CN114639969B - 5G massive MIMO人工介质透镜天线及其人工介质透镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种5G massive MIMO人工介质透镜天线及其人工介质透镜。介质薄片与绝缘基材均为多个，介质薄片与绝缘基材依次交替设置并层叠在一起。由于是通过将介质薄片与绝缘基材依次交替设置并层叠组合得到，相对于传统的龙伯人造介质透镜通过灌装介质颗粒、3D打印的生产方式而言，体积尺寸减小，重量轻，能够根据实际需求装设于massive MIMO天线中而不会破坏massive MIMO天线的内部结构。将本实施例中的人工介质透镜装设于天线，具有比更优异的指标，不仅单元增益和赋型增益提升了0.8dBi‑1.3dBi，且垂直面波宽不变小，水平面波宽收敛性好，副瓣、前后比等指标也有提升，达到了很好的辐射性能。

Description

5G massive MIMO人工介质透镜天线及其人工介质透镜

技术领域

本发明涉及通信天线技术领域，特别是涉及5G massive MIMO人工介质透镜天线及其人工介质透镜。

背景技术

随着移动通信技术从模拟到数字、从2G-5G的迅猛发展，爆炸式的数据需求带来了流量的巨大增长，且随着万物互联和智联的趋势越来越明显，如何最大限度的利用好频谱资源和更好的覆盖已经是运营商面临的很大难题。5G时代里5G massive MIMO（大规模阵列）天线技术作为无线通信领域里的一项核心技术，受到了广泛的关注、研究和应用。其通过使用多根天线发射和接收更多的信号空间流，可以显著提高信道容量；另外通过波束赋型技术，将射频信号集中和可控制跟踪，又极大的提高了覆盖效果。目前5G massive MIMO天线已经作为5G宏站覆盖的基本配置，综合能耗及天线体积，一般的配置形式为32T/64T。

常见的5G massive MIMO天线辐射单元大致分为双极化半波阵子结构和双极化贴片结构，具体为8个水平阵列，每个水平阵列有12个阵子单元，每3个阵子单元为一个基本组；水平阵列间距一般为0.5λ，垂直阵元间距一般为0.7λ-0.9λ，λ为天线的工作频段中心频点对应的波长，简称工作波长。典型的基本组水平面波宽应该为90度左右，但在实际组阵后，由于空间耦合效应的影响和边界条件的不对称，不同阵列和位置的水平波宽差异很大，虽然也可以通过一定的技术手段适当减小天线间的互耦，但实际测试仍然可以发现水平波宽比较离散，且最大值和最小值差异较大。由此产生了增益的较大损失和波束赋型的不准确，极大的影响了5G massive MIMO天线的实际覆盖效果。另外MIMO天线通道数量多，对能耗是个较大挑战，如果提升了天线的增益，在覆盖满足的条件下就可以减小发射功率，对节能降耗也很有意义。

龙伯人造介质透镜天线近年作为研究和应用的热点受到广泛关注，制作方法一般有发泡、打孔及介质灌装等方法，其遵循光学和电磁场原理，形状也一般为球形、半球形、圆柱形、椭柱型等。然而，龙伯人造介质透镜天线的常见尺寸一般要达到2个波长以上，使得不适合使用在5G massive MIMO天线中，即便减小尺寸降低增益预期，也由于其各向同性的特点对5G massive MIMO天线的相邻阵列互耦干扰影响有限，仍然会有方向图波宽离散大和增益实质基本没有提升的结果。

也有部分单位和个人在普通5G massive MIMO天线外侧整体再进行加装单个龙伯人造介质透镜的想法和试验，但实际情况一方面限于尺寸和重量原因工程使用不可行，另一方面整体在外侧加装了单个龙伯人造介质透镜后的天线无法进行波束赋型，从而失去了5G massive MIMO天线的使用优势。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种5G massive MIMO人工介质透镜天线及其人工介质透镜，它具有体积小和重量轻的优点，同时能显著改善天线性能指标。

其技术方案如下：一种5G massive MIMO人工介质透镜天线的人工介质透镜，所述人工介质透镜包括：介质薄片与绝缘基材，所述介质薄片与所述绝缘基材均为多个，所述介质薄片与所述绝缘基材依次交替设置并层叠在一起。

