光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置式全方位集散汇聚装置的制作方法

专利名称：光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置式全方位集散汇聚装置的制作方法
技术领域：
光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置式全方位 集散汇聚装置技术领域[0001]本实用新型涉及光和其他电磁波的折射型透波介质的定向导波的导波器、定向导 波汇聚的汇聚器和固定静置式全方位的集散汇聚装置，属光和其他电磁波技术领域。
背景技术：
[0002]自然光(如阳光、散射光)等电磁波几乎是取之不尽、用之不竭的绿色资源和可再 生能源。照射到地球及周边空间范围内的太阳光能量的总量非常巨大。自然光在空间传播 的过程中不需要外加能量，可以自行传输到各处空间。自然光分布广泛，没有许多能源资源 存在的远距离运输问题，处处都有可能实现采集和利用。因此，自然光(太阳能)具有无可 比拟的优越性。但自然光(太阳能)不仅能量密度较低，而且传播的角度是在全方位范围 变化，并且传播分布的空间非常大，限制了自然光在许多方面的应用。反射内壁管道可以较 好地传输自然光，但直接缩径汇聚会使部分光的传播反向而出现光反转传输损失；同样，两 个反射内壁管的直接并列并联汇聚或交叉连接汇聚也会出现类似的问题。发明内容[0003]本实用新型的目的是提供一种光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置 式全方位集散汇聚装置，利用波导体与其周围的反射型内壁表面的等径通道或缩径通道配 合，使自然光等电磁波按照设计的路径或通道实现定向导波、定向输送、定向汇聚和固定静 置方式的全方位、大面积的集散汇聚，获得高能量密度的光等电磁波能源，克服自然光等电 磁波存在的传播分散、能量密度低等问题。[0004]本实用新型由波导体所组成，波导体分为单体式波导体、组合式波导体、下凸尖顶 式波导体、串接组合式波导体、功能串接组合式波导体、混合串接组合式波导体、并列组合 式波导体、混合组合式波导体。波导体的立体结构由波导体入射面、波导体反射面、波导体 出射面相互连接和封闭形成；波导体入射面或波导体入射面的延伸面或波导体入射面切面 的延伸面与波导体出射面或波导体出射面的延伸面或波导体出射面切面的延伸面之间相 交夹角大于波导体的全内反射临界角；[0005]波导体入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与该入射面的下游方向 的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于全内反射临界角；[0006]波导体出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与该出射面同侧或同波 导体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角小于全内 反射临界角的一半；[0007]波导体出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同波导体区域的对面 的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间向下游方向相交的夹角小于波导 体全内反射临界角；[0008]单个或两个或多个波导体与周围反射型内壁缩径通道及其上下游通道组合构成汇聚器；单个或两个或多个波导体与周围反射型内壁等径折形弯通道或等径弧形弯通道及其上下游通道组合构成转向器，单个或两个或多个波导体与其周围反射型内壁等径直壁通道及其上下游通道组合构成转直器，反射型内壁通道与转直器或转向器或汇聚器组合构成输波通道，单个或两个或多个汇聚器与单个或两个或多个输波通道组合构成汇聚装置。所述的波导体为透波介质或透光介质制造，其中反射型内壁通道为直壁通道或弧形弯通道或斜折弯通道或直角折弯通道，为等径通道或缩径通道或扩径通道，为单个通道或两个并列通道或多个并列通道，为两个通道交叉连通的通道或多个通道交叉连通的通道，为多个通道并列与交叉混合式连通的通道。设置于通道内单个或两个或多个波导体的入射面或组合入射面的外周线重合于通道内截面的周边线，每个波导体设置于通道内一侧，全部各侧的两个或多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合，波导体入射面位于上游方向或上游区域，出射面和反射面位于波导体的下游方向或下游区域。缩径通道为斜壁缩径通道或弧形壁缩径通道，为单侧缩径壁与其他侧直壁构成的一维缩径通道，或为双侧缩径壁与其他侧直壁构成的二维缩径通道，或为多侧缩径壁与其他侧直壁构成的多维缩径通道，或全部侧都为缩径壁的多维缩径通道；缩径通道为单通道自身缩径的通道，或为双缩径通道并列连通或交叉连通的缩径通道，或为多缩径通道并列连通或交叉连通的缩径通道，或为多缩径通道的并列与交叉混合连通的缩径通道。置于缩径区域通道内的波导体以该波导体周围的缩径通道相同的方式缩径。设置于缩径壁侧的串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体的近出射面区域位于与缩径壁侧通道相邻的对面通道内。缩径通道与其内部的波导体配合，在波导体的折射作用、缩径通道的缩径作用、反射面的反射作用下，使电磁波发生定向导波或定向汇聚。反射型内壁通道内设置波导体的分段构成为，单个或两个或多个波导体置于单个或两个或多个的缩径通道内或直壁通道内或弧弯形通道内或折弯形通道内，波导体周围通道的上游通道为单个或两个或多个采波通道，波导体周围通道的下游通道为单个或两个或多个出波通道，波导体的出射面外侧或出射面周围的通道为汇聚通道或导波通道。单个或两个或多个波导体与周围的单个或两个或多个反射型内壁的缩径通道及其上下游的反射型内壁通道组合构成定向导波汇聚的汇聚器。单个或两个或多个波导体与周围及其上下游反射型内壁表面的等径通道组合构成定向导波的导波器，其中，单个或两个或多个波导体与周围的反射型内壁表面的等径折形弯通道或等径弧形弯通道及其上下游的通道组合构成定向偏折转向导波的波线转向器；单个或两个或多个波导体与其周围的反射型内壁表面的等径直壁通道及其上下游通道组合构成定向转直导波的波线转直器。转直器和转向器都为定向导波的导波器。转向器或转直器或汇聚器的设置波导体区域通道的上游通道为单通道或双通道或多通道，转向器或转直器或汇聚器的设置波导体区域通道的下游通道为单通道或双通道或多通道。组合设置转直器与汇聚器，转直器的直壁通道连通单个或两个或多个缩径通道结构，缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇聚功能波导体，转直器转变为汇聚器。组合设置转向器与汇聚器，在转向器的采波通道与其下游通道的相交面的下游区域设置单个或两个或多个缩径通道结构，在缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇聚型波导体，构成转向汇聚器。[0018]反射型内壁表面通道与导波器(转直器或转向器)或汇聚器的组合构成输波通 道。单个或两个或多个汇聚器与单个或两个或多个输波通道组合构成集散汇集装置。单个 或两个或多个汇集装置与单个或两个或多个输波通道组合构成汇聚与输波一体化装置。[0019]波导体入射面为波导体表面的平面、或波导体表面的平面与平面折形连接的组合 面、或波导体表面的平面与曲面切向连接或折形连接的组合面、或波导体表面的曲面与曲 面切向连接或折形连接的组合面。平面型入射面简约，便于加工和制造。近入射面中部区 域或近直壁区域曲率较小、近缩径壁区域曲率较大的上凸弧形入射面，更有利于光等电磁 波的汇聚。[0020]波导体反射面为设置在波导体表面内侧的反射型面，或为紧邻波导体周围通道的 反射型内壁表面。反射面为平面、或平面与平面折形连接的组合面、或平面与曲面切向连接 或折形连接的组合面、或曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面。反射面为通体一致材 料本身具有反射功能的表面，或为基层材料上的膜层反射型表面，或为基层材料上的涂层 反射型表面，或为基层材料上的薄板式反射型表面，或为基层材料上的箔纸式反射型表面。[0021]波导体出射面为波导体表面的平面、或平面与平面折形连接的组合面、或平面与 曲面切向连接或折形连接的组合面、或曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面。[0022]两个被组合面(平面或曲面)之间可直接连接或折形连接。平面与曲面之间组合 或曲面与曲面之间组合也可切向连接。切向连接可使组合面的曲率连续变化，不出现曲率 突变。[0023]单体式波导体为由规则几何面的入射面、反射面、出射面相互连接和封闭形成的 单一立体结构(如四面体、多面体、曲面体、平面与曲面组合体等)。