena de milímetros. Además, estos procedimientos producen
variaciones de la densidad en el interior de las piezas y, debido al
hecho del fenómeno de retirada de materia, deformaciones y
variaciones geométricas aparecerán en las piezas. Estos problemas
pueden perturbar principalmente el buen funcionamiento de una lente,
tal como se describe anteriormente y empleo según dichos
procedimientos.
La invención tiene por objeto resolver estos
inconvenientes y, más particularmente suministrar un procedimiento
de fabricación de una lente tipo Luneberg que comprende un volumen
homogéneo de material dieléctrico.
A este efecto, la invención tiene por objeto un
procedimiento de fabricación de una lente tipo Luneberg que
comprende un volumen homogéneo de material dieléctrico, que
comprende una etapa de moldeo de dicho volumen, caracterizado porque
el volumen comprende un aglomerado granular definido por una
distribución granulométrica homogénea de granos termoplásticos y que
dicho procedimiento comprende las etapas siguientes:
- -
- una etapa de calentamiento del volumen para elevar la temperatura de al menos una capa exterior del volumen a una temperatura de transición comprendida entre la temperatura de reblandecimiento de dicho material y la temperatura de fusión del material, donde la capa exterior representa la capa exterior que está prolongada sobre una profundidad determinada en el volumen, y la temperatura de transición está definida por un cambio de fase hacia una fase viscosa de al menos una parte de dicha capa exterior sobre dicha profundidad,
- -
- una etapa de refrigeración de dicha capa exterior para endurecer dicha capa exterior.
De esta manera, esta capa exterior endurecida
permite mantener bajo presión el material comprendido en el interior
de la capa. El hecho de no fundir totalmente la materia
termoplástica permite conservar la densidad inicial de la materia
termoplástica. Además, la utilización de materia termoplástica es
poco costosa.
Ventajosamente, durante la etapa de
calentamiento, se eleva la temperatura para fundir al menos la capa
exterior de los granos contenidos en dicha capa exterior del volumen
con vistas a la formación de juntas de granos viscosos que unen los
granos de la capa exterior del volumen. Así, los granos de la capa
exterior dispuestos los unos contra los otros y dejando lugar a
vacíos que forman una porosidad abierta son consolidados por la
solidificación, durante la refrigeración, revistiendo dichos granos
juntas de granos viscosos. El hecho de no fundir completamente los
granos de la capa exterior permite dejar suficientemente paso de
aire entre ellos para una refrigeración rápida. Gracias a esta
consolidación, la capa exterior se transforma en una corteza
manteniendo bajo presión los granos del volumen.
Según un modo de realización, el espesor de la
capa exterior es del orden de un múltiplo de una
semi-longitud de onda recibida y/o transmitida. Esta
capa debe tener un espesor superior a un primer valor para poder
mantener ahora una presión suficiente sobre la masa de materia que
la contiene.
Ventajosamente, la etapa de calentamiento se
realiza hasta que el volumen entero ha alcanzado la temperatura de
transición, la difusión del calor en la integridad del volumen que
tiene por función dilatar la integridad de los granos. Esta
dilatación de los granos crea en el interior del volumen una presión
entre los granos que permite reforzar la soldadura de los granos. La
homogeneidad de densidad está asegurada en todo el volumen.
Según un modo de realización, el calentamiento es
realizado por convección. Por ejemplo, el calentamiento es realizado
por soplado de aire caliente.
\newpage
Para satisfacer tales limitaciones de espesor, el
tiempo de calentamiento debe ser superior a un primer valor de
temperatura para permitir la fundición de la capa exterior de los
gránulos de al menos la capa exterior del volumen y debe ser
inferior a un segundo valor de temperatura para permitir una
homogeneidad del volumen, como se ha explicado anteriormente.
Según otro modo de realización, el calentamiento
es realizado por radiación, por ejemplo de ultrasonidos.
Según un modo de realización, el procedimiento
emplea medios de moldeo para moldear dicho volumen, comprendiendo
dichos medios de moldeo porosidades regularmente dispuestas sobre la
superficie exterior de dichos medios de moldeo y la velocidad
relativa de rotación de dichos medios de moldeo con relación a la
dirección de soplado es inferior a una velocidad dada para permitir
una homogeneidad de temperatura en al menos la capa exterior.