上述的5G massive MIMO人工介质透镜天线的人工介质透镜，由于是通过将介质薄片与绝缘基材依次交替设置并层叠组合得到，相对于传统的龙伯人造介质透镜通过灌装介质颗粒、3D打印等的生产方式而言，体积尺寸大大减小，重量较轻，能够结合于5Gmassive MIMO天线中而不会破坏5G massive MIMO天线的内部结构。

此外，将本实施例中的人工介质透镜装设于辐射单元，尤其是5G massive MIMO天线的辐射单元上具有聚焦功能，使其比没有装设透镜的massive MIMO天线具有更优异的指标，不仅单元增益和赋型增益提升了0.8dBi-1.3dBi，且垂直面波宽不变小，水平面波宽收敛性好，副瓣、前后比等指标也有提升，达到了很好的辐射性能。加之人工介质透镜的体积小巧、重量超轻，以2.6G为例，其单个重量仅例如为7克。在不增加天线迎风面积的前提下对实际工程使用具有重大的意义。

进一步地，所述人工介质透镜为M边棱柱，M为4至30的自然数,所述M边棱柱切面上的顶角到所述M边棱柱的中心轴线的距离定义为S，S≦0.25λ，所述M边棱柱沿着其中心轴线方向上的长度定义为L1，L1为0.3λ-0.7λ，所述M边棱柱在沿着天线辐射方向上的长度定义为L2，L2为0.3λ-0.7λ，其中，λ为天线的工作波长；或者，所述人工介质透镜为圆柱，所述圆柱的直径定义为D，D≦0.5λ，所述圆柱沿着其中心轴线方向上的长度定义为h,h为0.3λ-0.7λ。

进一步地，所述介质薄片的厚度为0.01mm-1mm，所述绝缘基材的厚度为0.5mm-10mm。

进一步地，多个所述介质薄片的介电常数相同；或者，多个所述介质薄片的介电常数沿着其层叠次序呈先增大后减小趋势。

进一步地，所述介质薄片与所述绝缘基材通过粘接和/或压接的方式层叠在一起。

进一步地，所述绝缘基材选自发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的一种或多种。

进一步地，所述介质薄片为合成介质片，所述合成介质片包括采用在PET、PVC或PE上涂覆、打印或粘贴金属粉、金属丝或陶瓷粉的一种或几种方式。

一种5G massive MIMO人工介质透镜天线，所述5G massive MIMO人工介质透镜天线包括所述的人工介质透镜，还包括反射板以及设置于所述反射板上的辐射单元，所述人工介质透镜设置于所述辐射单元的上方，所述辐射单元的正向辐射方向垂直于所述介质薄片的表面。

上述的5G massive MIMO人工介质透镜天线，相对于没有装设人工介质透镜的5Gmassive MIMO人工介质透镜天线而言，具有更优异的指标，不仅单元增益和赋型增益提升了0.8dBi-1.3dBi，且垂直面波宽不变小，水平面波宽收敛性好，副瓣、前后比等指标也有提升，达到了很好的辐射性能。加之人工介质透镜的体积小巧、重量超轻，以2.6G为例，其单个重量仅例如为7克。在不增加天线迎风面积的前提下对实际工程使用具有重大的意义。

进一步地，所述5G massive MIMO人工介质透镜天线还包括对应设置于所述辐射单元与所述人工介质透镜之间的固定件，所述人工介质透镜通过所述固定件固定地设置于所述辐射单元上。

进一步地，所述辐射单元为多个，所述人工介质透镜为多个，所述人工介质透镜与所述辐射单元一一对应设置。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的5G massive MIMO人工介质透镜天线的结构示意图；