单体式波导体的全部 侧面中的每个侧面都为单个平面或单个连续曲面的规则几何面。单体式波导体的任一个侧 面为单一类型的面，无不同类型的面。单体式波导体的导波通道或汇聚通道位于出射面的 外侧或周围。[0024]组合式波导体的构成方式为，部分或全部侧面中为平面与平面的组合面，或为平 面与曲面的组合面，或为曲面与曲面的组合面；由入射面、反射面、出射面相互连接和封闭 形成的折射型棱镜式立体结构为含有不同立体结构段或不同立体结构区或不同功能区或 不同功能段的非均匀或非规则的立体结构棱镜体。非均匀段或非均匀区为平面与平面、或 平面与曲面、或曲面与曲面连接和封闭形成的立体结构体。[0025]组合式波导体为功能串接组合式波导体、混合串接组合式波导体、并列组合式波 导体、混合组合式波导体。[0026]下凸尖顶式波导体结构中的下游段或末段或整个波导体的出射结构为两个或多 个出射面向电磁波传播下游方向相交和连接形成的下凸尖顶式出射段或出射区。下凸尖顶 段可由平面与平面相交形成，或由平面与曲面相交构成，或由曲面与曲面相交构成。下凸尖 顶段的顶部周边线形成的端面与其下游出射面之间相交角度大于波导体的全内反射临界 角。下凸尖顶段的相对的出射面之间角度小于波导体的全内反射临界角，即下凸尖顶段的 出射面、或出射面的延伸面、或出射面的切面的延伸面与该出射面的对面的出射面、或出射 面的延伸面、或出射面的切面的延伸面之间的相交角度小于波导体全内反射临界角。波导 体下凸尖顶段的导波通道或汇聚通道位于其外侧或周围，下凸尖顶式波导体为单体式波导体或组合式波导体。串接组合式波导体的构成方式为，一侧的反射面、或入射面、或出射面有平面与平面、或平面与曲面、或曲面与曲面的组合面时，为满足前述构成波导体各个面之间的角度要求，与该组合面相对应的其他侧的出射面、或反射面、或入射面也对应地采用平面与平面、或平面与曲面、或曲面与曲面的组合面，在波导体的电磁波传播的上下游方向上构成不同的立体结构区或立体结构段，不同立体结构段或不同立体结构区在电磁波传播的主方向上以串接方式连通和组合。串接组合式波导体的导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧。串接组合式波导体为功能串接组合式波导体或混合串接组合式波导体。功能串接组合式波导体的构成方式为，波导体的上游区域为入射面和反射面围成汇聚段或汇聚区，下游区域为出射面和反射面围成出射段或出射区。电磁波从入射面入射后，先在上游区域的汇聚段或汇聚区进行导波和汇聚，但在该汇聚段或汇聚区不发生出波或出射。完成汇聚后进入下游区域的出射段或出射区，在该出射段或出射区出射后进入导波通道或汇聚通道。上下游两段以串接方式连通，导波通道或汇聚通道位于出射段外侧或周围。混合串接组合式波导体的构成方式为，在入射面或出射面或反射面中有组合面，入射面和出射面及反射面相互连接和封闭构成并上下游串接连通的各波导体段或各波导体区域之中，有同时具有汇聚功能和出射功能的波导体段或波导体区域，导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧。并列组合式波导体的构成方式为，相同或不同立体结构段、或相同或不同立体结构区在电磁波传播主方向的横向进行并列组合。并列组合式波导体的各个立体结构段或立体结构区的功能可以不同，也可以相同或相似。并列组合式波导体的构成方式为，有一段或两段或多段横向整体连通和共用的波导体段或区域，各横向整体连通区域将其上游区域的横向上的全部波导体结构或下游区域的横向上的全部波导体结构横向并列连通和组合形成一个并列组合式的波导体结构，导波通道或汇聚通道位于各出射面的外侧或周围，上凹空洞形导波通道或汇聚通道位于并列对接或并列邻接的相对的出射面之间，下凸尖顶段的导波通道或汇聚通道位于该下凸尖顶段外侧或周围。被并列组合的波导体结构为单体式波导体结构、或下凸尖顶式波导体结构、或串接组合式波导体结构、或并列组合式波导体结构、或混合组合式波导体。混合组合式波导体的构成方式为，其立体结构中既有串接组合式波导体结构区域，也有并列组合式波导体结构区域。各种缩径通道及其上下游通道内可设置单体式波导体、或下凸尖顶式波导体、或串接组合式波导体、或并列组合式波导体、或混合组合式波导体。缩径通道的缩径侧可设置单体式或组合式波导体。缩径侧设置混合串接组合式波导体时，缩径壁与下游直壁的折式相交连接构成组合反射面，出射面由上游出射平面、下游出射平面和这两个平面之间切向连通的弧形出射面组合构成。弧形面与对面的反射面的折式连接处相对应。出射面可向相邻的对面通道方向有一定偏转，混合串接组合式波导体的出射面及其附近的一部分立体结构区域偏转进入相邻的对面通道内。在满足同样的出射面与反射面之间角度条件下，可增加缩径壁的斜度，因此可降低缩径壁段的高度。缩径通道的缩径侧设置下凸尖顶式波导体时，可将下凸尖顶式波导体的下凸尖顶段伸出缩径侧进入下游直壁段通道，出射面也相应向对面方向偏转并进入相邻的对面通道 内。在满足同样的出射面与缩径壁反射面之间角度条件下，可增加缩径壁斜度，降低缩径壁 段高度。[0035]波线转直器的构成方式为，由直壁等径反射型内壁通道与该通道内的单个或两个 或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式 波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体。单个波导体置于 通道内一侧，单个下凸尖顶式波导体置于通道内或下凸尖顶段顶部端面与通道底部端面重 合，两个波导体在通道内的两侧对接拼合，多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合。下 凸尖顶段的顶部周边线位于通道内或顶部周边线形成的端面重合于通道底部内截面的周 边线。波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或组合出射 面或入射面或组合入射面。全部波导体的入射面或拼合构成的组合入射面的外周线重合于 通道内截面的周边线。导波通道位于出射面外侧或周围，上凹空洞式导波通道位于对接或 邻接的相对的出射面之间，并列组合式波导体或混合组合式波导体的导波通道重合于转向 器的导波通道。[0036]转直器内设置单个波导体的方式为，通道内一侧设置单个单体式波导体或串接组 合式波导体，或通道内设置下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体， 导波通道位于出射面外侧或周围。[0037]转直器内设置双波导体或多波导体方式为，通道内设置两个相同或不同波导体， 或通道内设置多个相同或不同波导体，两个波导体在通道内的两侧对接拼合，通道内全部 各侧的多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合，全部波导体的入射面对接拼合或邻接拼 合构成的组合入射面的外周线重合于通道内截面的周边线，上凹空洞形导波通道由并列对 接或并列邻接的相对的两个或多个出射面构成。[0038]转直器波导体区域上游的采波通道为单通道或双通道或多通道。转直器的波导体 区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道。双出波通道或多出波通道转直器构成转 直分波器。[0039]电磁波进入转直器的采波通道后，在入射面入射进入波导体发生折射，然后透过 波导体入射在出射面的内侧面上；或一次或两次或多次在反射面上反射后、在出射面内侧 经过一次或两次或多次全内反射后、两次或多次透过波导体后再次入射在出射面的内侧面 上，由于波导体的折射作用，入射角小于全内反射临界角的电磁波从出射面透出波导体并 偏折后以适宜角度进入导波通道，然后继续传播进入下游的出波通道中。其余的入射角大 于全内反射临界角的电磁波在波导体的出射面的内侧面上发生全内反射，透过波导体并经 反射面反射后再次透过波导体入射到出射面的内侧面上。然后在出射面的两侧再次发生前 述相似的出射或全内反射过程。如此反复，上游采波通道传输的电磁波通过波导体和导波 通道，定向转直导波后进入下游的出波通道。[0040]如果电磁波传播进入下凸尖顶式波导体结构区域，电磁波入射在出射面的内侧面 上，入射角小于全内反射临界角的电磁波从出射面透出波导体并偏折后以适宜角度进入导 波通道，然后继续传播进入下游的出波通道中。其余的入射角大于全内反射临界角的电磁 波在波导体的出射面的内侧面上发生全内反射，透过波导体并入射到对面的出射面的内侧 面上，然后在该出射面两侧发生前述出射面两侧相同的出射或全内反射过程。如此反复，上游传播来的电磁波通过下凸尖顶式波导体区域和导波通道定向转直后进入下游出波通道。在转直器中，利用波导体的折射作用，使全方位传播的电磁波经转直器导波后，下游区域内的传播角度范围明显减小，电磁波传播方向变得更直了，电磁波基本为向导波通道下游方向传播。