透镜结构、透镜天线及电子设备制造技术

本申请涉及一种透镜结构、透镜天线及电子设备。该透镜结构利用多对第二导电片可产生人工表面等离激元波导，通过设置层间或层内波导结构的第二导电片的个数的渐变规律，从而获得相位延迟分布规律以实现波束汇聚功能，且电磁波沿波导传输过程介质损耗低，故在实际应用中可以实现损耗更小、效率更高、宽带更大的透镜天线。此外，通过交替叠层设置的介质层和波导层，还可以实现低成本透镜的组装制备。

【技术实现步骤摘要】
透镜结构、透镜天线及电子设备
本申请涉及天线
，特别是涉及一种透镜结构、透镜天线及电子设备。
技术介绍
透镜天线是由透镜和馈源组成的天线，利用透镜的汇聚特性，能够保证馈源处发出的电磁波经过透镜平行出射，或者，能够保证平行入射的电磁波通过透镜后汇聚到馈源处。由于电磁波入射透镜时一般需要经过多层介质层，介质的引入将会造成电磁波的损耗，从而降低透镜天线效率。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够提高透镜天线效率的透镜结构、透镜天线及电子设备。为了实现本申请的目的，本申请采用如下技术方案：一种透镜结构，包括：多层介质层；多波导层，所述波导层与所述介质层沿第一方向交替叠层设置，所述波导层包括：一个或多个波导结构，多个所述波导结构间隔且平行排列；所述波导结构包括第一导电片和至少一对第二导电片，每对所述第二导电片关于中心轴对称设置，在所述中心轴的同一侧上的多个所述第二导电片通过所述第一导电片相互连接；其中，多个所述波导层中处于同一轴线上的多个所述波导结构之间具有所述第二导电片的个数的第一渐变规律，和/或所述波导层的多个所述波导结构之间具有所述个数的第二渐变规律；所述轴线为穿过任意所述波导层且平行于所述第一方向的直线。一种透镜天线，包括：馈源阵列；及与所述馈源阵列平行设置的如上所述的透镜结构。一种电子设备，包括如上所述的透镜天线。上述透镜结构，利用对称的第二导电片可产生人工表面等离激元波导，通过设置层间或层内波导结构的第二导电片的个数的渐变规律，从而获得相位延迟分布规律以实现波束汇聚功能，且电磁波沿波导传输过程介质损耗低，故在实际应用中可以实现损耗更小、效率更高、宽带更大的透镜天线。此外，通过交替叠层设置的介质层和波导层，还可以实现低成本透镜的组装制备。上述透镜天线，包括馈源阵列及透镜结构，通过透镜结构中第二导电片的对称结构及个数的渐变规律，可以实现损耗更小、效率更高、宽带更大且成本更低的透镜天线；通过馈源阵列的设置可以实现多波束出射和波束扫描。上述电子设备，包括如上所述的透镜天线，由于透镜天线的损耗更小、效率更高、宽带更大且成本更低，且能实现多波束出射和波束扫描，因而电子设备能够实现高效率、高增益、低成本波束扫描。附图说明图1为一实施例中的透镜结构的结构示意图；图2为一实施例中的波导结构的结构示意图；图3为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图4为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图5为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图6为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图7为一实施例中的波导层的结构示意图；图8为一实施例中第一渐变规律时多个波导结构的结构示意图；图9为一实施例中第二渐变规律时多个波导结构的结构示意图；图10为可选实施例一中透镜结构的结构示意图；图11为可选实施例二中透镜结构的结构示意图；图12为可选实施例三中透镜结构的结构示意图；图13为可选实施例四中透镜结构的结构示意图；图14为可选实施例五中透镜结构的结构示意图；图15为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图16为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图17为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图18为另一实施例中的波导结构的结构示意图；图19为一实施例中的透镜天线的结构示意图；图20为一实施例中的馈源阵列的结构示意图；图21为另一实施例中的透镜天线的结构示意图；图22为另一实施例中的透镜天线的结构示意图；图23为一实施例中的电子设备的结构示意图；图24为一实施例中的波束扫描方向图；图25为一实施例中的电子设备中框结构示意图；图26为一实施例中的电子设备的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本申请。参见图1，图1为一实施例中的透镜结构的结构示意图。在本实施例中，透镜结构10应用于透镜天线。根据透镜天线的具体应用场景，透镜结构10设置有不同的相位延迟分布规律，从而实现对电磁波的汇聚功能。可选地，透镜结构10可以工作于微波频段，并可以通过结构参数的调节，适用于毫米波和太赫兹波等不同频段。其中，毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波，其频率大约在20GHz～300GHz之间。3GP已指定5GNR支持的频段列表，5GNR频谱范围可达100GHz，指定了两大频率范围：Frequencyrange1(FR1)，即6GHz以下频段和Frequencyrange2(FR2)，即毫米波频段。Frequencyrange1的频率范围：450MHz-6.0GHz，其中，最大信道带宽100MHz。Frequencyrange2的频率范围为24.25GHz-52.6GHz，最大信道带宽400MHz。用于5G移动宽带的近11GHz频谱包括：3.85GHz许可频谱，例如：28GHz(24.25-29.5GHz)、37GHz(37.0-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)和14GHz未许可频谱(57-71GHz)。5G通信系统的工作频段有28GHz，39GHz，60GHz三个频段。请参见图1，透镜结构10包括多层介质层100和多层波导层200；波导层200和介质层100沿第一方向交替叠层设置。其中，介质层100和波导层200的层数不受限定(图1以五层介质层100和四层波导层200为例)，同时，介质层100和波导层200之间的相对面积大小不受限定，可以根据实际应用情况进行调整。其中，介质层100是能用于支撑固定波导层200的非导电功能层，通过介质层100与波导层200的交替叠层，可以实现多层波导层200的间隔分布；同时，通过介质层100可以将透镜结构10划分为折射率非连续的多个区域，使得波导层200在第一方向上的尺寸只需要较小的范围内变化即可实现汇聚的效果，实现低成本透镜的组装制备。可选地，当多个介质层100在交替叠层的方向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透镜结构，其特征在于，包括：/n多层介质层；/n多层波导层，所述波导层与所述介质层沿第一方向交替叠层设置，所述波导层包括：/n一个或多个波导结构，多个所述波导结构间隔且平行排列；所述波导结构包括第一导电片和至少一对第二导电片，每对所述第二导电片关于中心轴对称设置，在所述中心轴的同一侧上的多个所述第二导电片通过所述第一导电片相互连接；/n其中，多个所述波导层中处于同一轴线上的多个所述波导结构之间具有所述第二导电片的个数的第一渐变规律，和/或，所述波导层的多个所述波导结构之间具有所述个数的第二渐变规律；所述轴线为穿过任意所述波导层且平行于所述第一方向的直线。/n

