本发明提供一种人工介质多层球透镜的制造方法，在宽度为L，厚度为t的正方形低介电常数单面胶泡棉基材上，粘连高介电常数颗粒材料，制成厚度为H的n层立方体，各层ε相同、不同、或逐渐变小。然后利用模具和热压工艺，将其制备成半球形壳体，再根据需要将不同尺寸的半球形壳体套装，制备成半球形透镜，最后将两个尺寸相同的半球形透镜合在一起，制成一种新型的人工介质多层龙伯球透镜。该方法制成的人工介质多层球透镜重量超轻，频率超宽，能够满足单波束，双波束及多波束天线的应用需求，因为采用模具生产，产品的一致性高，性能稳定，且特别适用于移动通信5G、4G、WIFI、MIMO甚至毫米波基站天线。