转直器用于双缩径通道或多缩径通道的中部汇聚器的中部采波导波通道，使全方位传播的电磁波转直导波后，可避免由中部采波通道进入的电磁波被侧面缩径反射壁反射后发生反向传播。波线转向器的构成方式为，由等径的弧弯形或斜折弯形或直角折弯形的反射型内壁的空通道构成；或由等径的弧弯形或斜折弯形或直角折弯形的反射型内壁的通道与通道内的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体。波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或组合出射面或入射面或组合入射面。转向器内的波导体的单个平面型入射面重合于转向器采波通道与其下游通道的相交面，单个非平面型入射面的周边线重合于采波通道与其下游通道的相交面的周边线，转向器内的波导体的组合入射面的外周边线重合于转向器采波通道与其下游通道相交面的周边线，或下凸尖顶段的顶部周边线形成的端面重合于转向器的导波通道区域的反射型内壁通道与其上游通道的相交面。导波通道位于出射面的外侧或周围，上凹空洞式导波通道位于对接拼合或邻接拼合的相对的出射面之间，并列组合式波导体或混合组合式波导体的导波通道重合于转向器的导波通道。转向器的采波通道为单通道或双通道或多通道。转向器的出波通道为单通道或双通道或多通道。转向器的出波通道为双通道或多通道时为转向分波器。转向器内为单个波导体时，通道内设置单个单体式波导体或串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体。波导体的入射面或组合入射面的外周边重合于转向器的采波通道与其下游通道相交面的周边线。单体式波导体或串接组合式波导体置于紧邻采波通道与其下游通道的相交面的下游两侧的任一侧，反射面的对面一侧为出射面和导波通道；或串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体置于紧邻采波通道与其下游通道相交面的下游区域通道内。波导体与通道壁紧邻的侧面为反射面，导波通道位于出射面外侧或周围，下凸尖顶段外侧或周围为导波通道。转向器内为并列组合式波导体或混合组合式波导体时，入射面重合于采波通道与其下游通道的相交面的周边线，波导体的导波通道与转向器的导波通道重合。转向器内为两个或多个波导体时，通道内设置两个相同或不同波导体，或通道内设置多个相同或不同波导体，全部波导体对接拼合或邻接拼合置于紧邻采波通道与其下游通道相交面的下游区域通道内，全部波导体的入射面对接拼合或邻接拼合构成组合入射面，组合入射面的外周线重合于转向器采波通道与其下游通道的相交面的周边线。波导体与通道壁紧邻的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或入射面，出射面外侧或周围为导波通道。上凹空洞形导波通道由并列对接或并列邻接的相对的两个或多个出射面构成，或导波通道位于波导体下凸尖顶段的外侧或周围。转向器内的全部波导体共同导波，使上游的电磁波传播方向在相交面下游区域发生定向偏转，按照下游通道方向传播。较小型转向器内的波导体较小或较少，出射面也较小或较少。较大型转向器内的波导体较大或较多，出射面也较大或较多。电磁波进入转向器的采波通道后，在重合于采波通道与其下游通道的折弯相交面或弧形弯相交面的入射面入射，进入波导体发生折射，然后透过波导体入射在出射面的内侧面上；或一次或两次或多次在反射面上反射后、在出射面内侧经过一次或两次或多次全内反射后、两次或多次透过波导体后再次入射在出射面的内侧面上，由于波导体的折射作用，入射角小于全内反射临界角的电磁波从出射面透出波导体并偏折后以适宜角度进入导波通道，然后继续传播进入下游的出波通道中。其余入射角大于全内反射临界角的电磁波在波导体的出射面的内侧面上发生全内反射，透过波导体并经反射面反射后再次透过波导体入射到出射面的内侧面上。然后在出射面的两侧再次发生前述相似的出射或全内反射过程。如此反复，上游采波通道传输的电磁波通过波导体和导波通道定向偏折转向导波后进入下游出波通道。如果电磁波传播进入下凸尖顶式波导体结构区域，电磁波入射在出射面的内侧面上，入射角小于全内反射临界角的电磁波从出射面透出波导体并偏折后以适宜角度进入导波通道，然后继续传播进入下游的出波通道中。其余电磁波在波导体的出射面的内侧面上发生全内反射，透过波导体并入射到对面的出射面的内侧面上，然后在该出射面两侧发生前述出射面两侧相同的出射或全内反射过程。如此反复，上游传播来的电磁波通过下凸尖顶式波导体结构和导波通道定向偏折后进入下游出波通道。汇聚器由单缩径通道或双缩径通道或多缩径通道、缩径区域通道内的单个波导体或两个波导体或多个波导体、缩径通道区域上游的单个采波通道或两个采波通道或多个采波通道、缩径通道区域下游的单个出波通道或两个出波通道或多个出波通道构成。汇聚器为相同尺寸的采波通道或缩径通道之间的汇聚，或不同尺寸的采波通道或缩径通道之间的汇聚。汇聚器用于接收较大面积的电磁波，导波并汇聚进入较小的通道，提高下游通道内电磁波的密度。汇聚器的采波面的构成方式为，汇聚器有单个采波通道或两个采波通道或多个采波通道，因此汇聚器的采波面也由单采波通道的采波口的采波面或双采波通道的采波口组合面或多采波通道的采波口组合面。紧邻拼合的各个采波通道的采波口为三角形或四边形或多边形的几何结构中的规则几何平面，或由规则几何平面的采波通道的采波口组合形成。紧邻拼合有利于将多个采波口拼合形成一个完整的大采波面。各采波通道的采波口可相互隔离式独立。紧邻拼合或相互独立的采波通道采波口可分别或整体连通其上游的通道。汇聚器的采波面为规则几何面或非规则几何面。汇聚器入射面外周边线或组合入射面外周边线与同区域反射型内壁通道内截面周边线重合。汇聚器的汇聚通道位于反射型内壁通道内的波导体出射面的外侧或出射面的周围。汇聚器出波通道位置为缩径通道以一维方式侧向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面的一侧，或为缩径通道以二维方式相向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面中部的任意位置，或为缩径通道以二维方式的侧向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面的一角，或为缩径通道以多维方式缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面内的任意所期望位置。[0056]汇聚器的采波通道为单通道或双通道或多通道。汇聚器的出波通道为单通道、或 双通道、或多通道。汇聚器的出波通道为双通道或多通道时为汇聚分波器。[0057]汇聚器内设置单个波导体方式为，单体式波导体或串接组合式波导体或下凸尖顶 式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体置于缩径区域通道内，波导体紧邻通道 壁的侧面为反射面，波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为导波通道； 单体式波导体或混合串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体置于缩径壁侧，功能串接组合 式波导体的上段为入射和汇聚功能段、下段为出射或导波功能段，并列组合式波导体或混 合组合式波导体的汇聚通道重合于汇聚器的汇聚通道。波导体与缩径通道组合，共同导波 和汇聚，使上游的电磁波传播方向发生定向偏转和定向汇聚，进入汇聚通道和下游较小尺 寸的出波通道继续传播，实现定向汇聚。[0058]汇聚器内设置两个或多个波导体的方式为，两个或多个波导体在缩径区域通道内 对接拼合或邻接拼合，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合 式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，波导体紧邻通道 壁的侧面为反射面，波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为汇聚通道， 直壁侧或缩径壁侧设置单体式波导体或组合式波导体，全部波导体入射面对接拼合或邻接 拼合构成汇聚器的入射面，相对设置的出射面之间并列对接或并列邻接构成上凹空洞形 汇聚通道，下凸尖顶段的汇聚通道位于该段的外侧或周围，并列组合式波导体或混合组合 式波导体的汇聚通道重合于汇聚器汇聚通道。全部波导体与全部缩径通道组合，共同导波 和汇聚，使上游的电磁波传播方向发生定向偏转和定向汇聚，进入汇聚通道和下游较小尺 寸出波通道继续传播，实现汇聚。[0059]单缩径通道汇聚器由单个缩径通道、缩径通道区域上下游的全部通道、缩径通道 区域的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波 导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体。