【技术特征摘要】
1.一种透镜结构，其特征在于，包括：
多层介质层；
多层波导层，所述波导层与所述介质层沿第一方向交替叠层设置，所述波导层包括：
一个或多个波导结构，多个所述波导结构间隔且平行排列；所述波导结构包括第一导电片和至少一对第二导电片，每对所述第二导电片关于中心轴对称设置，在所述中心轴的同一侧上的多个所述第二导电片通过所述第一导电片相互连接；
其中，多个所述波导层中处于同一轴线上的多个所述波导结构之间具有所述第二导电片的个数的第一渐变规律，和/或，所述波导层的多个所述波导结构之间具有所述个数的第二渐变规律；所述轴线为穿过任意所述波导层且平行于所述第一方向的直线。


2.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述第一渐变规律为所述个数从所述轴线的中心位置往两侧的所述波导结构对称递减，所述第二渐变规律为所述个数从所述波导层的多个所述波导结构的排列中心向两侧对称递减；
其中，当所述波导层的层数为至少三层时，多个所述波导层中处于同一所述轴线上的多个所述波导结构之间具有所述第一渐变规律；和/或，当所述波导层的所述波导结构为至少三个时，所述波导层的多个所述波导结构之间具有所述第二渐变规律；
当所述波导层的层数为一层或两层时，所述波导层包括至少三个所述波导结构，所述波导层的多个所述波导结构之间具有所述第二渐变规律。


3.根据权利要求2所述的透镜结构，其特征在于，多个所述波导层中处于同一所述轴线上的多个所述波导结构之间具有所述第一渐变规律：
所述波导层中多个所述波导结构的所述个数相同；或所述波导层中多个所述波导结构之间具有所述第二渐变规律。


4.根据权利要求2所述的透镜结构，其特征在于，所述波导层中多个所述波导结构之间具有所述第二渐变规律：
多个所述波导层中处于同一所述轴线上的多个所述波导结构的所述个数相同；或多个所述波导层中处于同一所述轴线上的多个所述波导结构之间具有所述第一渐变规律。


5.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，每对所述第二导电片关于所述中心轴镜像对称设置；或者，每对所述第二导电片关于所述中心轴滑移对称设置。


6.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，所述波导结构中，位于所述中心轴同一侧上的多个所述第二导电片等间距且平行设置，多个所述第二导电片长度相同。


7.根据权利要求1-6任一项所述的透镜结构，其特征在于，每个所述波导结构包括一个所述第一导电片，每对所述第二导电片分别设置在所述第一导电片轴向的两侧上。


8.根据权利要求7所述的透镜结构，其特征在于，每个波导结构沿所述轴向设有第一区域、第二区域及第三区域，所述第二导电片设置在所述第二区域，所述第一区域和所述第三区域中的至少一个区域设有第一匹配单元；
所述第一匹配单元包括至少一对关于所述中心轴对称的第一匹配段，同一对中的两个所述第一匹配段分别设置在所述第一导电片的两侧上；
在长度方向上，同一所述波导结构的所述第一匹配段的长度小于所述第二导电片的长度，所述长度方向垂直于所述轴向。


9.根据权利要求8所述的透镜结构，其特征在于，多对所述第一匹配段的长度从所述第一区域靠近所述第二区域区的一侧向所述第一区域远离所述第二区域的一侧递减，和/或从所述第三区域靠近所述第二区域的一侧向所述第三区域远离所述第二区域的一侧递减。


10.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44