Según un modo de realización, los medios de
moldeo son puestos a vibración para mezclar la materia. Así, se
asegura una mejor homogeneidad.
Según un modo de realización, la temperatura de
calentamiento y las duraciones del calentamiento y de la
refrigeración son ajustadas en función de la materia termoplástica
utilizada y del volumen de materia termoplástica a obtener.
Según un modo de realización, el procedimiento
emplea medios de prensado, cuya presión es función de la densidad de
materia deseada en el volumen.
Según un modo de realización, al menos una hoja
de material termoplástica es termoformada alrededor del volumen,
para ofrecer una protección contra las agresiones exteriores.
Según un modo de realización, dicho volumen es
ajustado de tal manera que permite en el funcionamiento una
visibilidad en elevación de 10º a 90º y en acimut de 360º.
Según un modo de realización, el volumen es
esférico.
La invención tiene igualmente por objeto un
dispositivo de enfoque de señales que comprende una lente tipo
Luneberg que comprende un volumen homogéneo de material dieléctrico,
caracterizada porque la lente está realizada por el procedimiento
según la invención.
Según un modo de realización, dicho dispositivo
está destinado para el seguimiento de blancos móviles,
principalmente de los satélites en desfile, para intercambios de
datos con al menos un satélite geoestacionario, o para transmisiones
de puntos a multipuntos, tales como el sistema de distribución
multipuntos multicanales o MMDS ("Multi-point
Multi-channel Distribution System" en lengua
inglesa).
Otras características y ventajas de la presente
invención surgirán a partir de la descripción del ejemplo de
realización de un dispositivo de empleo del procedimiento según un
modo de realización de la invención que va a seguir así como de una
de sus variantes, puestas a título de ejemplos no limitativos, con
referencia a las figuras adjuntas en las que:
- la figura 1 representa un dispositivo de
fabricación de una lente homogénea compacta que emplea el
procedimiento según un modo de realización de la invención y una
lente rellena de granos termoplásticos obtenida según dicho
procedimiento,
- la figura 2 representa una variante de la lente
obtenida por el procedimiento según la invención,
- la figura 3 representa una lente homogénea
según un primer modo de realización de la invención,
- la figura 4 representa una variante de la lente
según la invención.
Para simplificar la descripción, las mismas
referencias serán utilizadas para designar los elementos que cumplen
funciones idénticas.
La figura 1 representa un dispositivo 1 de
fabricación de una esfera 2 homogénea y compacta. Éste comprende un
elevador 3 que comprende una varilla 4 vertical de pistón que
penetra en el cilindro 5 vertical del elevador 3. La presión
ejercida sobre la varilla 4 del pistón permite comprimir granos 6
que provienen de una abertura 7 practicada al nivel de la periferia
del cilindro 5. Estos granos 6 son amasados en un depósito 8 de una
tolva 9. Un molde 10, de forma esférica, colocado en la terminación
del cilindro 5 está relleno de granos 6, que caen por la gravedad a
partir de la abertura 7 a lo largo del cilindro 5. El elevador
neumático 3 asegura una ligera compactación de los granos 6 en el
molde 10 después del final del relleno de éste.
\newpage
Aire caliente 11 regulado en una zona de
temperatura regulable de 80ºC a 250ºC es impulsado a través de la
masa de los granos 6 gracias a perforaciones o poros 12 realizados
en el molde 10 metálico constituido por dos partes separables.
Las dimensiones del molde esférico deben ser
ligeramente superiores a las de la esfera tal como es finalmente
producida para tener en cuenta el fenómeno de la dilatación que van
a sufrir los granos durante el aporte de calor. La temperatura de
aire caliente impulsado debe ser suficiente para reblandecer la capa
exterior de los granos y crear así juntas de granos para la creación
de la fase viscosa seguido del reblandecimiento de la capa exterior
de granos de la capa exterior 13 de la esfera 2, tal como se
describe con relación a la figura 2. No obstante, la temperatura
elegida para el aire caliente deberá ser inferior a una temperatura
límite para impedir la fundición de los granos de la capa exterior,
esto con el fin de evitar los problemas de contracciones y
deformaciones unidas a la refrigeración de una masa fundida de
volumen grande. El hecho de no fundir los gránulos permite conservar
su densidad inicial y dejar suficientemente paso de aire entre ellos
para una refrigeración rápida.