[0060]双缩径通道或多缩径通道的汇聚器由缩径区域的全部缩径通道、缩径区域上下游 的全部通道、缩径区域通道内的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或 组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导 体或下凸尖顶式波导体，全部采波通道及其下游的缩径通道以并列方式连通或以交叉方式 连通，并列方式连通为并列式汇聚器，交叉方式连通为交叉式汇聚器。[0061]并列式汇聚器由两个或多个并列拼合的缩径通道及其上游采波通道及缩径区域 通道内的单个或两个或多个波导体构成，缩径区域通道的上游采波通道隔离式独立设置或 紧邻拼合设置。全部采波通道可分别或整体连通上游的导波器或汇聚器，缩径区域通道上 游的全部采波通道紧邻拼合构成完整的采波面，完整采波面提高电磁波的采波效率。缩径 区域通道及其上游采波通道及通道内的波导体在转直器的两侧或周围对接拼合或邻接拼 合构成具有完整采波面的中置转直器式并列型中部汇聚器。[0062]交叉式汇聚器由两个或多个交叉连通的采波通道或其下游的通道、通道内的单个 或两个或多个波导体构成，通道交叉连通的方式为直壁通道与直壁通道斜向交叉连通、或 缩径通道与直壁通道斜向交叉连通、或两个缩径通道斜向交叉连通、或两个直壁通道横向垂直交叉连通、或弧形缩径通道与直壁通道并列垂直交叉连通、或两个弧形缩径通道并列垂直交叉连通、或直壁通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通、或缩径壁通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通。其他通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通构成中置转直器式交叉型中部汇聚器。交叉式汇聚器为相互独立的采波通道，可分别连通上游导波器或汇聚器。交叉并列混合式汇聚器由部分并列连通设置的缩径通道或采波通道、部分交叉连通设置的缩径通道或采波通道、通道内的单个或两个或多个波导体构成。小角度交叉式汇聚器的构成方式为，通道之间斜向交叉角度较小，缩径壁侧通道的角度允许将该侧的波导体整体设置在该缩径侧通道内。汇聚器内有单个、或两个、或多个波导体。可采取与上述的并列式汇聚器相同的方式设置小角度交叉式汇聚器，或并列式汇聚器与小角度交叉式汇聚器之间只需要转换采波通道的设置方式即可实现汇聚器设置方式的转换。缩径区域通道内设置单个波导体，或对接拼合或邻接拼合设置两个或多个波导体，波导体为单体式波导体或组合式波导体或下凸尖顶式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为导波通道；直壁侧设置单体式波导体或组合式波导体，缩径壁侧设置单体式波导体或组合式波导体，上凹空洞形汇聚通道由并列对接或并列邻接的相对的两个或多个出射面构成，混合组合式波导体或并列组合式波导体的汇聚通道重合于汇聚器的汇聚通道。垂直交叉式汇聚器的构成方式为，设置直壁通道的接收通道，其余通道作为汇出通道，汇出通道与接收通道之间垂直交叉连通，相交面为垂直汇出口 ；在紧邻垂直汇出口的位于接收通道区域内设置汇出通道侧的混合串接组合式波导体，入射面重合于垂直汇出口，紧邻垂直汇出口下游、与垂直汇出口相交的接收通道壁为反射面，垂直汇出口的对面为混合串接组合式波导体的组合出射面，组合出射面的上游区域和下游区域为平面出射面，组合出射面的两个平面出射面之间、与入射面和反射面相连接处的对面为弧形出射面，弧形出射面与其上游平面出射面和下游平面出射面为切向连接；直壁接收通道内与混合串接组合式波导体的对面侧设置接收通道侧的波导体，两侧的波导体相对设置，与垂直汇出口相对的位于接收通道内的斜面为接收通道侧的波导体的出射面，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，汇聚通道为两个波导体之间的通道空间。由于全部波导体和汇聚通道都在直壁接收通道内，为了在接收通道内空出汇聚通道，一般情况下接收通道尺寸大于汇出通道。交叉式汇聚器的交叉连通的交叉角度介于垂直交叉和小角度斜向交叉之间的交叉角度较大的交叉式汇聚器场合，缩径壁通道的角度不允许将该侧的波导体整体设置在缩径壁通道内，可结合并列式汇聚器、小角度交叉式汇聚器、垂直交叉式汇聚器的设置方式进行组合设置。在缩径壁侧设置组合式波导体，缩径壁侧入射面在缩径壁区域通道内或重合于通道交叉面，缩径壁侧波导体整体设置在接收通道内或缩径壁侧波导体的入射面和上游部分设置在缩径壁通道内、其余部分设置在接收通道内。缩径壁侧波导体的的组合出射面的上游区域和下游区域为平面出射面，组合出射面的两个平面之间、与入射面和反射面相交处的对面为弧形出射面，该弧形出射面与其上游的平面出射面和下游的平面出射面都为切向连接。较小型汇聚器的波导体较小或较少，汇聚通道及其出射面也较小或较少。较大型汇聚器的波导体较大或较多，汇聚通道及其出射面也较大或较多。[0068]在汇聚器中，反射内壁的采波通道上游方向传播过来的电磁波从入射面进入棱镜 式波导体发生折射，然后电磁波透过波导体入射在出射面的内侧面上；或一次或两次或多 次在反射面上反射后、在出射面内侧经过一次或两次或多次全内反射后、两次或多次透过 波导体后再次入射在出射面的内侧面上，由于波导体的折射作用，入射角小于全内反射临 界角的电磁波从出射面透出波导体并偏折后以适宜角度进入汇聚通道，然后继续传播进入 下游的出波通道中。其余入射角大于全内反射临界角的电磁波在波导体的出射面的内侧 面上发生全内反射，透过波导体并经反射面反射后再次透过波导体入射到出射面的内侧面 上。然后在出射面的两侧再次发生前述相似的出射或全内反射过程。如此反复，上游采波 通道传输的电磁波通过波导体和汇聚通道并定向汇聚后进入下游较小尺寸出波通道。实现 了将上游较大尺寸采波通道传输的电磁波汇聚进入下游较小尺寸出波通道，即实现了固定 静置式全方位的定向导波和汇聚。[0069]如果电磁波传播进入下凸尖顶式波导体结构区域，电磁波入射在出射面的内侧面 上，入射角小于全内反射临界角的电磁波从出射面透出波导体并偏折后以适宜角度进入汇 聚通道，然后继续传播进入下游的出波通道中。其余电磁波在波导体的出射面上发生全内 反射，透过波导体并入射到对面的出射面的内侧面上，然后在该出射面两侧发生前述出射 面两侧相同的出射或全内反射过程。如此反复，上游传播来的电磁波通过下凸尖顶式波导 体结构和汇聚通道定向汇聚后进入下游出波通道。实现了将上游较大尺寸采波通道传输的 电磁波汇聚进入下游较小尺寸出波通道，即实现了固定静置式全方位的定向导波和定向汇 聚。[0070]组合设置转直器与汇聚器，转直器的直壁通道连通单个或两个或多个缩径通道结 构，缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇聚功能波导体，转直器转变为汇聚器。[0071]组合设置转向器与汇聚器，在紧邻转向器的采波通道与其下游通道的相交面的下 游区域设置单个或两个或多个缩径通道结构，在缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇 聚型波导体，构成转向汇聚器。[0072]汇聚器由其底部反向输入电磁波，汇聚器转变为分波器。[0073]汇聚装置可由单个汇聚器构成，或由两个或多个汇聚器构成。单个或两个或多个 汇聚器与单个或两个或多个转向器、单个或两个或多个转直器、单个或两个或多个输波通 道组合和连通，构成固定静置式全方位集散汇聚装置。[0074]多个汇聚器以并列并联组合、分级分层构建、逐次逐级梯进方式的结合和连通，级 间或层间用反射型内壁通道或转向器或转直器或汇聚器或输波通道连通，构成多汇聚器的 固定静置式全方位电磁波的集散汇聚装置。通过分层逐级递进方式的汇聚，可将大面积分 散传播、并且是在全方位角度范围内变化传播的电磁波聚集到较小尺寸的反射型内壁通 道中，实现大面积电磁波的固定静置式全方位的集散汇聚。[0075]导波器为转向器或转直器或转向汇聚器。连通导波器为各级或各层汇聚器之间、 或各级或各层转直器之间、或各级或各层转向器之间的连通作用的导波器(转向器、转直 器、转向汇聚器)。导波器可使电磁波的传输按照需要的方向进行导向或转向。导波器用于 汇聚器与汇聚器之间的导波连通，或用于汇聚器与导波器之间的导波连通，或用于导波器 与导波器之间的导波连通。[0076]单汇聚器的独立型汇聚装置的采波面为满足各种使用场合需要的多种类型几何面的独立型的规则形或非规则形采波面采波面，独立型的较大单通道的汇聚器作为汇聚装置，也可具有较高密度汇聚功能，采波口可为用户所需要的多种类型几何面；独立型的较大双通道或多通道的单个汇聚器作为汇聚装置，可具有较高密度汇聚功能，通道口拼合构成的采波面为多种类型的几何面。单汇聚器的独立型汇聚装置的独立型采波面为单个规则形的采波口或非规则形的采波口、或为两个或多个采波口拼合形成的规则形采波面、或为两个或多个采波口拼合的非规则形采波面。单个或组合两个汇聚器可为固定静置式全方位的电磁波的汇聚装置。