图2为一实施例的人工介质透镜的结构示意图；

图3为图2在A处的放大结构示意图；

图4为一实施例人工介质透镜的轴向截面示意图；

图5为另一实施例人工介质透镜的轴向截面示意图；

图6为一实施例的5G massive MIMO人工介质透镜天线与传统5G massive MIMO人工介质透镜天线的实测方向对比图。

10、人工介质透镜；11、介质薄片；12、绝缘基材；20、反射板；30、辐射单元；40、固定件；50、隔离板；60、罩体；70、馈电网络。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1至图3，图1 示出了一实施例的5G massive MIMO人工介质透镜天线的结构示意图，图2 示出了一实施例的人工介质透镜10的结构示意图，图3 示出了图2在A处的放大结构示意图。本发明一实施例提供的一种人工介质透镜10，人工介质透镜10包括介质薄片11与绝缘基材12。介质薄片11与绝缘基材12均为多个，介质薄片11与绝缘基材12依次交替设置并层叠在一起。

上述的人工介质透镜10，由于是通过将介质薄片11与绝缘基材12依次交替设置并层叠组合得到，相对于传统的龙伯人造介质透镜通过灌装介质颗粒、3D打印的生产方式而言，体积尺寸大大减小，重量较轻，能够根据实际需求装设于5G massive MIMO天线中而不会破坏5G massive MIMO天线的内部结构。

此外，将本实施例中的人工介质透镜10装设于5G massive MIMO人工介质透镜天线，尤其是5G massive MIMO天线的辐射单元30上时，装设有人工介质透镜10的5G massiveMIMO天线具有比没有装设人工介质透镜10的5G massive MIMO天线更优异的指标，不仅单元增益和赋型增益提升了0.8dBi-1.3dBi，且垂直面波宽不变小，水平面波宽收敛性好，副瓣、前后比等指标也有提升，达到了很好的辐射性能。加之人工介质透镜10的体积小巧、重量超轻，以2.6G为例，其单个重量仅例如为7克。在不增加5G massive MIMO人工介质透镜天线迎风面积的前提下对实际工程使用具有重大的意义。

请参阅1至图3，在一个实施例中，人工介质透镜10为M边棱柱，M为4至30的自然数,M边棱柱切面上的顶角到M边棱柱的中心轴线的距离定义为S，S≦0.25λ，M边棱柱沿着其中心轴线方向上的长度定义为L1，L1为0.3λ-0.7λ，M边棱柱在沿着天线辐射方向上的长度定义为L2，L2为0.3λ-0.7λ，其中，λ为5G massive MIMO人工介质透镜天线的工作波长。如此，在阵列天线中对相邻阵列的耦合有很大的抵消作用。

需要说明的是，M边棱柱既可以是边长相同的棱柱，也可以是边长不完全相同的棱柱。

在一个实施例中，M为4、5、6、7、8、9或10。具体而言，M=6，如图4所示，图4示意出的人工介质透镜10的轴向截面为正六边形。

请参阅图5，图5示意出了人工介质透镜10的轴向截面为圆形，在一个实施例中，人工介质透镜10为圆柱，圆柱的直径定义为D，D≦0.5λ，圆柱沿着其中心轴线方向上的长度定义为h,h为0.3λ-0.7λ。

当然，在一些可选的方案中，人工介质透镜10不限于是圆柱，还可以是类似于圆柱的结构，例如设置成截面为椭圆形或其它规则及不规则形状的柱体结构。

请参阅图3，在一个实施例中，介质薄片11的厚度为0.01mm-1mm，绝缘基材12的厚度为0.5mm-10mm。如此，根据大量试验数据，申请人发现能够实现人工介质透镜10的介电常数介于1.3-2.5之间，最终达成指标的提升。

当然，在一些可选的实施方案中，介质薄片11不限于0.01mm-1mm，例如还可以是大于1mm的其它厚度值；同样地，绝缘基材12也不限于是0.5mm-10mm，例如也可以是小于0.5mm以及大于10mm的其它厚度值，具体如何选取，可以根据不同的天线指标相应灵活调整与设置，在此不进行限定。

需要说明的是，多个介质薄片11的厚度可以相同，也可以不相同，具体可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。此外，多个绝缘基材12的厚度可以相同，也可以不相同，具体可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。

需要说明的是，介质薄片11的数量包括但不限于为3个、5个、10个、30个、50个、100个、200个等等。此外，绝缘基材12的数量与介质薄片11的数量对应，以实现两者交替层叠设置。介质薄片11与绝缘基材12的具体数量根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。

