CN111656614B - 透镜、透镜天线、射频拉远单元及基站 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种透镜、透镜天线、射频拉远单元RRU及基站。该透镜包括基材层和金属层；该基材层的至少一面是凹面或者凸面；该基材层的至少一面存在该金属层；该金属层包括金属部分和镂空部分，该金属部分或该镂空部分以图形阵列呈现；该图形阵列包括多个第一环形，该第一环形包括多个图形单元，多个该第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个该第一环形包括的多个该图形单元的尺寸、旋转角度，以及相邻的两个第一间隔中的至少一个不同，其中，该第一间隔为相邻的两个该第一环形之间的间隔。本申请提供的技术方案可以利用金属层使透射电磁波产生移相量，从而可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。

Description

透镜、透镜天线、射频拉远单元及基站
技术领域
本申请涉及微波通信领域，并且更具体地，涉及一种透镜、透镜天线、射频拉远单元RRU及基站。
背景技术
在无线固定接入场景、城区密集部署的回传场景、平安城市、企业网等应用场景里面，需要点到多点微波通信设备。与传统点到点设备的天线追求高增益不同，点到多点设备中心节点的天线需要在水平面内覆盖较大角度，同时还要有较高增益和较低副瓣，这就要求中心节点的天线支持波束扫描或者多波束功能。
介质透镜天线是实现波束扫描或者多波束的一种常见形式，但低频段高增益介质透镜天线通常需要较大口面尺寸，而介质透镜的厚度和直径成正比，造成低频段介质透镜天线通常较厚，重量很大，不便于安装使用，同时介质损耗很大，辐射效率很低。
因此，如何减少介质透镜的厚度成为亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种透镜、透镜天线、射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)及基站，可以减少透镜的厚度。
第一方面，提供了一种透镜，包括基材层和金属层；所述基材层的至少一面是凹面或者凸面；所述基材层的至少一面存在所述金属层；所述金属层包括金属部分和镂空部分，所述金属部分或所述镂空部分以图形阵列呈现；所述图形阵列包括多个第一环形，所述第一环形包括多个图形单元，多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
上述技术方案中，在基材层上存在一层金属层，该金属层包括金属部分和镂空部分，当电磁波透过所述金属层时，金属层中的金属部分相当于电感元件，镂空部分相当于电容元件，可以形成谐振电路，从而对透射电磁波产生移相。通过改变相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸、旋转角度，以及相邻的两个第一环形之间的间隔中的至少一个，即可改变各个位置对应的谐振电路，从而改变透射电磁波产生的移相量，以便使透射电磁波在基材层的不同位置产生不同的移相量，产生的不同的移相量用于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，这样可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，从而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
在一种可能的实现方式中，同一所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
上述技术方案中，使同一第一环形包括的多个图形单元的尺寸和旋转角度相同，可以避免同一环形所在位置使电磁波产生的移相之间相互影响，降低透镜设计难度。
在一种可能的实现方式中，从所述透镜边缘至所述透镜中心，所述图形单元的第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
上述技术方案中，第一环形包括的图形单元的尺寸、旋转角度，以及相邻的两个第一环形之间的间隔中的至少一个在透镜中心和透镜边缘之间变化，从而可以在基材层的不同位置，依靠改变金属层使得透射电磁波产生不同的移相量，产生的移相量用于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，这样可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，从而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
在一种可能的实现方式中，所述图形单元的第一参量周期性变化，在每个变化周期，所述图形单元的第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
当天线口径较大时，在天线口面上的部分位置需要补偿的相位差可能会超过360°，基于透射电磁波的周期特性，此时可以补偿减去360°的整数倍后剩余的度数。因此，从该透镜边缘至该透镜中心，使该图形单元的第一参量周期性变化，在每个变化周期，该图形单元的第一参量从第一值逐渐增加至第二值，以便实现补偿减去360°的整数倍后剩余的度数，这样可以进一步减少基材层的厚度，进而减小透镜的整体厚度和使用的介质材料。
在一种可能的实现方式中，所述图形阵列还包括多个第二环形，所述第二环形包括多个图形单元，多个所述第二环形和多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个相同，且相邻的两个第二间隔相同，其中，所述第二间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔；在所述多个第一环形所在区域对应的位置处，所述基材层的厚度是保持不变的；在所述多个第二环形所在区域对应的位置处，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述基材层的厚度逐渐增加。
上述技术方案中，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向，金属层发生变化时，基材层的厚度不变，金属层不变化时，基材层的厚度逐渐增加，这样可以充分利用基材层的厚度变化和金属层的变化，来使透射电磁波产生移相，进而补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，可以减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
在一种可能的实现方式中，同一所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
上述技术方案中，使同一第二环形包括的多个图形单元的尺寸和旋转角度相同，可以避免同一环形所在位置使电磁波产生的移相之间相互影响，降低透镜设计难度。
在一种可能的实现方式中，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
上述技术方案中，先依靠改变基材层厚度来补偿相位差，直到剩余相位差可以单独依靠金属层来补偿，这样既充分利用了基材层的厚度变化，又充分利用了金属层的变化，可以较好地减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
在一种可能的实现方式中，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜边缘；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
上述技术方案中，将所述第二值保持到所述透镜中心，意味着在所述金属层不改变的区域所述第二参量均为最大值，在此基础上，改变基材层厚度来补偿剩余的相位差，这样可以在透镜中心附近尽可能大的依靠金属层来补偿相位差，因而可以减少依靠改变基材层厚度补偿的相位差，进而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