通过多个汇聚器的并列并联、分级分层、逐次逐级梯进方式的连通组合，级间用导波器或汇聚器连通，构成多汇聚器的固定静置式全方位电磁波的集散汇聚装置。可将大面积分散传播、并且是在全方位角度范围内变化传播的电磁波聚集到较小尺寸的反射型内壁管道中，实现大面积电磁波的固定静置式全方位的集散汇聚。双汇聚器或多汇聚器的汇聚装置的采波面由两个或多个采波口拼合构成，为规则几何形采波面或非规则几何形采波面。因此，汇聚装置的采波面由单汇聚器的采波面或双汇聚器的采波面的拼合面或多汇聚器的采波面的拼合面构成，汇聚装置的采波面为规则形的几何面或非规则形的几何面。汇聚器用于汇聚装置的首级(第一层)时为采波汇聚器，用于级间(层间)的连通为连通汇聚器，用于汇聚装置的末端为末端汇聚器，即采波汇聚器由置于首层或首级的汇聚器构成，连通汇聚器由各级或各层汇聚器之间连通功能的汇聚器构成，末端汇聚器由汇聚装置末端的汇聚器构成。用输波通道连通单个或两个或多个汇聚装置和汇聚电磁波应用设施，多个汇聚装置采用逐级分层方式连通电磁波的应用设施，将汇聚后的自然光或其他电磁波输送到需要应用的位置，构成固定静置式全方位集散汇聚和输波一体化装置。将电磁波在汇聚装置中反向传播，即电磁波从汇聚装置的出波末端反向输入，则汇聚装置转变成为分波装置。上述设置的定向传播导波、定向汇聚、多级分层逐次梯进方式汇聚大面积电磁波的汇聚装置的方法、结构和技术，可实现大面积电磁波的聚集。利用电磁波在传播中自身的能量，通过固定静置式全方位的大面积集散汇聚和输送的一体化装置，实现规模化的自然光或其他电磁波的聚集和输送，且为固定静置式的全方位范围内传播的电磁波的大面积集散聚集和输送，大大提高了能量密度。用于太阳自然光等电磁波场合时，不需要跟踪太阳的运行角度，没有运动机构或部件。可作为获得高品位太阳能的高效、简约结构和技术。汇聚后的自然光等电磁波可以传输到需要应用的位置，应用方便。通过聚集大面积自然光等电磁波获得高能量密度、绿色的光等电磁波能源，可直接或滤波后用于加热、照明、光伏、照射、辐射等各种领域。结构简约，易于实现，造价和运行成本低廉，聚集设备的制造和运行的可靠性高，应用领域广泛，市场潜力和前景广阔，经济价值和节能减排的社会效益潜力很大。

[0084]图1为下凸尖顶式波导体的斜壁缩径通道的侧向汇聚器的侧视剖面和典型波路 示意图。[0085]图2为上凸型曲面入射面的混合串接组合式波导体的侧向汇聚器的侧视剖面和 典型波路示意图。[0086]图3为单侧出射面的功能串接组合式波导体的侧向汇聚器侧视剖面和典型波路 示意图。[0087]图4为上凸型曲面入射面的下凸尖顶式的功能串接组合式波导体的斜壁缩径通 道的中部汇聚器的侧视剖面和典型波路示意图。[0088]图5为并列组合式波导体的斜壁缩径通道的侧向汇聚器侧视剖面和典型波路示 意图。[0089]图6为单体式波导体并列对接拼合的斜壁缩径通道的并列式侧向汇聚器的侧视 剖面和典型波路示意图。[0090]图7为上凸型曲面入射面的下凸尖顶式波导体与单体式波导体并列对接拼合的 斜壁缩径通道的侧向汇聚器的侧视剖面和典型波路示意图。[0091]图8为单体式波导体并列对接拼合的斜壁缩径通道的并列式中部汇聚器的侧视 剖面和典型波路示意图。[0092]图9为并列组合式波导体的斜壁缩径通道的中部汇聚器的侧视剖面和典型波路 示意图。[0093]图10为4个等腰三角形采波通道对接与邻接拼合构成完整采波面的、通道内波导 体对接与邻接拼合的汇聚器的俯视剖面示意图。[0094]图11为并列中置下凸尖顶式转直器的对置斜壁缩径通道和通道内对置下凸尖顶 式波导体的并列拼合完整采波面的并列式中部汇聚器的侧视剖面和典型波路示意图。[0095]图12为并列中置4个转直器的周围4个等腰梯形采波通道对置拼合构成完整采 波面的并列式中部汇聚器的俯视剖面示意图。[0096]图13为中置对接拼合的下凸尖顶式波导体的转直汇聚器的隔离式独立采波通道 的斜向交叉连通的斜壁缩径通道的交叉式中部汇聚器的侧视剖面和典型波路示意图。[0097]图14为直壁通道斜向交叉连通的单体式波导体对接拼合的交叉式侧向汇聚器的 侧视剖面和典型波路示意图。[0098]图15为直壁通道斜向交叉连通的混合组合式波导体对接拼合的交叉式中部汇聚 器的侧视剖面和典型波路示意图。[0099]图16为直壁通道横向垂直交叉连通的交叉式汇聚器的侧视剖面和典型波路示意 图。[0100]图17为弧形缩径通道的并列垂直交叉连通的交叉式汇聚器侧视剖面和典型波路 示意图。[0101]图18为斜折弯通道的单体式波导体对接拼合的转向器的侧视剖面和典型波路示 意图。[0102]图19为下凸尖顶式波导体的斜折弯通道的转向器的侧视剖面和典型波路示意 图。[0103]图20为垂直折弯通道的并列组合式波导体的转向器的侧视剖面和典型波路示意图。图21为弧形弯通道的下凸尖顶式波导体的转向器的侧视剖面和典型波路示意图。各图中1为波导体，2为采波通道，3为波导体入射面，4为波导体出射面，5为汇聚通道，6为出波通道，7为反射面，8为缩径通道，9为导波通道，10为反射型内壁通道的壁。
具体实施方式
如图1至图21所示，一种光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置式全方位集散汇聚装置，由波导体所组成。波导体分为单体式波导体、组合式波导体、下凸尖顶式波导体、串接组合式波导体、功能串接组合式波导体、混合串接组合式波导体、并列组合式波导体、混合组合式波导体；波导体的立体结构由波导体入射面、波导体反射面、波导体出射面相互连接和封闭形成；波导体入射面或波导体入射面的延伸面或波导体入射面切面的延伸面与波导体出射面或波导体出射面的延伸面或波导体出射面切面的延伸面之间相交夹角大于波导体的全内反射临界角；波导体入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与该入射面的下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于全内反射临界角；波导体出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与该出射面同侧或同波导体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角小于全内反射临界角的一半；波导体出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同波导体区域的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间向下游方向相交的夹角小于波导体全内反射临界角；单个或两个或多个波导体与周围反射型内壁缩径通道及其上下游通道组合构成汇聚器；单个或两个或多个波导体与周围反射型内壁等径折形弯通道或等径弧形弯通道及其上下游通道组合构成转向器，单个或两个或多个波导体与其周围反射型内壁等径直壁通道及其上下游通道组合构成转直器，反射型内壁通道与转直器或转向器或汇聚器组合构成输波通道，单个或两个或多个汇聚器与单个或两个或多个输波通道组合构成汇聚装置。所述的波导体为透波介质或透光介质制造，其中，单体式波导体为规则几何面的入射面、反射面、出射面相互连接和封闭形成的立体结构，全部侧面中的每个侧面都为单个平面或单个连续曲面的规则几何面，导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧或周围；组合式波导体的构成方式为，部分或全部侧面为平面与平面的组合面、或平面与曲面的组合面、或曲面与曲面的组合面，其立体结构为含有不同立体结构段或不同结构区或不同功能区或不同功能段的非均匀或非规则结构的折射型棱镜体；组合式波导体为功能串接式组合波导体或混合串接式组合波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体；下凸尖顶式波导体的构成方式为，其下游段或末段或整个波导体的出射结构为两个或多个出射面相交和连接形成的下凸尖顶式出射段或出射区，下凸尖顶段由平面与平面相交、或平面与曲面相交、或曲面与曲面相交构成，下凸尖顶段的顶部周边线形成的端面与其下游出射面之间相交角度大于波导体的全内反射临界角，下凸尖顶段的出射面或出射面的延伸面或出射面的切面的延伸面与该出射面的对面的出射面或出射面的延伸面或出射 面的切面的延伸面之间的相交角度小于波导体全内反射临界角，下凸尖顶段的导波通道或 汇聚通道为其外侧或周围，下凸尖顶式波导体为单体式波导体或组合式波导体；[0115]串接组合式波导体的构成方式为，一侧的反射面、或入射面、或出射面有平面与平 面、或平面与曲面、或曲面与曲面的组合面，与该组合面相对应的其他侧的出射面、或反射 面、或入射面也对应地采用平面与平面、或平面与曲面、或曲面与曲面的组合面，在波导体 的上下游方向上构成不同的立体结构区或立体结构段，不同立体结构段或不同立体结构区 以串接方式连通和组合，导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧，串接组合式波导体为功 