在一个实施例中，绝缘基材12的密度包括但不限于为0.02g/cm³-0.04g/cm³。如此，经过申请人研究发现，当绝缘基材12设置于该密度范围时，绝缘基材12的密度选取较为合理，得到的人工介质透镜装设于5G massive MIMO人工介质透镜天线上后，5G massiveMIMO人工介质透镜天线的各项性能指标满足要求，同时人工介质透镜的重量较轻。

在一个实施例中，人工介质透镜10成型后的密度包括但不限于为0.05g/cm³-0.09g/cm³，具体例如为0.05 g/cm³、0.06g/cm³、0.07g/cm³或0.08 g/cm³、0.09g/cm³。如此，经过申请人研究发现，当人工介质透镜10设置于该密度范围时，人工介质透镜10的密度选取较为合理，人工介质透镜装设于5G massive MIMO人工介质透镜天线上后，5G massiveMIMO人工介质透镜天线的各项性能指标满足要求，同时人工介质透镜的重量较轻。

在一个实施例中，多个介质薄片11的介电常数相同；或者，多个介质薄片11的介电常数沿着其层叠次序呈先增大后减小趋势。如此，当多个介质薄片11的介电常数相同时，便能例如选择相同的介质材料进行生产加工人工介质透镜10，有利于提高人工介质透镜10的生产效率与质量；当多个介质薄片11的介电常数沿着其层叠次序呈先增大后减小趋势时，能较好地优化天线指标，达到了很好的辐射性能。

需要说明的是，多个介质薄片11的介电常数还可以不完全相同，具体可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。

在一个实施例中，介质薄片11可以是选自于现有技术中介电常数确定的任一种介质材料，也可以根据实际需求自行生产合成的介质材料，具体包括但不限于为采用在PET（Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PVC（Polyvinyl chloride，聚氯乙烯）、PE（polyethylene，聚乙烯）等材料上涂覆、打印、粘贴金属粉、金属丝、陶瓷粉的一种或几种方式。

在一个实施例中，当介质薄片11为采用在PET、PVC、PE等材料上涂覆、打印或者粘贴金属丝、金属粉的一种或者几种方式合成得到时，需要在PET、PVC、PE等材料上形成若干条相互绝缘的导电线段或导电线粒，并控制这些导电线段或导电线粒的长度远小于λ，具体例如为0.1λ或0.2λ等等，且彼此可互相平行、垂直、弯曲等，最终形成有一定密度的平面体。

请参阅图2与图3，在一个实施例中，介质薄片11与绝缘基材12通过粘接和/或压接的方式层叠在一起。具体而言，将介质薄片11与绝缘基材12粘接和/或压接好得到介质板材后，再将介质板材通过裁切的方式形成M边棱柱；当然，也可以直接按照每层的大小提前备好基材和介质薄片，然后再层叠固定于开好的模具内，并通过粘接和/或压接得到。

在一个实施例中，绝缘基材12选自发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的一种或多种。其中，当绝缘基材12选自发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的多种时，也即例如绝缘基材12可以是发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的任意两种组合，且该两种是通过例如层叠的方式组合在一起；也可以是发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的任意三种组合，且该三种是通过例如层叠的方式组合在一起；还可以是发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的任意四种组合，且该四种是通过例如层叠的方式组合在一起；当然还可以是发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶的全部组合，并通过例如层叠的方式组合在一起。

请参阅图1至图3，在一个实施例中，一种5G massive MIMO人工介质透镜天线，5Gmassive MIMO人工介质透镜天线包括人工介质透镜10，还包括反射板20以及设置于反射板20上的辐射单元30，人工介质透镜10设置于辐射单元30的上方。

上述的5G massive MIMO人工介质透镜天线，相对于没有装设人工介质透镜10的5G massive MIMO人工介质透镜天线而言，具有更优异的指标，不仅单元增益和赋型增益提升了0.8dBi-1.3dBi，且垂直面波宽不变小，水平面波宽收敛性好，副瓣、前后比等指标也有提升，达到了很好的辐射性能。加之人工介质透镜10的体积小巧、重量超轻，以2.6G为例，其单个重量仅例如为7克。在不增加5G massive MIMO人工介质透镜天线迎风面积的前提下对实际工程使用具有重大的意义。