在一种可能的实现方式中，其特征在于，所述图形单元为中心连接型图形或者环型图形或者实心型图形。
在一种可能的实现方式中，所述中心连接形图形中与中心点连接的臂的长度之和为透射电磁波的波长的0.5-2倍；所述环型图形的外周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍；所述实心型图形的周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍。
在一种可能的实现方式中，所述中心连接型图形包括两个长臂和四个短臂；
所述两个长臂十字连接，所述长臂的每个端部连接至一个短臂的中心位置，所述两个长臂与所述四个短臂位于同一平面，且所述长臂与连接的短臂垂直。
在一种可能的实现方式中，相邻的两个所述第一环形包括的中心连接型图形的短臂的长度不同。
在一种可能的实现方式中，所述环型图形是开口谐振环。
在一种可能的实现方式中，相邻的两个所述第一环形包括的所述环型图形的外周长不同。
在一种可能的实现方式中，相邻的两个所述第一环形包括的所述实心型图形的周长不同。
在一种可能的实现方式中，所述基材层为介质材料，所述介质材料包括树脂、玻璃或陶瓷。
在一种可能的实现方式中，所述基材层的凸面或者凹面为阶梯面。
第二方面，提供了一种透镜天线，包括如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的透镜以及用于向所述透镜辐射电磁波的馈源，所述馈源设置在所述透镜的焦面上。
第三方面，提供了一种射频拉远单元RRU，包括如第二方面所述的透镜天线。
第四方面，提供了一种基站，包括基站收发台，如第二方面所述的透镜天线设置在所述收发台中，以及用于控制所述收发台的控制器。
第五方面，提供了一种透镜的制造方法，包括：在基材层的至少一面的全部区域镀附金属层，所述基材层的至少一面是凹面或者凸面；对金属层进行蚀刻处理，形成镂空的金属层，所述金属层中的金属部分或镂空部分以图形阵列呈现；所述图形阵列包括多个第一环形，所述第一环形包括多个图形单元，多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
在一种可能的实现方式中，同一所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
在一种可能的实现方式中，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
在一种可能的实现方式中，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量周期性变化，在每个变化周期，所述第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
在一种可能的实现方式中，所述图形阵列还包括多个第二环形，所述第二环形包括多个图形单元，多个所述第二环形与多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度，且相邻的两个第二间隔相同，其中，所述第二间隔为相邻的两个所述第二环形之间的间隔；在所述多个第一环形所在区域对应的位置处，所述基材层的厚度是保持不变的；在所述多个第二环形所在区域对应的位置处，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述基材层的厚度逐渐增加。
在一种可能的实现方式中，同一所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
在一种可能的实现方式中，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
在一种可能的实现方式中，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形靠近所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
第六方面，提供了一种透镜的制造方法，包括：对基材层的至少一面的进行活化处理；经过活化处理的区域呈现图形阵列，所述图形阵列包括多个第一环形，所述第一环形包括多个图形单元，多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔；将金属镀附在所述经过活化处理的区域，形成镂空的金属层。
在一种可能的实现方式中，同一所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
在一种可能的实现方式中，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
在一种可能的实现方式中，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量周期性变化，在每个变化周期，所述第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
在一种可能的实现方式中，所述图形阵列还包括多个第二环形，所述第二环形包括多个图形单元，多个所述第二环形与多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度，且相邻的两个第二间隔相同，其中，所述第二间隔为相邻的两个所述第二环形之间的间隔；在所述多个第一环形所在区域对应的位置处，所述基材层的厚度是保持不变的；在所述多个第二环形所在区域对应的位置处，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述基材层的厚度逐渐增加。
在一种可能的实现方式中，同一所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
在一种可能的实现方式中，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
在一种可能的实现方式中，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形靠近所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
因此，本申请在基材层上设置一层带有图形单元的金属层，通过改变多个图形单元的尺寸、旋转角度或者和相邻的两个环形之间的间隔中的至少一个，来改变所述金属层，以便使透射电磁波在基材层的不同位置产生不同的移相量，产生的移相量用于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，这样可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，从而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
附图说明
图1是介质透镜天线实现多波束功能的示意图。
图2是本申请实施例的透镜的结构示意图。
图3是本申请实施例的部分中心连接型图形的示意图。
图4是本申请实施例的部分环型图形的示意图。
图5是本申请实施例的部分实心型或者平面型图形的示意图。
图6是本申请实施例的耶路撒冷十字环的结构示意图。
图7是本申请实施例的开口谐振环不同旋转角度与产生的移相量的关系的示意图。
图8是本实施例的单元图形之间的间隔的示意图。
图9是本申请实施例的图形单元不同间隔与产生的移相量的关系的示意图。
图10是本申请实施例的第一参量呈周期性变化的示意图。
图11是去除部分介质减小透镜厚度的方法的示意图。
图12是在不同基材层厚度与不同短臂长度下移相量与频率的关系的示意图。
图13是本申请实施例的透镜的制造方法的示意性流程图。
图14是本申请实施例的透镜的另一制造方法的示意性流程图。
具体实施方式
本申请实施例提及的透镜、透镜天线、射频拉远单元RRU和基站可以应用于低频的无线通信场景中，也可以应用于需要减小透镜厚度的任意其他领域。
透镜天线包括透镜和放置在透镜焦点上的馈源，能够将馈源的球面波或柱面波转换为平面波，从而获得笔形、扇形或其他形状波束。其中，平面波，是在波的传播空间中同一时刻振动相位相同的点的构成的面为平面的波。馈源，是指连续口径天线或天线阵的初级辐射器，例如，源喇叭、振子等，将来自馈线的射频功率以电磁波的形式向透镜等辐射。