能串接组合式波导体或混合串接组合式波导体；[0116]功能串接组合式波导体的构成方式为，上游区域为入射面和反射面围成的汇聚段 或汇聚区，下游区域为出射面和反射面围成的出射段或出射区，上下游两段以串接方式连 通，导波通道或汇聚通道位于出射段外侧或周围；[0117]混合串接组合式波导体构成方式为，在入射面或出射面或反射面中有组合面，入 射面和出射面及反射面相互连接和封闭并上下游串接连通的各波导体段或各波导体区域 中有同时具有汇聚功能和出射功能的波导体段或波导体区域，导波通道或汇聚通道位于出 射面的外侧；[0118]并列组合式波导体的构成方式为，有一段或两段或多段横向整体连通和共用的波 导体段或区域，各横向整体连通区域将其上游区域横向上的全部波导体结构或下游区域横 向上的全部波导体结构横向并列连通和组合形成一个并列组合式的波导体结构，导波通道 或汇聚通道位于各出射面的外侧或周围，上凹空洞形导波通道或汇聚通道位于并列对接 或并列邻接的相对的出射面之间，下凸尖顶段的导波通道或汇聚通道位于该段的外侧或周 围；[0119]混合组合式波导体的构成方式为，其立体结构中有串接组合式波导体结构区域， 也有并列组合式波导体结构区域；[0120]波导体入射面为波导体表面的平面、或波导体表面的平面与平面折形连接的组合 面、或波导体表面的平面与曲面切向连接或折形连接的组合面、或波导体表面的曲面与曲 面切向连接或折形连接的组合面；[0121]波导体反射面为在波导体表面内侧的反射型面，或为紧邻波导体周围通道的反射 型内壁表面；反射面为平面、或平面与平面折形连接的组合面、或平面与曲面切向连接或折 形连接的组合面、或曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面；反射面为通体一致材料本 身具有反射功能的表面，或为基层材料上的膜层反射型表面，或为基层材料上的涂层反射 型表面，或为基层材料上的薄板式反射型表面，或为基层材料上的箔纸式反射型表面；[0122]波导体出射面为波导体表面的平面、或平面与平面折形连接的组合面、或平面与 曲面切向连接或折形连接的组合面、或曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面。[0123]所述的反射型内壁通道为直壁通道或弧形弯通道或斜折弯通道或直角折弯通道， 为等径通道或缩径通道或扩径通道，为单个通道或两个并列通道或多个并列通道，为两个 通道交叉连通的通道或多个通道交叉连通的通道，为多个通道并列与交叉混合式连通的通 道；设置于通道内单个或两个或多个波导体的入射面或组合入射面的外周线重合于通道内 截面的周边线，每个波导体设置于通道内的一侧，全部各侧的两个或多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合，波导体入射面位于上游方向或上游区域，出射面和反射面位于波导体的下游方向或下游区域；反射型内壁通道内设置波导体的分段构成为，单个或两个或多个波导体置于单个或两个或多个的缩径通道内或直壁通道内或弧弯形通道内或折弯形通道内，波导体周围通道的上游通道为单个或两个或多个采波通道，波导体周围通道的下游通道为单个或两个或多个出波通道，波导体的出射面外侧或出射面周围的通道为汇聚通道或导波通道；缩径通道为斜壁缩径通道或弧形壁缩径通道，为单侧缩径壁与其他侧直壁构成的一维缩径通道，或为双侧缩径壁与其他侧直壁构成的二维缩径通道，或为多侧缩径壁与其他侧直壁构成的多维缩径通道，或全部侧都为缩径壁的多维缩径通道；缩径通道为单通道自身缩径的通道，或为双缩径通道并列连通或交叉连通的缩径通道，或为多缩径通道并列连通或交叉连通的缩径通道，或为多缩径通道的并列与交叉混合连通的缩径通道；置于缩径区域通道内的波导体以该缩径通道相同的方式缩径，设置于缩径壁侧的串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体的近出射面区域位于与缩径壁侧通道相邻的对面通道内。所述的转直器由直壁等径反射型内壁通道与该通道内的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，单个波导体置于通道内一侧，单个下凸尖顶式波导体置于通道内或下凸尖顶段顶部端面与通道底部端面重合，两个波导体在通道内的两侧对接拼合，多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合，下凸尖顶段的顶部周边线位于通道内或顶部周边线形成的端面重合于通道底部内截面的周边线，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或组合出射面或入射面或组合入射面，全部波导体的入射面或拼合构成的组合入射面的外周线重合于通道内截面的周边线，导波通道位于出射面外侧或周围，上凹空洞式导波通道位于并列对接或并列邻接的相对的出射面之间，并列组合式波导体或混合组合式波导体的导波通道重合于转直器的导波通道；转直器内设置单个波导体的方式为，通道内一侧设置单个单体式波导体或串接组合式波导体，或通道内设置下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体；转直器内设置双波导体或多波导体方式为，两个波导体在通道内的两侧对接拼合，通道内全部各侧的多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合；转直器的波导体区域上游的采波通道为单通道或双通道或多通道，转直器的波导体区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道，双出波通道或多出波通道转直器为转直分波器。所述的转向器构成方式为，由等径的弧弯形或斜折弯形或直角折弯形的反射型内壁的空通道构成；或由等径的弧弯形或斜折弯形或直角折弯形的反射型内壁的通道与通道内的单个或两个或多个波导体构成，通道内的波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或组合出射面或入射面或组合入射面，单个平面型入射面重合于采波通道与其下游通道的相交面，单个非平面型入射面的周边线重合于采波通道与其下游通道的相交面的周边线，组合入射面的外周边线重合于采波通道与其下游通道相交面的周边线，下凸尖顶段的顶部周边线形成的端面重合于导波通道区域的反射型内壁通道与其上游通道的相交面，导波通道位于出 射面的外侧或周围，上凹空洞式导波通道位于并列对接或并列邻接拼合的相对出射面之 间，并列组合式波导体或混合组合式波导体的导波通道重合于转向器导波通道；[0131]转向器内设置单个波导体方式为，通道内设置单个单体式波导体或串接组合式波 导体或下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体，单体式波导体或串接 组合式波导体置于紧邻采波通道与其下游通道相交面下游两侧的一侧，下凸尖顶式波导体 或并列组合式波导体或混合组合式波导体置于紧邻采波通道与其下游通道相交面的下游 区域通道内；[0132]转向器内设置双波导体或多波导体方式为，全部波导体对接拼合或邻接拼合置于 紧邻采波通道与其下游通道相交面的下游区域通道内，全部波导体的入射面对接拼合或邻 接拼合构成组合入射面，组合入射面的外周边线重合于采波通道与其下游通道相交面的周 边线；[0133]转向器的波导体区域上游的采波通道为单通道或双通道或多通道，转向器波导体 区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道，双出波通道或多出波通道转向器为转向 分波器。