[发明专利]一种电磁透镜、天线及CPE

说明书

本申请实施例提供一种电磁透镜、天线及CPE，涉及通信领域，该电磁透镜内部设有腔体，该电磁透镜包括N个沿所述电磁透镜的轴线依次排列的透镜单元，其中，N为大于1的整数，该N个透镜单元的介电常数分布使得通过所述电磁透镜的电磁波向所述电磁透镜的腔体内汇聚。

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种电磁透镜、天线及CPE。

背景技术

随着通信技术的飞速发展和通信产业链的不断成熟，无线通信已经成为人们生活必不可少的一部分，人们可以随时随地的通过终端设备接收和发送各种信息。目前，欧美85％以上的房屋是节能设计，节能材料对信号的衰减甚至超过20dB，难以满足通信需求，因此，需要增强天线的信号，以提升业务吞吐率。

现有的天线主要分成两种：定向天线和全向天线。

其中，定向天线可以定向接收来自信源基站的信号，但其安装时需选择信源和安装位置，并且安装好之后需要对准调试，需要专业人员操作，且维护成本高，周期长。

全向天线在水平360°范围内接收信号，虽然安装时无需对准调试，但其系统增益较低，甚至小于2dB，提高业务吞吐率的能力有限。

发明内容

本申请的实施例提供一种电磁透镜、天线及CPE，实现了电磁波的全向汇聚，提高了系统增益。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

本申请第一方面提供一种电磁透镜，所述电磁透镜内部设有腔体，所述电磁透镜包括N个沿所述电磁透镜的轴线依次排列的透镜单元，N为大于1的整数，所述N个透镜单元的介电常数分布使得通过所述电磁透镜的电磁波向所述电磁透镜的腔体内汇聚。

本申请实施例提供的电磁透镜，包括多个透镜单元，各透镜单元的介电常数分布能够实现电磁波的全向汇聚。

在可选的实现方式中，所述电磁透镜为为圆筒形状、沿轴线贯通的中空棱柱体，或中空的球体。由此，将电磁透镜做成厚度均匀的圆筒形状，与传统曲面形状的透镜相比，更容易加工。

在可选的实现方式中，所述电磁透镜包括中间位置，所述N个透镜单元按照介电常数从电磁透镜的中间位置向两端依次递减且对称分布的方式排列而成。由此，可使得经过该电磁透镜的电磁波向电磁透镜的中心位置汇聚。

在可选的实现方式中，所述透镜单元由单一材料制成，不同介电常数的各透镜单元材质不同，各透镜单元堆叠形成所述电磁透镜。由此，可通过改变各透镜单元的材质实现对各透镜单元介电常数的调整。

在可选的实现方式中，所述透镜单元由2种以上混合材料制成，所述透镜单元的等效介电常数与各混合材料的介电常数和各混合材料的体积占比相关。由此，可通过改变混合材料的占比实现对各透镜单元介电常数的调整，降低了电磁透镜的加工难度。

在可选的实现方式中，所述透镜单元由两种材料混合制成，所述透镜单元的等效介电常数ε_eff满足如下公式：

其中，ε_i为两种材料中第一种材料的介电常数，ε_eff为所述透镜单元的等效介电常数，ε_h为两种材料中第二种材料的介电常数，p为第二材料与第一材料的体积比。由此，可以根据上述公式中示出的第一材料和第二材料的介电常数、体积比和透镜单元的等效介电常数之间的关系，实现对电磁透镜各透镜单元的介电常数的控制。并且，仅选用两种材料，减少了混合材料的种类，降低了加工难度。

在可选的实现方式中，通过所述电磁透镜的电磁波产生的增益ΔG满足如下公式：

ε_h≈ε_i+ΔG+(1-p)