此外，透镜天线是实现波束扫描或者多波束的一种常见形式，透镜天线的波束指向会随着馈源横向偏离焦点而发生偏转，在焦面上移动馈源就可以实现波束扫描，在焦面上放置多个馈源就可以实现多波束功能，如图1所示。
透镜天线中馈源到天线口面各个位置的距离不同，因而馈源辐射的电磁波到达天线口面时传播路径长度不同，从而导致电磁波到达天线口面各个位置时相位不同，引起天线口面相位差。口面相位差过大会导致口面效率降低，增益变小，副瓣抬高，甚至会在主瓣上形成凹坑。
电磁波在不同媒质中的相速、波长不同，因此，为了避免上述情况发生，可以通过设计透镜，调节馈源辐射的电磁波的相速，从而补偿馈源到天线口面不同位置的路程差产生的相位差，获得天线口面上的平面波。
本申请提供了一种透镜、透镜天线、基站及透镜的制造方法，可以利用镂空的金属层使透射电磁波产生移相量，来补偿至少部分由于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，可以减小透镜的厚度。
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本申请实施例的透镜可以安装在天线上，构成透镜天线，也可以应用在任意其他适合的设备上。
本申请实施例的透镜天线可以安装在基站上，也可以应用在任意其他适合的设备上。
本申请实施例的基站可以是点到多点系统(point to multipoint system)中的基站，全球移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)或码分多址(code division multiple access，CDMA)中的基站(base transceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)系统中的基站(nodeB，NB)，还可以是长期演进系统(long term evolution，LTE)中的演进型基站(evolutional node B，eNB或eNodeB)，本申请实施例不作具体限定。
图2是本申请实施例的一种透镜的结构示意图，应理解，图3描述的透镜的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本申请实施例，而非要将本申请实施例限于所例示的具体形式或具体场景。
如图2所示，该透镜包括基材层210和金属层220；所述基材层210的至少一面是凹面或者凸面；所述基材层210的至少一面存在所述金属层220；所述金属层220包括金属部分和镂空部分，所述金属部分或所述镂空部分以图形阵列呈现；所述图形阵列包括多个第一环形，所述第一环形包括多个图形单元，多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
可选地，基材层210的单面或者双面是凹面或者凸面。
例如，基材层210可以是两面为凸面的双凸透镜；可以是一面为平面、一面为凸面的平凸透镜；可以是一面为平面、一面为凹面的平凹透镜；可以是一面为凹面、一面为凸面的凹凸透镜等，本申请实施例不作具体限定。
可选地，基材层210的凸面或者凹面为阶梯面。
例如，基材层210可以是两面为平滑曲面的双凸透镜；可以是一面为平滑曲面、一面为阶梯面的双凸透镜；可以是两面为阶梯面的双凸透镜；可以是一面为平面、一面为平滑曲面的平凸透镜；可以是一面为平面、一面为阶梯面的平凸透镜；可以是一面为平面、一面为阶梯面的平凹透镜；可以是一面为平面、一面为平滑曲面的平凹透镜；可以是一面为平滑曲面、一面为阶梯面的凹凸透镜；可以是双面为平滑曲面的凹凸透镜；可以是双面为阶梯面的凹凸透镜等，本申请实施例不作具体限定。
应理解，基材层210为平滑曲面意味着基材层210的厚度是连续变化的，而基材层210为阶梯面意味着基材层210的厚度是阶梯状变化的。
可选地，基材层210的双面为平面。
应理解，当单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相就可以补偿全部馈源到透镜天线不同位置的路程差产生的相位差时，基材层210的厚度可以不发生变化，此时，基材层210的双面可以为平面。
可选地，基材层210为介质材料。
例如，基材层210可以是树脂、玻璃或陶瓷等各种不导电材料制成，本申请实施例不作具体限定。
可选地，可以在基材层210的单面或者双面设置有该金属层220。
例如，基材层210为双凸透镜时，可以在两个凸面上设置金属层220，也可以在两个凸面中的任意一面设置金属层220；基材层210为平凸透镜时，可以单独在平面或者凸面上设置金属层220，也可以在凸面和平面上同时设置金属层220；基材层210为平凹透镜时，可以单独在平面或者凹面上设置金属层220，也可以在凹面和平面上同时设置金属层220；基材层210为凹凸透镜时，可以单独在凹面或者凸面设置金属层220，也可以在凹面和凸面上同时设置金属层220；基材层210双面为平面时，可以在两个平面上设置金属层220，也可以在两个平面中的任意一面设置金属层220，本申请实施例不作具体限定。
可选地，可以在基材层210的单面或者双面的部分区域设置该金属层220。
例如，可以在基材层210的单面或者双面的中心区域设置金属层220，在边缘区域不设置金属层220，中心区域可以是基材层210上以基材层210中心为圆心的且小于基材层210的圆形区域，本申请实施例不作具体限定。
可选地，该金属层220包括镂空部分和金属部分，以便金属层220上形成图形阵列。
可选地，该图形阵列可以由金属层220的金属部分形成。
可选地，该图形阵列可以由金属层220的镂空部分形成。
可选地，该金属部分或者镂空部分呈多个环形排列。
可选地，多个环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形。尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形，意味着多个环形呈环套环的形式，任意两个环形之间存在间隔。应理解，本申请提供的多个环形呈如图2所述IDE环套环的形式，其中，环形的尺寸可以为环形的周长、面积、半径等各种度量，本申请对此不做限定。
例如，如图2所示，该图形阵列可以包括三个环形，其中，最外圈的16个图形单元组成环形1，中间一圈的12个图形单元组成环形2，最内圈的四个图形单元组成环形3。
可选地，各个环形的中心相同。
本申请实施例对于环形的形状不做限定，比如可以是圆环形，也可以是方环形等。
可选地，各个环形的中心均为透镜的中心。
可选地，该每个环形包括多个图形单元。
可选地，该每个环形可以由多个金属图形单元构成。
例如，通过把部分金属蚀刻掉，使残留的金属部分呈现图形单元的形状。
可选地，该图形阵列可以由多个缝隙或者孔洞构成，该缝隙或者孔洞以特定的图形单元形式呈现。
例如，通过把部分金属蚀刻掉，使形成的缝隙或者孔洞呈现图形单元的形状。
可选地，该多个图形单元之间是分立的。这也就意味着多个图形单元之间不会有重叠的部分。
应理解，当图形阵列由多个金属图形单元构成时，得到的金属层220是不连续的，而当图形阵列由多个缝隙或者孔洞构成时，多个缝隙或者孔洞之间是分立的，但得到的金属层220是连续的。
本申请实施例对该图形单元的具体形状不做限定，例如，该图形单元可以是如图3至图5所示的中心连接图形或者环型图形或者实心型图形。
可选地，如图3所示，中心连接型图形具有多个与中心连接的部分，且任意相邻的两部分之间的角度分别相同。
可选地，如图4所示，环形图形可以是中心相同的同一形状的较大图形与较小图形之间的部分构成的图形。
图3至图5分别给出了中心连接图形或者环型图形或者实心型图形中的部分图形。
可选地，中心连接型图形可以是耶路撒冷十字环。
图6是本申请实施例的耶路撒冷十字环的结构示意图。如图6所示，本申请实施例的耶路撒冷十字环包括两个长臂和四个短臂，该两个长臂十字连接，该长臂的每个端部连接至一个短臂的中心位置，该两个长臂与该四个短臂位于同一平面，且该长臂与连接的短臂垂直。
其中，c1表示耶路撒冷十字环的长臂的长度，c2表示耶路撒冷十字环的短臂的长度，p表示两个耶路撒冷十字环的间距(两个耶路撒冷十字环的间距为两个耶路撒冷十字环中心之间的间距，图中p为示意性的说明)。