[0134]所述的汇聚器由单缩径通道或双缩径通道或多缩径通道、缩径区域通道内的单个 波导体或两个波导体或多个波导体、缩径通道区域上游的采波通道、缩径通道区域下游的 出波通道构成；为相同尺寸的采波通道或缩径通道之间的汇聚，或不同尺寸的采波通道或 缩径通道之间的汇聚；[0135]汇聚器内设置单个波导体方式为，单体式波导体或串接组合式波导体或并列组合 式波导体或混合组合式波导体置于缩径区域通道内，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面， 波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为导波通道；单体式波导体或混 合串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体置于缩径壁侧，功能串接组合式波导体的上段为 入射和汇聚功能段、下段为出射或导波功能段，并列组合式波导体或混合组合式波导体的 汇聚通道重合于汇聚器汇聚通道；[0136]汇聚器内设置两个或多个波导体的方式为，两个或多个波导体在缩径区域通道内 对接拼合或邻接拼合，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合 式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，波导体紧邻通 道壁的侧面为反射面，波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为汇聚通 道，直壁侧或缩径壁侧设置单体式波导体或组合式波导体，全部波导体入射面对接拼合或 邻接拼合构成汇聚器的入射面，相对设置的出射面之间并列对接或并列邻接构成上凹空洞 形汇聚通道，下凸尖顶段的汇聚通道位于该段的外侧或周围，并列组合式波导体或混合组 合式波导体的汇聚通道重合于汇聚器汇聚通道；[0137]单缩径通道汇聚器由单个缩径通道、缩径通道区域上下游的全部通道、缩径通道 区域的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波 导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导 体；[0138]双缩径通道或多缩径通道汇聚器由缩径区域的全部缩径通道、缩径区域上下游的 全部通道、缩径区域通道内的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，全部采波通道及其下游的缩径通道以并列方式连通或以交叉方式连通，并列方式连通为并列式汇聚器，交叉方式连通为交叉式汇聚器；并列式汇聚器由两个或多个并列拼合的缩径通道及其上游采波通道及缩径区域通道内的单个或两个或多个波导体构成，缩径通道区域的上游采波通道为隔离式独立设置或紧邻拼合设置，缩径区域通道上游的全部采波通道紧邻拼合构成完整的采波面；缩径区域通道及其上游采波通道及通道内的波导体在转直器的两侧或周围对接拼合或邻接拼合构成具有完整采波面的中置转直器式并列型中部汇聚器；交叉式汇聚器由两个或多个交叉连通的采波通道或其下游的通道、通道内的单个或两个或多个波导体构成，通道交叉连通的方式为直壁通道与直壁通道斜向交叉连通、或缩径通道与直壁通道斜向交叉连通、或两个缩径通道斜向交叉连通、或两个直壁通道横向垂直交叉连通、或弧形缩径通道与直壁通道并列垂直交叉连通、或两个弧形缩径通道并列垂直交叉连通、或直壁通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通、或缩径壁通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通；其他通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通构成中置转直器式交叉型中部汇聚器；交叉式汇聚器为隔离式相互独立的采波通道；交叉并列混合式汇聚器由部分并列连通的缩径通道或其上游的采波通道、部分交叉连通的缩径通道或其上游的采波通道、通道内的单个或两个或多个波导体构成；小角度交叉式汇聚器设置方式为，采波通道或其下游缩径通道以较小角度斜向交叉连通，交叉连通角度允许缩径壁侧通道将波导体整体设置在该缩径侧通道内，汇聚器内为单个或两个或多个波导体，采取上述设置并列式汇聚器的相同方式设置小角度交叉式汇聚器，或只转换并列式汇聚器与小角度交叉式汇聚器的采波通道设置方式即转换了汇聚器设置方式；垂直交叉式汇聚器的构成方式为，设置直壁通道的接收通道，其余通道作为汇出通道，汇出通道与接收通道之间垂直交叉连通，相交面为垂直汇出口 ；在紧邻垂直汇出口的位于接收通道区域内设置汇出通道侧的混合串接组合式波导体，入射面重合于垂直汇出口，紧邻垂直汇出口下游、与垂直汇出口相交的接收通道壁为反射面，垂直汇出口的对面为混合串接组合式波导体的组合出射面，组合出射面的上游区域和下游区域为平面出射面，组合出射面的两个平面出射面之间、与入射面和反射面相连接处的对面为弧形出射面，弧形出射面与其上游平面出射面和下游平面出射面为切向连接；直壁接收通道内与混合串接组合式波导体的对面侧设置接收通道侧的波导体，两侧的波导体相对设置，与垂直汇出口相对的位于接收通道内的斜面为波导体的出射面，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，汇聚通道为两侧波导体之间的通道空间，全部波导体和汇聚通道在直壁接收通道内；交叉式汇聚器的交叉连通的角度介于垂直交叉和小角度斜向交叉角度之间的交叉式汇聚器的设置方式为，结合并列式汇聚器、小角度斜向交叉式汇聚器、垂直交叉式汇聚器的设置方式进行组合设置，在缩径壁侧设置组合式波导体，缩径壁侧入射面在缩径壁侧通道内或重合于通道交叉面，缩径壁侧的波导体整体设置在接收通道内或缩径壁侧波导体入射面和上游区域部分设置在缩径壁侧通道内、其余部分设置在接收通道内；缩径壁侧波导体的组合出射面的上游区域和下游区域为平面出射面，组合出射面的两个平面之间、与入射面和反射面相交处的对面为弧形出射面，弧形出射面与其上游平面出射面和下游平面出射面为切向连接；[0145]组合设置转向器与汇聚器，在紧邻转向器的采波通道与其下游通道的相交面的下 游区域设置单个或两个或多个缩径通道结构，在缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇 聚型波导体，构成转向汇聚器；[0146]组合设置转直器与汇聚器，转直器的直壁通道连通单个或两个或多个缩径通道结 构，缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇聚功能波导体，转直器转变为汇聚器。[0147]汇聚器的采波面的构成方式为汇聚器的单采波通道采波口的采波面或双采波通 道的采波口组合面或多采波通道采波口的组合面；紧邻拼合的全部采波口为规则几何面的 三角形或四边形或多边形的通道口、或规则几何面通道口的组合面，紧邻拼合的全部通道 口拼合组成一个完整的采波面；各采波通道的采波面之间或为相互隔离的独立通道口 ；紧 邻拼合或相互独立的采波通道口分别或整体连通上游的通道，汇聚器采波面为规则几何面 或非规则几何面；[0148]汇聚器的出波通道位置为缩径通道以一维方式侧向缩径于汇聚器底部的汇聚器 垂直投影面的一侧，或为缩径通道以二维方式相向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影 面的中部，或为缩径通道以二维方式的侧向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面的一 角，或为缩径通道以多维方式缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面内；[0149]汇聚器的波导体区域上游采波通道为单通道或双通道或多通道，汇聚器的波导体 区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道，双出波通道或多出波通道汇聚器为汇聚 分波器；[0150]汇聚器由其底部反向输入电磁波，汇聚器转变为分波器。[0151 ] 所述的汇聚装置由单个或两个或多个汇聚器与单个或两个或多个转向器、单个或 两个或多个转直器、单个或两个或多个输波通道组合和连通组成，构成固定静置式全方位 集散汇聚的汇聚装置；[0152]多个汇聚器以并列并联组合、分级分层构建、逐次逐级梯进方式的结合和连通，级 间或层间用反射型内壁通道或转向器或转直器或汇聚器或输波通道连通，构成多汇聚器的 固定静置式全方位电磁波的集散汇聚装置；[0153]汇聚装置的采波汇聚器由置于首层或首级的汇聚器构成，连通汇聚器由各级或各 层汇聚器之间连通功能的汇聚器构成，末端汇聚器由汇聚装置末端的汇聚器构成；[0154]汇聚器或转向器或转直器为导波器，连通导波器为连通各级或各层汇聚器、或连 通各级或各层转向器的导波器、或连通各级或各层转直器的导波器；[0155]用输波通道连通单个或两个或多个汇聚装置和汇聚电磁波应用设施，多个汇聚装 置采用逐级分层递进方式连通，构成固定静置式全方位集散汇聚和输波一体化装置；[0156]汇聚装置由其末端反向输入电磁波，汇聚装置转变为分波装置；[0157]汇聚装置采波面由单汇聚器的采波面或双汇聚器的采波面的拼合面或多汇聚器 的采波面的拼合面构成，汇聚装置的采波面为规则形的几何面或非规则形的几何面。[0158](一)在光电磁波中实施[0159]如图1 21所示，利用透光介质(如玻璃、亚克力等)的折射性能，按上述方式设 置光导体及其入射面、反射面、出射面、汇聚通道或导光通道，构成各种定向导光或定向汇 聚的光导体，包括单体式光导体、下凸尖顶式光导体、组合式光导体。