在一个实施例中，辐射单元30的正向辐射方向垂直于介质薄片11的表面。如此，能保证人工介质透镜10对改善5G massive MIMO人工介质透镜天线的性能指标起到较好的作用。

当然作为一个可选的方案，人工介质透镜10不限于是以介质薄片11垂直于正向辐射方向的方式布置于辐射单元30上，还可以是采用其它角度方式布置于辐射单元30上，例如介质薄片11的表面与辐射单元30正向辐射方向呈30°至150°的夹角或其它夹角关系，具体可以根据实际需求灵活地调整与设置，在此不进行限定。

请参阅图1，在一个实施例中，5G massive MIMO人工介质透镜天线还包括对应设置于辐射单元30与人工介质透镜10之间的固定件40。人工介质透镜10通过固定件40固定地设置于辐射单元30上。如此，通过固定件40，能使得人工介质透镜10固定地装设于辐射单元30上，此外，固定件40自身具有一定高度，能实现人工介质透镜10与辐射单元30的辐射面之间设有间隔，通过调整固定件40的高度，便能相应调整人工介质透镜10与辐射单元30的辐射面的间隔大小，能相应改善5G massive MIMO人工介质透镜天线的性能指标。

需要说明的是，固定件40的高度指的是固定件40的底面（也即与辐射面相连的表面）到固定件40的顶面（也即与人工介质透镜10相连的表面）的距离。固定件40的高度大小与5G massive MIMO人工介质透镜天线的工作波长相关，可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。

需要说明的是，为支持运营商在5G部署的sub-6G频段及毫米波频段的massiveMIMO功能，可根据实际需求采用不同尺寸的辐射单元30、不同尺寸的人工介质透镜10以及不同高度尺寸的固定件40，以及灵活地调整辐射单元30、人工介质透镜10以及固定件40的各自尺寸。

在一个实施例中，固定件40可选用塑料、ABS（Acrylonitrile Butadiene Styreneplastic，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、PVC、POM（Polyoxymethylene，聚甲醛树脂）等。

在一个实施例中，固定件40还包括但不限于为粘接、卡接、采用螺钉、螺栓、销钉、铆钉等等方式分别与辐射单元30、人工介质透镜10相连。

请参阅图1，在一个实施例中，辐射单元30为多个，人工介质透镜10为多个，人工介质透镜10与辐射单元30一一对应设置。

请参阅图1，在一个实施例中，5G massive MIMO天线包括若干个阵列，每个阵列设有多个辐射单元30。相邻阵列间设有隔离板50。如此，相比于没有装设人工介质透镜10的5Gmassive mimo天线（又称为普通天线）而言，本实施例的5G massive mimo天线具有增益提升0.8dBi-1.3dBi，垂直面波宽不变小，水平面波宽收敛度好、前后比和副瓣均有提高的技术优势；同时天线迎风面积与普通天线完全相同，射频接口和安装方式也不受任何影响，与主设备适配度高，可平行替代现有的普通天线，覆盖效果更好，或者在原有覆盖效果够用时可以减小发射机功率，工程应用前景巨大。

在一个具体的实施例中，每一个辐射单元30的上方都对应有一个固定件40和一个人工介质透镜10，且辐射单元30的正向辐射方向要垂直于人工介质透镜10的介质薄片11。

请参阅图1，在一个实施例中，5G massive MIMO人工介质透镜天线还包括罩体60。反射板20、辐射单元30、固定件40以及人工介质透镜10均设置于罩体60的内部。

在一个实施例中，辐射单元30包括但不限于为双极化半波偶极子或者双极化微带贴片阵子或者金属冲压贴片阵子等等。

在一个实施例中，5G massive MIMO人工介质透镜天线还包括多组馈电网络70，用于每3个辐射单元30进行幅度和相位的分配及引出射频接口。

需要说明的是，在有些频段或者结构的5G massive MIMO人工介质透镜天线上，为了阵列解耦，可能会安装或者蚀刻有滤波装置及带线，不论位于5G massive MIMO人工介质透镜天线的辐射方向还是反方向，均不应作为有别于本申请5G massive MIMO人工介质透镜天线的整体结构设想和要实现的功能设想。