可选地，四个短臂的长度相同。
应理解，图3至图6所示的图形仅为本申请实施例的图形单元中的部分示例，对本申请实施例不构成限定，例如，本发明实施例的图形单元还可以是星形、三角环型、实心的三角形等。
可选地，该环型图形还可以是如图7所示的开口谐振环。
还应理解，本发明实施例的图形单元也可以不是中心连接图形、环形图形和实心型图形中的，可以是能够支持本发明实施例的任意其他图形。
上述技术方案中，图形单元可以是各种各样的图形，因而可以根据透镜的设计需求选择恰当的图形单元形状，使得金属层可以更好地补偿相位差，有利于减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
可选地，该中心连接形图形中与中心点连接的臂的长度之和为透射电磁波的波长的0.5-2倍，该环型图形的外周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍，该实心型图形的周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍。
根据透射电磁波的波长确定图形单元的基本大小，当图形单元的基本大小确定以后，意味着从透镜中心到透镜边缘可以放置的图形单元的个数基本确定了。
可选地，该多个环形包括多个第一环形。可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸不同。
可选地，尺寸可以是臂长、外周长、周长或者其他任意适合的尺寸。
可选地，该中心连接型图形的臂长可以不同。
例如，图2所示的三个环形中相邻环形的图形单元的尺寸不同，也即耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和不同。
例如，如图3所示的四个图形单元的与中心连接的多个臂的臂长可以不同。
例如，如图3所示的第二至第四个图形单元的与上述多个臂的端点连接的多个短臂的长度可以不同。
可选地，该实心型图形的周长可以不同。
例如，如图5所示的图形单元的变化量可以是周长。
可选地，该环型图形的外周长可以不同。
例如，如图4和图7所示的图形单元的变化量可以是外周长可以不同。
应理解，对于不同类型的图形单元，多个图形单元之间的可变化的尺寸可能不同；对于同一类型的图形单元，多个图形单元之间的可变化的也可能不同。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度不同。
可选地，图形单元的旋转角度可以是就参考图形单元而言的。
可选地，图形单元的旋转角度可以是就某一个环形包括的图形单元而言的。
可选地，图形单元的旋转角度可以是就某一个特定的图形单元而言的。
例如，选取透镜中心的图形单元为参考图形，那么该变化量就是相对于透镜中心的图形单元的变化量。
例如，该图形单元为开口谐振环。
以开口谐振环为例描述本申请实施例的图形单元的旋转角度。
图7是本申请实施例的开口谐振环不同旋转角度与产生的移相量的关系的示意图。以参考点的图形摆放角度为起点，顺时针旋转，相对于参考点的透射电磁波的相位，可以产生不同的移相量。
如图7所示，设第一个图形单元放置角度为参考角度，设此时透射电磁波产生0°的移相量；其他位置的单元图形相对于参考角度顺时针旋转45°，相对于第一个图形单元可以产生40°的移相量，也就是说相对于第一个图形单元位置的相位差为40°；其他位置的单元图形相对于参考角度顺时针旋转135°，相对于第一个图形单元可以产生100°的移相量，也就是说相对于第一个图形单元位置的相位差为100°。
可选地，该第一个图形单元放置的位置可以是透镜中心，也可以是其他任意位置。
应理解，上述旋转角度与产生的移相量仅为阐述方便而使用的示意性的数值，真实数值可以为其他数值，不对本申请实施例构成限定。
可选地，旋转的度数与产生的移相量的关系可以近似为线性关系，线性系数一般小于1。
可选地，旋转方向也可以是逆时针旋转。
可选地，相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
应理解，第一间隔是就两个第一环形之间的间隔而言的。以圆环形为例，第一间隔可以是两个环形的半径差。
相邻的两个第一间隔，意味着至少有三个第一环形，例如是环形A、环形B、环形C，假设环形B在环形A和环形C之间，那么，相邻的两个第一间隔即为环形B与环形A之间的间隔，以及环形B与环形C之间的间隔。相邻的两个第一间隔不同，也就是环形B与环形A之间的间隔，以及环形B与环形C之间的间隔，两者不同。
可选地，相邻的两个所述第一环形之间的间隔可以是两个第一环形包括的图形单元在从透镜中心到透镜边缘的方向上的间隔。
可选地，如图8所示，相邻的两个所述第一环形之间的间隔可以是第一环形包括的图形单元中心点之间的距离；可以是图形单元上任意位置到其他图形单元上相同位置之间的距离；可以是多个图形单元之间的缝隙。
图9是本申请实施例的图形单元不同间隔与产生的移相量的关系的示意图，其中，0°、40°和100°为图形单元间距为0.5倍电磁波波长、图形单元间距为0.6倍电磁波波长、图形单元间距为0.7倍电磁波波长相对于图形单元间距为0.5倍电磁波波长可以使透射电磁波可以产生的移相量。
可选地，图形单元的尺寸、旋转角度和环形之间的间隔均可以是就参考图形单元而言的，随着选取的参考图形单元不同，图形单元的尺寸、旋转角度和环形之间的间隔也随之不同。
上述技术方案中，在基材层上存在一层金属层，该金属层包括金属部分和镂空部分，当电磁波透过所述金属层时，金属层中的金属部分相当于电感元件，镂空部分相当于电容元件，可以形成谐振电路，从而对透射电磁波产生移相。通过改变相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸、旋转角度，以及相邻的两个第一环形之间的间隔中的至少一个，即可改变各个位置对应的谐振电路，从而改变透射电磁波产生的移相量，以便使透射电磁波在基材层的不同位置产生不同的移相量，产生的不同的移相量用于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，这样可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，从而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸不同，或者相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度不同，或者相邻的两个第一间隔不同，其中，第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
例如，当该图形单元的尺寸不同时，该图形单元的旋转角度固定不变，且该第一间隔固定不变；当该图形单元的旋转角度不同时，该多个图形单元的尺寸固定不变，且该第一间隔固定不变；当该第一间隔不同时，该图形单元的尺寸和旋转角度固定不变。
上述技术方案中，只改变多个图形单元的单一参数，可以在降低设计难度的同时，减小基材层的厚度。
可选地，同一所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
例如，如图2所示，同一个环形(例如，环形1，环形2，或环形3)内，耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和相同。
上述技术方案中，使每个第一环形包括的多个图形单元的尺寸和旋转角度相同，可以避免同一环形所在位置使电磁波产生的移相之间相互影响，降低透镜设计难度。
可选地，从所述透镜边缘至所述透镜中心，所述图形单元的第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸不同，或者相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度不同，或者相邻的两个第一间隔不同。