Para asegurar una buena homogeneidad de
temperatura, el molde es puesto en rotación a velocidad lenta, del
orden de 10 a 50 revoluciones por minutos para evitar el fenómeno de
centrifugación. La dilatación térmica de los granos debida a la
elevación crea una presión en el interior del molde que asegura la
soldadura de las partes de granos en contacto. Una temperatura
superior al punto de reblandecimiento es necesaria para fundir la
capa exterior de los gránulos, pero durante un tiempo relativamente
corto para no fundirlos completamente con el fin de conservar el
volumen y la homogeneidad de densidad. El valor de la temperatura y
el tiempo de soplado son determinantes para el resultado final y
deben ajustarse de acuerdo con la materia termoplástica y el volumen
a transformar. Estos parámetros determinaron igualmente el valor de
retracción de la esfera acabada.
Según un modo de realización particularmente
interesante, el tiempo de soplado es prolongado de nuevo a
temperatura igual para hacer circular el aire caliente justo en el
núcleo de la lente 2, provocando la elevación de temperatura una
dilatación de los granos 6, lo que crea una presión en el interior
del molde 10 que permite realizar la soldadura.
La refrigeración es asegurada a continuación
sustituyendo el aire caliente por aire frío que circula entre los
gránulos que no se han fundido completamente. Esta refrigeración
provoca una ligera retracción que permite el desmoldeo de la pieza
por la apertura de las dos partes del molde.
Los parámetros a ajustar sobre el dispositivo 1
de fabricación son los siguientes:
- -
- la presión del elevador neumático que puede elevarse hasta 6 bares,
- -
- la velocidad de rotación del molde de 1 a 50 revoluciones por minuto
- -
- la temperatura del aire caliente de 80ºC a 250ºC,
- -
- los tiempos de soplado de aire caliente y los tiempos de soplado de aire frío.
Hay que indicar que este procedimiento es
aplicable principalmente a las materias amorfas debido al hecho de
la progresividad de su reblandecimiento. Para las materias
semi-cristalinas, la fusión rápida da una ventana
de transformación muy estrecha.
La figura 2 describe una variante de la esfera 2
obtenida por el procedimiento según la invención. En el caso de la
lente tipo Luneberg utilizada en exterior, es necesario que ésta
esté protegida por una capa de protección contra las agresiones
exteriores tales como las intemperies.
En este punto, es posible termoformar una hoja 14
de materia termoplástica de igual naturaleza que los granos 6, de un
espesor de algunas décimas de milímetros a 1 mm. Esta termoformación
se hace en dos operaciones, ocupándose cada una de ellas de una
semi-esfera, seguido de desviación del plano de
junta.
La figura 3 representa una lente 2 homogénea de
350 mm hecha de granos de poliestireno (designado a continuación por
PS, con objeto de concisión). Las características principales del PS
son detalladas en la tabla siguiente:
| Permisividad del PS sólido (\varepsilon_{r0}) | 2,54 |
| Tangente de pérdida (tan\delta) | 5.10^{-4} |
| Densidad del PS sólido (d_{0})(g/cm^{3}) | 1,05 |
| Densidad de los granos PS(d)(g/cm^{3}) | 0,57 |
(Continuación)
| Factor de relleno del PS(F=d/d_{0}) | 0,54 |
| Permisividad de los granos PS (\varepsilon_{r}) | 1,68 |
La simulación de una lente que posee tales
características conduce a las características siguientes:
- -
- una masa de 12,8 kg,
- -
- una distancia focal f tal como: f = 1,8 R (siendo R el radio de la lente) o sea una distancia focal en el presente modo de realización de 315 mm,
- -
- una aproximación de la fuente primaria de iluminación en coseno a la potencia 8.
Las simulaciones que tienden a determinar la zona
focal alrededor de la superficie de enfoque han llevado a concluir
que, para que no exista degradación de señal mayor, las fuentes
primarias, no representadas, deberán ser colocadas a 13 mm alrededor
de la superficie de enfoque (F=1,8R), siendo válido este valor para
la lente de poliestireno y para una variación de fase aceptada de
35º aproximadamente.