参考附图6，图6示意出了一实施例的5G massive MIMO人工介质透镜天线与传统5G massive MIMO人工介质透镜天线的实测方向对比图。从图6可以看到本实施例中的5Gmassive MIMO人工介质透镜天线与传统5G massive MIMO人工介质透镜天线的差异，本实施例中的5G massive MIMO人工介质透镜天线的水平面稍窄，其平均值基本达到设计目标的90度附近，且收敛性更好，而传统5G massive MIMO天线的水平波宽离散性大，平均值大于100度。此外，本实施例中的5G massive MIMO人工介质透镜天线与传统5G massive MIMO人工介质透镜天线的垂直面基本一致，而本实施例中的5G massive MIMO人工介质透镜天线的前后比和副瓣也均优于传统5G massive MIMO人工介质透镜天线。

此外，结合如下四个数据表格将本实施例5G massive MIMO人工介质透镜天线与普通天线的天线性能指标进行对比，也可以看到具体指标的差异。

表一：

表二：

表三：

表四：

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种5G massive MIMO人工介质透镜天线的人工介质透镜，其特征在于，所述人工介质透镜包括：介质薄片与绝缘基材，所述介质薄片与所述绝缘基材均为多个，所述介质薄片与所述绝缘基材依次交替设置并层叠在一起；所述人工介质透镜为M边棱柱，M为4至30的自然数,所述M边棱柱切面上的顶角到所述M边棱柱的中心轴线的距离定义为S，S≦0.25λ，所述M边棱柱沿着其中心轴线方向上的长度定义为L1，L1为0.3λ-0.7λ，所述M边棱柱在沿着天线辐射方向上的长度定义为L2，L2为0.3λ-0.7λ，其中，λ为天线的工作波长；或者，所述人工介质透镜为圆柱，所述圆柱的直径定义为D，D≦0.5λ，所述圆柱沿着其中心轴线方向上的长度定义为h,h为0.3λ-0.7λ。

2.根据权利要求1所述的人工介质透镜，其特征在于，所述绝缘基材的密度为0.02g/cm³-0.04g/cm³；所述人工介质透镜成型后的密度为0.05g/cm³-0.09g/cm³。

3.根据权利要求1所述的人工介质透镜，其特征在于，所述介质薄片的厚度为0.01mm-1mm，所述绝缘基材的厚度为0.5mm-10mm。

4.根据权利要求1所述的人工介质透镜，其特征在于，多个所述介质薄片的介电常数相同；或者，多个所述介质薄片的介电常数沿着其层叠次序呈先增大后减小趋势。

5.根据权利要求1所述的人工介质透镜，其特征在于，所述介质薄片与所述绝缘基材通过粘接和/或压接的方式层叠在一起。

6.根据权利要求1所述的人工介质透镜，其特征在于，所述绝缘基材选自发泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、珍珠棉、橡胶中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的人工介质透镜，其特征在于，所述介质薄片为合成介质片，所述合成介质片包括采用在PET、PVC或PE上涂覆、打印或粘贴金属粉、金属丝或陶瓷粉的一种或几种方式。

8.一种5G massive MIMO人工介质透镜天线，其特征在于，所述5G massive MIMO人工介质透镜天线包括如权利要求1至7任一项所述的人工介质透镜，还包括反射板以及设置于所述反射板上的辐射单元，所述人工介质透镜设置于所述辐射单元的上方，所述辐射单元的正向辐射方向垂直于所述介质薄片的表面。

9.根据权利要求8所述的5G massive MIMO人工介质透镜天线，其特征在于，所述5Gmassive MIMO人工介质透镜天线还包括对应设置于所述辐射单元与所述人工介质透镜之间的固定件，所述人工介质透镜通过所述固定件固定地设置于所述辐射单元上。

10.根据权利要求9所述的5G massive MIMO人工介质透镜天线，其特征在于，所述辐射单元为多个，所述人工介质透镜为多个，所述人工介质透镜与所述辐射单元一一对应设置。

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