例如，从该透镜边缘至该透镜中心，该图形单元的尺寸从第一尺寸逐渐增加至第二尺寸，或者从该透镜边缘至该透镜中心，该图形单元的旋转角度从第一角度逐渐增加至第二角度，或者从该透镜边缘至该透镜中心，该第一间隔从间隔A逐渐增加至间隔B，本申请实施例不作具体限定。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸、相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度、相邻的两个第一间隔中任一多个不同。
例如，从该透镜边缘至该透镜中心，该图形单元的尺寸从第一尺寸逐渐增加至第二尺寸，同时该图形单元的旋转角度从第一角度逐渐增加至第二角度；或者从该透镜边缘至该透镜中心，该第一间隔从间隔A逐渐增加至间隔B，同时该图形单元的旋转角度从第一角度逐渐增加至第二角度，本申请实施例不作具体限定。
例如，如图10中的左图所示，以图形单元为耶路撒冷十字环为例进行说明，耶路撒冷十字环1，耶路撒冷十字环2，耶路撒冷十字环3，耶路撒冷十字环4，和耶路撒冷十字环5的四个短臂之和的长度排序是：耶路撒冷十字环1的四个短臂长度之和<耶路撒冷十字环2的四个短臂长度之和<耶路撒冷十字环3的四个短臂长度之和，以及，耶路撒冷十字环5的四个短臂长度之和<耶路撒冷十字环4的四个短臂长度之和<耶路撒冷十字环3的四个短臂长度之和。应理解，从该透镜边缘至该透镜中心，从第一值逐渐增加至第二值，意味着，从该透镜中心至该透镜边缘，从第二值逐渐减少至第一值。
应理解，从该透镜边缘至该透镜中心，呈现从第一值逐渐增加至第二值的规律，但并不意味着设计或者制造该透镜是从边缘到中心，例如，还可以是从中心到边缘，还可以是从透镜的任一位置开始，然后分别推至透镜的中心和边缘。
可选地，当第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度可以不发生改变。
例如，当天线口径较小时，单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相就可以补偿全部馈源到透镜天线不同位置的路程差产生的相位差时，基材层210的厚度可以不变。
可选地，当第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度可以相应改变。
例如，根据实际需求，可以在第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度相应改变，两者以适当的比例分别补偿部分电磁波由于路程差而产生的相位差，以使透射电磁波变换为平面波。
应理解，第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度也发生改变的方式，不仅可以应用于天线口径较大(单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相不能完全补偿电磁波由于路程差而产生的相位差)时，也可以应用于天线口径较小时，本申请实施例不做具体限定。
可选地，该第一值、第二值可以是理想条件下允许的最小值、最大值。
例如，针对旋转角度，理想条件下，可以是第一值为0°，第二值为180°或-180°。
可选地，该第一值、第二值可以是实际条件下的任意数值，且第二值大于第一值。
例如，针对旋转角度，实际可以是第一值为0°，第二值为100°。
可选地，根据天线口面各个位置需要补偿的相位差，确定在各个位置的第一参量，使得第一参量从第一值逐渐增加至第二值。
上述技术方案中，第一环形包括的图形单元的尺寸、旋转角度，以及相邻的两个第一环形之间的间隔中的至少一个在透镜中心和透镜边缘之间变化，从而可以在基材层的不同位置，依靠改变金属层使得透射电磁波产生不同的移相量，产生的移相量用于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，这样可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，从而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
可选地，所述图形单元的第一参量周期性变化，在每个变化周期，所述图形单元的第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸不同，或者相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度不同，或者相邻的两个第一间隔不同。
例如，从该透镜边缘至该透镜中心，该图形单元的尺寸周期性变化，在每个变化周期，该图形单元的尺寸从第一尺寸逐渐增加至第二尺寸，或者从该透镜边缘至该透镜中心，该多个图形单元的旋转角度周期性变化，在每个变化周期，该图形单元的变化量从第一角度逐渐增加至第二角度，或者从该透镜边缘至该透镜中心，该第一间隔周期性变化，在每个变化周期，该第一间隔从第一间隔逐渐增加至第二间隔，本申请实施例不作具体限定。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸、相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度、相邻的两个第一间隔中任一多个不同。
例如，从该透镜边缘至该透镜中心，该图形单元的尺寸周期性变化，在每个变化周期，该图形单元的尺寸从第一尺寸逐渐增加至第二尺寸，同时该图形单元的旋转角度周期性变化，在每个变化周期，该图形单元的旋转角度从第一角度逐渐增加至第二角度；或者从该透镜边缘至该透镜中心，该第一间隔周期性变化，在每个变化周期，该第一间隔从间隔A逐渐增加至间隔B，同时该图形单元的旋转角度周期性变化，在每个变化周期，该图形单元的旋转角度从第一角度逐渐增加至第二角度，本申请实施例不作具体限定。
当天线口径较大时，在天线口面上的部分位置需要补偿的相位差可能会超过360°，此时，需要补偿的相位差可以有两种选择，一是补偿大于360°的相位差，二是补偿减去360°的整数倍后剩余的度数。
例如，当某些位置需要补偿的相位差为400°，可以选择补偿400°，那么此时基材层210的厚度可能就会比较厚；也可以选择补偿40°。
例如，当某些位置需要补偿的相位差为730°，可以选择补偿730°，此时基材层210的厚度就会很厚了；也可以选择补偿10°。
基于上述原理，如图10中的右图所示，以图形单元为耶路撒冷十字环为例进行说明，从透镜边缘到透镜中心(周期2的左数第三个耶路撒冷十字环是透镜中心)，周期1和周期2分别包括3个耶路撒冷十字环，分别在周期1和周期2内，耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和依次增加，并且，周期1的左数第一个耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和等于周期2的左数第一个耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和，周期1的左数第二个耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和等于周期2的左数第二个耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和，周期3的左数第三个耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和等于周期2的左数第三个耶路撒冷十字环的四个短臂的长度之和。
从该透镜边缘至该透镜中心，使第一参量周期性变化，在每个变化周期，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，以便实现补偿减去360°的整数倍后剩余的度数。
这样可以进一步减少基材层210的厚度，进而减小透镜的整体厚度和使用的介质材料。
应理解，从该透镜边缘至该透镜中心，第一参量周期性变化，在每个变化周期，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，意味着，从该透镜边缘至该透镜中心，第一参量周期性变化，在每个变化周期，第一参量从第二值逐渐减少至第一值。
还应理解，图10描述的透镜的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本申请实施例，而非要将本申请实施例限于所例示的具体形式或具体场景，例如环形还可以是圆环形等。