La figura 4 representa una lente con dos capas
que comprende la lente 2 de la figura 3 y una capa suplementaria 21.
La lente 2 está hecha de granos de poliestireno, mientras que la
lente 21 está compuesta de granos de polipropileno. Conservando las
características de la lente 2 definidas anteriormente, las
características principales de la capa suplementaria 21 de
polipropileno (designado a continuación por PP) exigidas sobre esta
lente 20 son detalladas en la tabla siguiente:
| Permisividad del PS sólido (\varepsilon_{r0}) | 2,3 |
| Tangente de pérdida (tan\delta) | 5.10^{-4} |
| Densidad del PP sólido (d_{0})(g/cm^{3}) | 0,907 |
| Densidad de los granos PP(d)(g/cm^{3}) | 0,5 |
| Factor de relleno de los granos PP | 0,55 |
| (F=d/d_{0}) | |
| Permisividad de los granos PP (\varepsilon_{r}) | 1,60 |
Las simulaciones sobre esta lente 20 de doble
material conduce a las características siguientes:
- -
- Radio de la lente 2 inferior: Ri = 86mm,
- -
- Masa de lente: m = 11.4Kg
- -
- Distancia focal: f = 1.62 R (R = radio de la lente), o bien una distancia focal de 284 mm,
- -
- una aproximación de la fuente primaria de iluminación de coseno a la potencia 6 (iluminación a -12,5dB en los bordes de la lente).
Con el fin de no degradar de forma muy importante
los resultados de la lente, en el presente caso principalmente de la
lente de dos capas, las simulaciones han puesto en evidencia, según
las características definidas anteriormente, una variación permitida
máxima de la permisividad de cada una de las capas de 0,02, o sea
una variación permitida de 0,02 alrededor del valor determinado de
1,68 para los granos de poliestireno y la misma variación permitida
alrededor del valor de 1,60 para los granos de polipropileno. La
permisividad de los granos está unida al factor de relleno F por la
relación siguiente:
\varepsilon_{r} = [(1 +
2F)\varepsilon_{r0} + 2 (1 - F)]/ [(1 - F)\varepsilon_{r0} + 2 +
F],
donde \varepsilon_{r0} es la permisividad de la
materia plástica considerada y F el factor de relleno de
ésta.
La variación correspondiente del factor de
relleno puede calcularse utilizando la formula siguiente deducida de
la formula precedente:
\Delta F = [\varepsilon_{r0}
+ 2 - F(\varepsilon_{r0} - 1)]^{2}
/[3(\varepsilon_{r0}-1)(\varepsilon_{r0}+ 2)]\Delta
\varepsilon_{r}.
Esta última fórmula conduce a las variaciones
siguientes del factor de relleno de cada una de las capas:
\Delta F = \pm 0.013 para
los granos PS (F_{min}= 0.530 y F_{max} =
0.557)
\Delta F = \pm 0.015 para
los granos PP (F_{min}= 0.536 y F_{max} =
0.566)
Igual que para la lente 2, las simulaciones han
permitido determinar una zona focal alrededor de la superficie de
enfoque de la lente, donde no existiría degradación de señal mayor.
Para cumplir esta condición, las fuentes primarias, no
representadas, deberían colocarse a \pm 12 mm alrededor de la
superficie de enfoque (F=1,6R).
Se indicará que durante el calentamiento de los
granos, según una de las variaciones de la invención, se podrá girar
el molde según diferentes direcciones para una homogeneización de la
densidad de los granos.
Según otra variante de la invención, durante la
introducción de los granos en el molde, estos granos serán definidos
según un gradiente de densidad para alcanzar el mismo objetivo de
homogeneización de densidad.
