專利名稱：一種梯度折射率超常媒質透鏡的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種超常媒質透鏡的制造方法。
背景技術：
超常介質(metamaterials)是具有可控的介電常數和磁導率的電磁材料，由于其異常的電磁特性為電磁波的傳輸途徑的控制提供了新的方法。近年來，超常媒質在電磁學、光學和材料科學等領域獲得了廣泛關注。2005年Smith等人首次提出了梯度折射率超常媒質(Gradient IndexMetamaterials,GIM)的概念——通過在不同位置使用不同的結構單元，使超常媒質電磁參數可以隨空間位置變化的而變化。隨后，國內外多個研究小組利用梯度折射率超常媒質構造天線透鏡(下面將其簡稱為GIM透鏡)，用于提高天線的輻射增益，實現具有高增益特性的透鏡天線。由于GIM透鏡的單元結構隨其所在空間位置變化從而實現折射率的空間梯度分布，所以不同位置的單元結構都需要經過單獨設計和驗證。GIM透鏡的傳統制造方法是經由大量的數值仿真獲取結構單元在不同幾何參數情況下的等效介電常數和磁導率，從而獲得等效折射率，再根據透鏡折射率分布的要求排布結構單元。在傳統制造方法中，由于結構單元的幾何參數與等效折射率的映射關系通過數值仿真獲得，隨著透鏡尺寸的增大或者結構單元密度的增加計算量成倍增加，透鏡設計的復雜程度高，設計周期長。

發明內容
本發明是為了解決 現有的梯度折射率超常媒質透鏡參數設定困難、參數選取時間長導致透鏡設計復雜、設計周期長的問題，從而提供一種梯度折射率超常媒質透鏡的制造方法。—種梯度折射率超常媒質透鏡的制造方法，它由以下步驟實現:步驟一、設定欲制造的超常媒質透鏡的折射率《(r) = 4 0U5-25>/0.01 + r2 ;其中r
為超常媒質透鏡上任意一點距離中心軸的長度；步驟二、將步驟一設定的折射率采用公式:
n (r) = 4.005 - V6.3756 + 0.0264Jc2i ，
r G (0.0065 (k - 0.5)，0.0065 (A: + ().5)] = I’ 2.…進行連續分布離散化處理，獲得欲制造的超常媒質透鏡折射率分布關系；式中:k為欲制造的超常媒質透鏡上劃分出的同心圓環的序號；步驟三、采用等效介電常數和磁導率模型表征圓環上結構單元的電磁特性；步驟四、在步驟二獲得的欲制造的超常媒質透鏡折射率分布關系和步驟三中獲得的電磁特性下，根據公式:
權利要求
1.一種梯度折射率超常媒質透鏡的制造方法，其特征是:它由以下步驟實現: 步驟一、設定欲制造的超常媒質透鏡的折射率
2.根據權利要求1所述的一種梯度折射率超常媒質透鏡的制造方法，其特征在于步驟三中所述的等效介電常數和磁導率模型為:
全文摘要
一種梯度折射率超常媒質透鏡的制造方法，涉及一種超常媒質透鏡的制造方法。它是為了解決現有的梯度折射率超常媒質透鏡參數設定困難、參數選取時間長導致透鏡設計復雜、設計周期長的問題。其方法設定欲制造的超常媒質透鏡的折射率并進行連續分布離散化處理，獲得欲制造的超常媒質透鏡折射率分布關系，采用圓盤形打孔介質作為透鏡，采用等效介電常數和磁導率模型表征打孔結構單元的電磁特性；經過計算獲得通孔在透鏡上的分布情況完成透鏡制造。本發明適用于制造梯度折射率超常媒質透鏡。
文檔編號H01Q19/06GK103107424SQ201310056999
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者孟繁義, 劉睿智, 張狂, 楊國輝, 傅佳輝, 吳群 申請人:哈爾濱工業大學