可选地，当第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度可以不发生改变。
例如，当天线口径较小时，单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相就可以补偿全部馈源到透镜天线不同位置的路程差产生的相位差时，基材层210的厚度可以不变。
可选地，当第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度可以相应改变。
例如，根据实际需求，可以在第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度相应改变，两者以适当的比例分别补偿部分电磁波由于路程差而产生的相位差，以使透射电磁波变换为平面波。
应理解，第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度也发生改变的方式，不仅可以应用于天线口径较大(单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相不能完全补偿电磁波由于路程差而产生的相位差)时，也可以应用于天线口径较小时，本申请实施例不做具体限定。
可选地，该第一值、第二值可以是理想条件下允许的最小值、最大值。
例如，针对旋转角度，理想条件下，可以是第一值为0°，第二值为180°或-180°。
可选地，该第一值、第二值可以是实际条件下的任意数值，且第二值大于第一值。
例如，针对旋转角度，实际可以是第一值为0°，第二值为100°。
可选地，根据天线口面各个位置需要补偿的相位差，确定在各个位置的第一参量，使得第一参量周期性变化，在每个变化周期，第一参量从第一值逐渐增加至第二值。
上述技术方案中，第一参量在透镜中心和透镜边缘之间呈现周期性变化，可以补偿减去360°的整数倍后剩余的度数，可以进一步减少基材层的厚度，进而减小透镜的整体厚度和使用的介质材料。
实现补偿减去360°的整数倍后剩余的度数的方法有很多，例如，如图11所示，还可以是在基材层的一面分区域去除厚度为透射电磁波在基材层中的波长长度的介质，使不同位置的相位差减小360°的整数倍，剩余的度数再依靠改变第一参量来补偿。
上述技术方案中，在不改变透镜形状的前提下，去除基材层中的部分介质，可以进一步使透镜变薄，减少介质损耗，从而提高辐射效率。
在一种可能的实现方式中，所述图形阵列还包括多个第二环形，所述第二环形包括多个图形单元，多个所述第二环形与多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个相同，且相邻的两个第二间隔相同，其中，所述第二间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔；在所述多个第一环形所在区域对应的位置处，所述基材层的厚度是保持不变的；在所述多个第二环形所在区域对应的位置处，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述基材层的厚度逐渐增加。
其中，尺寸、旋转角度和第二间隔的含义与上文所述尺寸、旋转角度和第一间隔含义类似，可以参考上文的描述，此处不再赘述。
上述技术方案中，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向，金属层发生变化时，基材层的厚度不变，金属层不变化时，基材层的厚度逐渐增加，这样可以充分利用基材层的厚度变化和金属层的变化，来使透射电磁波产生移相，进而补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，可以减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
可选地，同一所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
上述技术方案中，使同一第二环形包括的多个图形单元的尺寸和旋转角度相同，可以避免同一环形所在位置使电磁波产生的移相之间相互影响，降低透镜设计难度。
可选地，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸不同，或者相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度不同，或者相邻的两个第一间隔不同。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸、相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度、相邻的两个第一间隔中任意多个不同。
可选地，该第一值、第二值可以是理想条件下允许的最小值、最大值。
例如，针对旋转角度，理想条件下，可以是第一值为0°，第二值为180°或-180°。
可选地，该第一值、第二值可以是实际条件下的任意数值，且第二值大于第一值。
例如，针对旋转角度，实际可以是第一值为0°，第二值为100°。
可选地，根据天线口面各个位置需要补偿的相位差，确定在各个位置的第一参量。
应理解，第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度也发生改变的方式，不仅可以应用于天线口径较大(单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相不能完全补偿电磁波由于路程差而产生的相位差)时，也可以应用于天线口径较小时，本申请实施例不做具体限定。
上述技术方案中，先依靠改变基材层厚度来补偿相位差，直到剩余相位差可以单独依靠金属层来补偿，这样既充分利用了基材层的厚度变化，又充分利用了金属层的变化，可以较好地减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
可选地，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜边缘；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸不同，或者相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度不同，或者相邻的两个第一间隔不同。
可选地，相邻的两个第一环形包括的图形单元的尺寸、相邻的两个第一环形包括的图形单元的旋转角度、相邻的两个第一间隔中任意多个不同。
可选地，该第一值、第二值可以是理想条件下允许的最小值、最大值。
例如，针对旋转角度，理想条件下，可以是第一值为0°，第二值为180°或-180°。
可选地，该第一值、第二值可以是实际条件下的任意数值，且第二值大于第一值。
例如，针对旋转角度，实际可以是第一值为0°，第二值为100°。
可选地，根据天线口面各个位置需要补偿的相位差，确定在各个位置的第一参量。
应理解，第一参量逐渐改变的同时，基材层210的厚度也发生改变的方式，不仅可以应用于天线口径较大(单独依靠金属层220对透射电磁波产生的移相不能完全补偿电磁波由于路程差而产生的相位差)时，也可以应用于天线口径较小时，本申请实施例不做具体限定。
上述技术方案中，将所述第二值保持到所述透镜中心，意味着在所述金属层不改变的区域所述第二参量均为最大值，在此基础上，改变基材层厚度来补偿剩余的相位差，这样可以在透镜中心附近尽可能大的依靠金属层来补偿相位差，因而可以减少依靠改变基材层厚度补偿的相位差，进而减小基材层的厚度，进而减小透镜的厚度。
下面结合图6和图12，以改变耶路撒冷十字环的短臂长度为例描述本申请实施例的透镜。本申请实施例可以采用罗杰斯公司生产的介质构成基材层，型号为RO4003。
可选地，本申请实施例的耶路撒冷十字环的四个短臂的长度可以不同。
可选地，四个长臂的长度相同。
在基材层两面镀有金属图形耶路撒冷十字环。
透镜天线可以按照如下的方式进行设计：从边缘到中间，先保持基材层厚度不变，增大耶路撒冷十字环的短臂长度，增加透射电磁波产生的移相量；短臂长度增大到极限后，增加基材层厚度进一步增加透射电磁波产生的移相量，直到中心相位差满足要求，得到图3中俯视图所示的图形阵列。