Claims (24)
1. Dispositivo de enfoque que comprende una lente
(2, 20) tipo Luneberg, que comprende un volumen homogéneo de
material dieléctrico, que comprende un aglomerado granular definido
por una distribución granulométrica homogénea de granos (6)
termoplásticos, caracterizado porque al menos una pluralidad
de estos granos (6) están soldados los unos a los otros por juntas
de granos obtenidas por fusión parcial de los granos para mantener
dicho volumen consolidado.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha pluralidad de granos está
contenida al menos en una capa exterior de dicho volumen homogéneo,
estando prolongada dicha capa exterior con relación a la superficie
exterior del volumen hacia el interior de dicho volumen en la medida
de una profundidad predeterminada.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha profundidad es del orden de una
múltiplo de la semi-longitud de onda recibida y/o
transmitida.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque dicha pluralidad de granos está
distribuida uniformemente en dicho volumen.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque la permisividad \varepsilon_{r}
del volumen de material compuesto de granos termoplásticos de
permisividad \varepsilon_{r0}, está unida a un factor de relleno F
que designa la relación entre el volumen efectivamente ocupado por
los granos y el volumen total de la lente por la relación:
\varepsilon_{r} = [(1 +
2F)\varepsilon_{r0} + 2 (1 - F)]/ [(1 - F)\varepsilon_{r0} + 2 +
F],
6. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque la distancia focal de la lente (2, 20)
es función del índice de refracción n de la lente y de la variación
de fase elegida sobre la abertura del diagrama de radiación de la
lente, siendo establecido el índice de refracción de la lente
por:
n =
\varepsilon_{r}{}^{1/2}
7. Dispositivo según la reivindicación 1 a 6,
caracterizado porque al menos una capa suplementaria (21)
recubre dicho volumen homogéneo de material dieléctrico,
comprendiendo esta capa igualmente un aglomerado de granos
termoplásticos de material diferente del material de los granos de
dicho volumen y de densidad inferior a la de dicho volumen.
8. Dispositivo según la reivindicación 1 a 7,
caracterizado porque los granos de dicho volumen están
compuestos de poliestireno.
9. Dispositivo según la reivindicación 7 ó la
reivindicación 7 combinada con la reivindicación 8,
caracterizado porque los granos de la segunda capa están
compuestos de polipropileno.
10. Procedimiento de fabricación de una lente (2)
tipo Luneberg que comprende un volumen (2) homogéneo de material
dieléctrico, que comprende una etapa de moldeo de dicho volumen,
caracterizado porque el volumen comprende un aglomerado
granular definido por una distribución granulométrica homogénea de
granos (6) termoplásticos y porque dicho procedimiento comprende las
etapas siguientes:
- -
- una etapa de calentamiento del volumen para elevar la temperatura de al menos una capa exterior del volumen a una temperatura de transición comprendida entre la temperatura de reblandecimiento de dicho material y la temperatura de fusión del material, donde la capa exterior representa la capa exterior que está prolongada sobre una profundidad determinada en el volumen, y la temperatura de transición está definida por un cambio de fase hacia una fase viscosa de al menos una parte de dicha capa exterior sobre dicha profundidad,
- -
- una etapa de refrigeración de dicha capa exterior para endurecer dicha capa exterior.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque, durante la etapa de calentamiento, se
eleva la temperatura para fundir al menos la capa exterior de los
granos contenidos en dicha capa exterior del volumen con vistas a la
formación de juntas de granos viscosos que unen los granos de la
capa exterior del volumen.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 11, caracterizado porque el espesor de
la capa exterior es del orden de un múltiplo de la
semi-longitud de onda recibida y/o transmitida.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la etapa de
calentamiento es realizada hasta que todo el volumen ha alcanzado la
temperatura de transición.
\newpage
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el
calentamiento es realizado por convección, por soplado de aire, por
radiación, por ultrasonidos.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque el tiempo de
calentamiento debe ser superior a un primer valor de temperatura
para permitir la fundición de la capa exterior de los gránulos de al
menos la capa exterior del volumen y debe ser inferior a un segundo
valor de temperatura para impedir la fundición total de estos
últimos.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque el
procedimiento emplea medios de moldeo (10) para moldear dicho
volumen, comprendiendo dichos medios de moldeo porosidades (12)
regularmente dispuestas sobre la superficie exterior de dichos
medios de moldeo y la velocidad relativa de rotación de dichos
medios de moldeo con relación a la dirección de soplado es inferior
a una velocidad dada para permitir una homogeneidad de temperatura
en al menos la capa exterior.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque los medios de moldeo (10) son puestos en
vibración para mezclar la materia.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque la temperatura
de calentamiento, las duraciones del calentamiento y de la
refrigeración son ajustadas en función de la materia termoplástica
utilizada y de dicho volumen de materia termoplástica.
