龙伯透镜天线 -凯发网站

龙伯透镜（luneburg lens）是由若干层介电常数不同的材料制成的介质球，能使照射在透镜上的电磁波，通过透镜聚焦在金属反射面的内表面上，经过反射，将反射波通过透镜返回发射源方向。

 

这期我们看一下自带案例，龙伯透镜。

                 

 

         

结构很简单，金属弧面加上介质球：

 

 

 

重点就是这个介质是空间不均匀的，介电常数在求中心为2，表面为1：

 

 

 

 

那么如何创建这样的材料呢？可以利用macro->materials-> create spatially varying material for optical application

 

 

 

选择龙伯球模型，中心折射率为根号2：

n=√(μ_r ε_r )

 

 

 

其实该宏就是添加了一些vba定义空间变化材料：

 

 

然后将球结构赋予该材料：

 

 

已经定义了频域电磁场和远场来看rcs，我们可以加上一个时域电场来观察：

 

 

 

 

这里我们把频率范围调宽，为了时域高斯信号更清晰：

 

 

 

激励源是个平面波：

 

 

 

仿真结束之后，可见介电常数的空间分布：

 

 

如果是绝对值abs，中心的介电常数则是根号12，这是因为xyz三个方向都是eps=2。

 

 

 

 

 

 可观察时域结果，可见反射波比较集中：

 

也可观察远场，可见rcs在反射方向较强：

 

 

 

 

 

作为对比，我们将介质球换成真空材料（或排除仿真），重新仿真，可见只有金属罩的反射波更加发散。

 

 

 

 

 

小结：

1.    龙伯透镜是利用空间介电变化材料的经典案例。

2.    随着3d打印技术的发展，基于龙伯透镜的天线应用越来越广：雷达反射，卫星通信，军舰战机，甚至5g/6g等等。

3.    cst仿真龙伯天线很容易~

 

（内容、图片来源：cst仿真专家之路公众号，侵删）

 

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