其中，耶路撒冷十字环的短臂长度从0逐渐增加至长臂长度，长臂长度可以根据透射电磁波的波长确定。耶路撒冷十字环的两个长臂长度之和为透射电磁波波长的0.5-2倍，那么一个长臂长度在透射电磁波波长的0.25-1倍之间。
在改变耶路撒冷十字环的短臂的长度的同时，各个耶路撒冷十字环之间的间距、旋转角度均不发生变化。
可选地，本申请实施例的透镜可以是中间厚、边缘薄，且呈阶梯型变化。
图12是在不同基材层厚度与不同短臂长度下移相量与频率的关系的示意图，其中，横坐标是频率，纵坐标是移相量。如图12所示，改变耶路撒冷十字环的短臂长度可以改变透射电磁波的移相量，改变基材层的厚度也可以改变透射电磁波的移相量。
具体地，在频率为5.8GHz时，从基材层厚度为3mm且短臂长度为2mm，到基材层厚度为20mm且短臂长度为12mm，可以产生346度的相位差。
因此可以验证本申请实施例的技术方案的可行性。
应理解，上述设计方案仅为示例，对本申请实施例不构成限定。
此外，实验结果表明，在同样的天线口径下，要使透射电磁波产生相同的移相量(或者相同的与参考点的相位差)，单纯介质透镜天线的中心厚度为90mm，而本申请实施例将天线厚度减小77％。
上述技术方案中，多个耶路撒冷十字环的短臂长度在透镜中心和透镜边缘之间变化，从而可以在基材层的不同位置，依靠改变金属层使得透射电磁波产生不同的移相量，产生的移相量用于补偿电磁波由于路程差而产生的相位差，这样，可以减少依靠改变基材层厚度产生移相量，从而减小基材层的厚度。
应理解，图2至图12描述的透镜的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本申请实施例，而非要将本申请实施例限于所例示的具体数值或具体场景。本领域技术人员根据所给出的透镜的例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本申请实施例的范围内。
本申请实施例还提供了一种透镜天线，该透镜天线包括馈源和上文任意实施例描述的透镜，该馈源用于辐射电磁波，该馈源设置在该透镜的焦面上，用于将该球面电磁波变换成平面电磁波。与透镜相关的描述可以参见上文，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种射频拉远单元(remote radio unit，RRU)，该RRU包括如前文任意描述的透镜天线。与透镜天线相关的描述可以参见上文，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种基站，该基站包括基站收发台和基站控制器，如前文任意描述的透镜天线设置在该基站收发台中。与透镜天线相关的描述可以参见上文，此处不再赘述。
下面对本申请实施例提供的透镜的制造方法进行描述。
图13是本申请实施例的透镜的制造方法的示意性流程图。图13的制造方法可用于制造上文中各实施例中的透镜。图13的制造方法可以包括1310-1320中的至少部分内容。下面对1310-1320进行详细描述。
在1310中，在基材层的至少一面的全部区域镀附金属层，所述基材层的至少一面是凹面或者凸面。
本申请实施例对镀附方式不作具体限定，可以是任何适合的镀附方式，例如，可以是电镀、化镀。
在1320中，对金属层进行蚀刻处理，形成镂空的金属层，所述金属层中的金属部分或镂空部分以图形阵列呈现；所述图形阵列包括多个第一环形，所述第一环形包括多个图形单元，多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔。
本申请实施例对蚀刻方式不作具体限定，可以是任何适合的蚀刻方式，例如，可以是化学反应、物理撞击。
可选地，同一所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
可选地，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
可选地，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量周期性变化，在每个变化周期，所述第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
可选地，所述图形阵列还包括多个第二环形，所述第二环形包括多个图形单元，多个所述第二环形与多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度，且相邻的两个第二间隔相同，其中，所述第二间隔为相邻的两个所述第二环形之间的间隔；在所述多个第一环形所在区域对应的位置处，所述基材层的厚度是保持不变的；在所述多个第二环形所在区域对应的位置处，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述基材层的厚度逐渐增加。
可选地，同一所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
可选地，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
可选地，相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形靠近所述透镜中心；在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述第二参量为所述第一值；其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
可选地，该图形单元为中心连接型图形或者环型图形或者实心型图形。
可选地，该中心连接形图形中与中心点连接的臂的长度之和为透射电磁波的波长的0.5-2倍；该环型图形的外周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍；该实心型图形的周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍。
可选地，该基材层为介质材料，该介质材料包括树脂、玻璃或陶瓷。
可选地，该基材层的凸面或者凹面为阶梯面。
本申请实施例中，透镜制造可以采用常规的设备以及制造工艺，不会带来系统额外的损失。
图14是本申请另一实施例的透镜的制造方法的示意性流程图。图14的制造方法可用于制造上文中各实施例中的透镜。图14的制造方法可以包括1410-1420中的至少部分内容。下面对1410-1420进行详细描述。
在1410中，对基材层的至少一面的进行活化处理；经过活化处理的区域呈现图形阵列，该图形阵列包括多个第一环形，该第一环形包括多个图形单元，多个该第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个该第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，该第一间隔为相邻的两个该第一环形之间的间隔。
本申请实施例对活化处理方式不作具体限定，可以是任何适合的活化处理方式，例如，可以是化学品氧化、火焰氧化、溶剂蒸气浸蚀和电晕放电氧化。
在1420中，将金属镀附在该经过活化处理的区域，形成镂空的金属层。
可选地，将金属镀附在该经过活化处理的区域，可以是将具有图形单元的形状的金属片镀附在该经过活化处理的区域，也可以是将金属涂附在该经过活化处理的区域。
本申请实施例对蚀刻方式不作具体限定，可以是任何适合的蚀刻方式，例如，可以是化学反应、物理撞击。
可选地，同一该第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
可选地，在该透镜的边缘至该透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，该第一参量包括以下参量中的至少一个：该第一环形包括的图形单元的尺寸，该第一环形包括的图形单元的旋转角度和该第一间隔。
可选地，在该透镜的边缘至该透镜的中心方向上，第一参量周期性变化，在每个变化周期，该第一参量从第一值逐渐增加至第二值；其中，该第一参量包括以下参量中的至少一个：该第一环形包括的图形单元的尺寸，该第一环形包括的图形单元的旋转角度和该第一间隔。