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 18, caracterizado porque dicho
procedimiento emplea medios de prensado, cuya presión es función de
la densidad de materia deseada en dicho volumen.
20. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque el tiempo de calentamiento es prolongado
a una temperatura constante, para conducir calor a todo el
volumen.
21. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 20, caracterizado porque al menos una
hoja de materia termoplástica es termoformada alrededor del
volumen.
22. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 21, caracterizado porque dicho volumen
es conformado para permitir en funcionamiento una visibilidad en
elevación de 10º a 90º y en acimut de 360º,
23. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 22, caracterizado porque el volumen es
esférico.
24. Dispositivo de enfoque de señales que
comprende una lente tipo Luneberg, que comprende un volumen
homogéneo de material dieléctrico, caracterizado porque la
lente se realiza por el procedimiento según una de las
reivindicaciones 10 a 23.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9815363A FR2786928A1 (fr) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Dispositif de focalisation comprenant une lentille de type de luneberg comprenant un volume homogene de materiau dielectrique et procede de fabrication d'une telle lentille |
| FR9815363 | 1998-12-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2200597T3 true ES2200597T3 (es) | 2004-03-01 |
Family
ID=9533615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99973357T Expired - Lifetime ES2200597T3 (es) | 1998-12-04 | 1999-11-30 | Dispositivo de enfoque que comprende una lente luneberg incluyendo un volumen homogeneo de material dielectrico y procedimiento para fabricacion de dicha lente. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6549340B1 (es) |
| EP (1) | EP1147572B1 (es) |
| JP (1) | JP2003502881A (es) |
| KR (1) | KR100642667B1 (es) |
| CN (1) | CN1149715C (es) |
| AT (1) | ATE241218T1 (es) |
| AU (1) | AU1392100A (es) |
| DE (1) | DE69908187T2 (es) |
| ES (1) | ES2200597T3 (es) |
| FR (1) | FR2786928A1 (es) |
| WO (1) | WO2000035050A1 (es) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2804249A1 (fr) * | 2000-01-26 | 2001-07-27 | Thomson Multimedia Sa | Dispositif d'emission et/ou de reception d'ondes electromagnetiques comprenant une lentille comportant un volume conforme de materiau dielectrique |
| WO2002010802A1 (en) * | 2000-07-31 | 2002-02-07 | The Boeing Company | Method for producing a spatially stratified optical system for use in the micron and sub-micron wavelength regime |
| US7301504B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-11-27 | Ems Technologies, Inc. | Mechanical scanning feed assembly for a spherical lens antenna |
| GB2497328A (en) | 2011-12-07 | 2013-06-12 | Canon Kk | Method of making a dielectric material with a varying permittivity |
| WO2018232325A1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Novel hollow light weight lens structure |
| CN108110429B (zh) * | 2017-12-21 | 2020-12-29 | 成都航空职业技术学院 | 一种具有高透射系数的多波束成形网络透镜结构 |
| CN111463580B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-12-14 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种球形介电材料及其生产方法及龙伯透镜 |
| TWI736448B (zh) * | 2020-10-16 | 2021-08-11 | 國立陽明交通大學 | 球形梯度折射率透鏡 |
| CN114665277B (zh) * | 2022-03-28 | 2023-01-31 | 北京鑫昇科技有限公司 | 一种龙伯透镜天线 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917773A (en) * | 1973-12-26 | 1975-11-04 | Us Navy | Method for fabricating a shaped dielectric antenna lens |
| JPS6052528B2 (ja) * | 1977-05-02 | 1985-11-20 | 株式会社トキメック | 軽量混合誘電体およびその製法 |
| 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 |
