[發明專利]新型中空輕量型透鏡結構

有效

• 申請號: 201880052898.3
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN110998373B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: H·辛;M·梁
• 申請（專利權）人: 代表亞利桑那大學的亞利桑那校董會
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G01B9/00;G01S7/02;G01S7/03;G02B6/122;G02B6/42;H01Q15/10
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

1.一種中空結構透鏡，包括：

具有多個接合點的三維支架，其中，各接合點被至少部分金屬化；其中，

該透鏡的中心點由該三維支架形成的；

該透鏡的外邊緣由該三維支架形成；

其中，該接合點從位于該中心點或附近的該透鏡的最內部朝向位于該透鏡的外邊緣或附近的該透鏡的最外部設置；

其中，各接合點駐留于虛單位單元中，各虛單位單元被至少部分金屬化至駐留于各虛單位單元內的該至少部分金屬化接合點的程度；以及

其中，該至少部分金屬化接合點離該中心點越遠，該虛單位單元的該金屬化的程度越小。

2.如權利要求1所述的透鏡，其中，該透鏡是Luneburg透鏡。

3.如權利要求1所述的透鏡，其中，該虛單位單元的該金屬化的程度可通過全波有限元素模擬軟件來計算，以產生該虛單位單元的介電常數ε_r，其中，ε_r＝2-(r/R)²，其中，r是該接合點至該中心點的距離。

4.如權利要求1至3中任一項所述的透鏡，其中，該至少部分金屬化接合點由至少部分金屬化的薄膜或線構建。

5.如權利要求1至3中任一項所述的透鏡，其中，可使用金屬蝕刻或噴墨打印來金屬化介電襯底，以形成該至少部分金屬化接合點。

6.如權利要求1至3中任一項所述的透鏡，其中，該三維支架通過堆疊至少部分金屬化的薄膜或線的層來構建，以使各層相互縱橫交錯，從而產生該中空結構透鏡。

7.如權利要求6所述的透鏡，其中，該縱橫交錯層被固定于支撐架上。

8.如權利要求7所述的透鏡，其中，該支撐架為3D打印。

9.如權利要求1至3中任一項所述的透鏡，其中，該三維支架及該至少部分金屬化接合點通過互扣至少部分金屬化薄膜板來構建，其中，互扣是指至少兩塊至少部分金屬化薄膜板彼此相交并形成該接合點；其中，該至少部分金屬化薄膜板在它們互扣時形成該至少部分金屬化接合點。

10.如權利要求1至3中任一項所述的透鏡，其中，由于該三維支架，該透鏡的空間的大部分為自由空間。

11.一種通過利用部分金屬化的介電薄膜或線的有效介質近似制造操作于射頻(RF)的如權利要求1所述的中空結構透鏡的方法，該方法包括：

a)用導電墨在介電襯底的一系列層上蝕刻一系列圖案，其描述該中空結構透鏡的連續變化的相對介電常數特性；

b)提供支撐架；

c)通過堆疊該介電襯底的該系列層組裝該中空結構透鏡；以及

d)用該支撐架固定該堆疊。

12.如權利要求11所述的方法，其中，該透鏡為Luneburg透鏡。

13.一種制造操作于RF頻率的如權利要求2所述的中空結構透鏡的方法，其通過利用部分金屬化的介電薄膜或線的有效介質近似來實現Luneburg透鏡結構的梯度折射率要求，該方法包括:

用多條部分金屬化線構建代表該中空結構透鏡的連續變化的相對介電常數特性的一組設計圖案，其中，各條部分金屬化線包括設于介電材料上的金屬涂層。