可选地，该图形阵列还包括多个第二环形，该第二环形包括多个图形单元，多个该第二环形与多个该第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，相邻的两个该第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度，且相邻的两个第二间隔相同，其中，该第二间隔为相邻的两个该第二环形之间的间隔；在该多个第一环形所在区域对应的位置处，该基材层的厚度是保持不变的；在该多个第二环形所在区域对应的位置处，在该透镜的边缘至该透镜的中心方向上，该基材层的厚度逐渐增加。
可选地，同一该第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
可选地，相比于每个该第一环形，多个该第二环形远离该透镜中心；在该透镜的边缘至该透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且该第二参量为该第一值；其中，该第一参量包括以下参量中的至少一个：该第一环形包括的图形单元的尺寸，该第一环形包括的图形单元的旋转角度和该第一间隔；该第二参量包括：该第二环形包括的多个该图形单元的尺寸，该第二环形包括的多个该图形单元的旋转角度和该第二间隔。
可选地，相比于每个该第一环形，多个该第二环形靠近该透镜中心；在该透镜的边缘至该透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且该第二参量为该第一值；其中，该第一参量包括以下参量中的至少一个：该第一环形包括的图形单元的尺寸，该第一环形包括的图形单元的旋转角度和该第一间隔；该第二参量包括：该第二环形包括的多个该图形单元的尺寸，该第二环形包括的多个该图形单元的旋转角度和该第二间隔。
可选地，该图形单元为中心连接型图形或者环型图形或者实心型图形。
可选地，该中心连接形图形中与中心点连接的臂的长度之和为透射电磁波的波长的0.5-2倍；该环型图形的外周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍；该实心型图形的周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍。
可选地，该基材层为介质材料，该介质材料包括树脂、玻璃或陶瓷。
可选地，该基材层的凸面或者凹面为阶梯面。
本申请实施例中，透镜制造可以采用常规的设备以及制造工艺，不会带来系统额外的损失。
本申请的技术方案是在介质透镜单面或者双面增加金属图形阵列，金属图形会对透射电磁波产生移相，金属图形的尺寸或者位置或者角度变化会对使透射电磁波产生相位差，把原来单纯依靠介质厚度变化产生相位差变为金属图形的结构参数变化和介质厚度变化相结合产生相位差，这样可以大大减小介质透镜中心部分的厚度。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种透镜，其特征在于，包括基材层和金属层；
所述基材层的至少一面是凹面或者凸面；
所述基材层的至少一面存在所述金属层；
所述金属层包括金属部分和镂空部分，所述金属部分或所述镂空部分以图形阵列呈现；
所述图形阵列包括多个第一环形，所述第一环形包括多个图形单元，多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，
相邻的两个所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度中的至少一个不同，和/或相邻的两个第一间隔不同，其中，所述第一间隔为相邻的两个所述第一环形之间的间隔；
所述图形阵列还包括多个第二环形，所述第二环形包括多个图形单元，多个所述第二环形和多个所述第一环形中尺寸较大的环形包围尺寸较小的环形；其中，
相邻的两个所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度、以及相邻的两个第二间隔相同，其中，所述第二间隔为相邻的两个所述第二环形之间的间隔；
在所述多个第一环形所在区域对应的位置处，所述基材层的厚度是保持不变的；
在所述多个第二环形所在区域对应的位置处，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述基材层的厚度逐渐增加；
相比于每个所述第一环形，多个所述第二环形远离所述透镜边缘；
在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，所述多个第一环形的第一参量从第一值逐渐增加至第二值，且所述多个第二环形的第二参量为所述第二值；
其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔；
所述第二参量包括：所述第二环形包括的多个所述图形单元的尺寸，所述第二环形包括的多个所述图形单元的旋转角度和所述第二间隔。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，同一所述第一环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
3.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量从第一值逐渐增加至第二值；
其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
4.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，在所述透镜的边缘至所述透镜的中心方向上，第一参量周期性变化，在每个变化周期，所述第一参量从第一值逐渐增加至第二值；
其中，所述第一参量包括以下参量中的至少一个：所述第一环形包括的图形单元的尺寸，所述第一环形包括的图形单元的旋转角度和所述第一间隔。
5.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，同一所述第二环形包括的图形单元的尺寸和旋转角度相同。
6.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述图形单元为中心连接型图形或者环型图形或者实心型图形。
7.如权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述中心连接形图形中与中心点连接的臂的长度之和为透射电磁波的波长的0.5-2倍；
所述环型图形的外周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍；
所述实心型图形的周长为透射电磁波的波长的0.5-2倍。
8.如权利要求6或7所述的透镜，其特征在于，所述中心连接型图形包括两个长臂和四个短臂；
所述两个长臂十字连接，所述长臂的每个端部连接至一个短臂的中心位置，所述两个长臂与所述四个短臂位于同一平面，且所述长臂与连接的短臂垂直。
9.如权利要求8所述的透镜，其特征在于，相邻的两个所述第一环形包括的中心连接型图形的短臂的长度不同。
10.如权利要求6或7所述的透镜，其特征在于，所述环型图形包括开口谐振环。
11.如权利要求6或7所述的透镜，其特征在于，相邻的两个所述第一环形包括的所述环型图形的外周长不同。
12.如权利要求6或7所述的透镜，其特征在于，相邻的两个所述第一环形包括的所述实心型图形的周长不同。
13.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述基材层的材料包括树脂、玻璃或陶瓷。
14.如权利要求1或2所述的透镜，其特征在于，所述基材层的凸面或者凹面为阶梯面。
15.一种透镜天线，其特征在于，包括：
馈源，所述馈源用于辐射电磁波；
如权利要求1至14中任一项所述的透镜，所述馈源设置在所述透镜的焦面上。
16.一种射频拉远单元RRU，其特征在于，包括如权利要求15所述的透镜天线。
17.一种基站，其特征在于，包括：
基站收发台，如权利要求15所述的透镜天线设置在所述基站收发台中；
基站控制器，用于控制所述基站收发台。
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