| WO1993010572A1 (en) * | 1991-11-19 | 1993-05-27 | Thomson Consumer Electronics S.A. | Dielectric material for antennas |
| US5677796A (en) * | 1995-08-25 | 1997-10-14 | Ems Technologies, Inc. | Luneberg lens and method of constructing same |
| FR2804249A1 (fr) * | 2000-01-26 | 2001-07-27 | Thomson Multimedia Sa | Dispositif d'emission et/ou de reception d'ondes electromagnetiques comprenant une lentille comportant un volume conforme de materiau dielectrique |
| US6433936B1 (en) * | 2001-08-15 | 2002-08-13 | Emerson & Cuming Microwave Products | Lens of gradient dielectric constant and methods of production |
-
1998
- 1998-12-04 FR FR9815363A patent/FR2786928A1/fr active Pending
-
1999
- 1999-11-30 ES ES99973357T patent/ES2200597T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-30 WO PCT/FR1999/002961 patent/WO2000035050A1/fr active IP Right Grant
- 1999-11-30 EP EP99973357A patent/EP1147572B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-30 US US09/857,092 patent/US6549340B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-30 DE DE69908187T patent/DE69908187T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-30 KR KR1020017006899A patent/KR100642667B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-11-30 AU AU13921/00A patent/AU1392100A/en not_active Abandoned
- 1999-11-30 AT AT99973357T patent/ATE241218T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-11-30 JP JP2000587408A patent/JP2003502881A/ja active Pending
- 1999-11-30 CN CNB99814097XA patent/CN1149715C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010080662A (ko) | 2001-08-22 |
| ATE241218T1 (de) | 2003-06-15 |
| KR100642667B1 (ko) | 2006-11-10 |
| US6549340B1 (en) | 2003-04-15 |
| DE69908187D1 (de) | 2003-06-26 |
| CN1329765A (zh) | 2002-01-02 |
| CN1149715C (zh) | 2004-05-12 |
| EP1147572B1 (fr) | 2003-05-21 |
| AU1392100A (en) | 2000-06-26 |
| WO2000035050A1 (fr) | 2000-06-15 |
| JP2003502881A (ja) | 2003-01-21 |
| EP1147572A1 (fr) | 2001-10-24 |
| FR2786928A1 (fr) | 2000-06-09 |
| DE69908187T2 (de) | 2004-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2200597T3 (es) | Dispositivo de enfoque que comprende una lente luneberg incluyendo un volumen homogeneo de material dielectrico y procedimiento para fabricacion de dicha lente. | |
| CN107623189B (zh) | 一种半球龙伯透镜天线的制作方法 | |
| US5074942A (en) | Method for making intraocular lens with integral colored haptics | |
| EP2495096B1 (en) | Optical component and method of making the same | |
| CN112912789A (zh) | 包括封装的微镜片的光学制品及其制造方法 | |
| EP2805803A1 (en) | Method for producing optical element, and optical element | |
| US3321765A (en) | Spherical stepped-index microwave luneberg lens | |
| CN105842830A (zh) | 防窥结构及其制作方法、显示装置 | |
| CN112736485B (zh) | 一种发泡龙勃透镜及其制备工艺 | |
| EP0632522B1 (en) | Dielectric lens for an antenna and manufacturing process thereof | |
| JP2005500562A (ja) | 一定勾配の誘電率を示すレンズおよび製造方法 | |
| CN111244640A (zh) | 一种柱体状电磁波透镜的制备方法 | |
| US6426731B2 (en) | Device for emitting and/or receiving electromagnetic waves comprising a lens made of a shaped volume of dielectric material | |
| EP0144196A2 (en) | Blow-molded bottle-shaped container of biaxially oriented thermoplastic synthetic resin with wide port | |
| US6660193B2 (en) | Method of manufacturing a lens for microwave frequencies | |
| US3752351A (en) | High impact resistant double-walled container | |
| CN114336078A (zh) | 一种高介电常数的异形龙伯透镜 | |
| US11225030B2 (en) | Variable density internal lattice for structural support that minimizes material | |
| US20010020752A1 (en) | Dielectric material composition | |
| CN114824823B (zh) | 球状电磁波透镜 | |
| US3551955A (en) | Blending apparatus | |
| JPS6246348B2 (es) | ||
| JPH04192802A (ja) | 誘電体レンズ及びその製造方法 | |
| JPH09277261A (ja) | 表面に微細凹凸を有する成形品の製造方法 | |
| Buckley | Energetic stitching for complex preforms |