入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间相交夹角大于波导体的全内反射临界角，入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与其下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于全内反射临界角，出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同光导体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角小于全内反射临界角的一半，出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同光导体区域内的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间相交夹角小于波导体的全内反射临界角。将各种光导体与直壁通道组合构成定向转直导光的转直器。将各种光导体与相对应的等径折形弯通道或弧形弯通道组合，构成定向偏折导光的转向器。将各种定向汇聚型光导体与相对应的各种反射内壁的缩径通道组合，构成定向导光汇聚的汇聚器。组合设置汇聚器和转向器，构成转向汇聚器。组合设置转直器与汇聚器，转直器转变为汇聚器。反射型内壁通道作为输光通道，或反射型内壁通道与转直器或转向器或汇聚器组合构成输光通道。自然光汇聚装置由单个汇聚器或组合两个汇聚器或组合多个汇聚器构成。将多个配套的汇聚器以并联并列组合、分层分级构建、逐级逐层递进方式组建和连通，级间或层间用输光通道连通，构成固定静置式全方位的光电磁波大面积的集散汇聚装置。汇聚装置的各个部分共同导光或汇聚，将大面积的全方位传播的自然光(太阳光)汇聚进入较小尺寸的通道内。采用输光通道将单个或两个或多个汇聚装置与汇聚光电磁波应用设施连通，将汇聚后的自然光输送到需要应用的位置，构成固定静置式全方位集散汇聚和输送一体化装置。将光在汇聚装置中反向传播，即光电磁波从汇聚装置的出波末端反向输入，则自然光汇聚装置转变成为分光装置。固定静置式全方位集散汇聚和输送一体化装置可将大面积分散照射的自然光(太阳光)等电磁波聚集到较小尺寸的反射型内壁管道中，而且是固定静置式的全方位聚集和输送，不需要跟踪太阳运行角度，无运动机构或部件。既可逐级提高自然光(太阳光)能量密度，可获得有利于在多种领域或场合应用的自然光绿色能源，而且结构简约，易于实施，设备制造和运行的可靠性高，造价和运行成本低廉。汇聚后的自然光(太阳光)电磁波可以传输到需要应用的位置，应用方便。通过聚集大面积自然光(太阳光)电磁波获得高能量密度的绿色能源，可直接或滤波后用于加热、照明、光伏、照射、辐射等各种领域，应用领域广泛，市场潜力和前景广阔，经济价值和节能减排的社会效益潜力很大。(二)在其他电磁波中实施可按照前述方式，如图1 21所示，并参照在光电磁波中的实施方式，在其他电磁波中实施导波或汇聚，构成固定静置式全方位集散汇聚和输送一体化装置。利用透波介质的折射性能，按照前述方式设置各种波导体、定向偏折导波的转向器或转直器、定向导波和汇聚的汇聚器。入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间相交夹角大于波导体的全内反射临界角，入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与其下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于全内反射临界角，出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同波导体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角小于全内反射临界角的一半，出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同波导体区域的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间相交夹角小于波导体的全内反射临界角。[0169] 单个汇聚器可为固定静置式全方位的电磁波的汇聚装置；组合两个或多个配套的汇聚器，以并联并列、分层分级连通、逐级逐层递进方式组合和连通，级间或层间用输波通道连 通，构成固定静置式全方位电磁波的大面积集散汇聚装置。采用输波通道连通汇聚装置和电磁波应用设施，将汇聚后的电磁波输送到需要应用的位置，构成固定静置式全方位集散汇聚和输波一体化装置。电磁波从汇聚装置的末端反向输入，汇聚装置转变成为分波 装直。
权利要求1.一种光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置式全方位集散汇聚装置，由波导体所组成，其特征在于 波导体分为单体式波导体、组合式波导体、下凸尖顶式波导体、串接组合式波导体、功能串接组合式波导体、混合串接组合式波导体、并列组合式波导体、混合组合式波导体； 波导体的立体结构由波导体入射面、波导体反射面、波导体出射面相互连接和封闭形成；波导体入射面或波导体入射面的延伸面或波导体入射面切面的延伸面与波导体出射面或波导体出射面的延伸面或波导体出射面切面的延伸面之间相交夹角大于波导体的全内反射临界角； 波导体入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与该入射面的下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于全内反射临界角； 波导体出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与该出射面同侧或同波导体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角小于全内反射临界角的一半； 波导体出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同波导体区域的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间向下游方向相交的夹角小于波导体全内反射临界角； 单个或两个或多个波导体与周围反射型内壁缩径通道及其上下游通道组合构成汇聚器；单个或两个或多个波导体与周围反射型内壁等径折形弯通道或等径弧形弯通道及其上下游通道组合构成转向器，单个或两个或多个波导体与其周围反射型内壁等径直壁通道及其上下游通道组合构成转直器，反射型内壁通道与转直器或转向器或汇聚器组合构成输波通道，单个或两个或多个汇聚器与单个或两个或多个输波通道组合构成汇聚装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的波导体为透波介质或透光介质制造，其中， 单体式波导体为规则几何面的入射面、反射面、出射面相互连接和封闭形成的立体结构，全部侧面中的每个侧面都为单个平面或单个连续曲面的规则几何面，导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧或周围； 组合式波导体的构成方式为，部分或全部侧面为平面与平面的组合面、或平面与曲面的组合面、或曲面与曲面的组合面，其立体结构为含有不同立体结构段或不同结构区或不同功能区或不同功能段的非均匀或非规则结构的折射型棱镜体；组合式波导体为功能串接式组合波导体或混合串接式组合波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体； 下凸尖顶式波导体的构成方式为，其下游段或末段或整个波导体的出射结构为两个或多个出射面相交和连接形成的下凸尖顶式出射段或出射区，下凸尖顶段由平面与平面相交、或平面与曲面相交、或曲面与曲面相交构成，下凸尖顶段的顶部周边线形成的端面与其下游出射面之间相交角度大于波导体的全内反射临界角，下凸尖顶段的出射面或出射面的延伸面或出射面的切面的延伸面与该出射面的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面的切面的延伸面之间的相交角度小于波导体全内反射临界角，下凸尖顶段的导波通道或汇聚通道为其外侧或周围，下凸尖顶式波导体为单体式波导体或组合式波导体； 串接组合式波导体的构成方式为，一侧的反射面、或入射面、或出射面有平面与平面、或平面与曲面、或曲面与曲面的组合面，与该组合面相对应的其他侧的出射面、或反射面、或入射面也对应地采用平面与平面、或平面与曲面、或曲面与曲面的组合面，在波导体的上下游方向上构成不同的立体结构区或立体结构段，不同立体结构段或不同立体结构区以串接方式连通和组合，导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧，串接组合式波导体为功能串接组合式波导体或混合串接组合式波导体； 功能串接组合式波导体的构成方式为，上游区域为入射面和反射面围成的汇聚段或汇聚区，下游区域为出射面和反射面围成的出射段或出射区，上下游两段以串接方式连通，导波通道或汇聚通道位于出射段外侧或周围； 混合串接组合式波导体构成方式为，在入射面或出射面或反射面中有组合面，入射面和出射面及反射面相互连接和封闭并上下游串接连通的各波导体段或各波导体区域中有同时具有汇聚功能和出射功能的波导体段或波导体区域，导波通道或汇聚通道位于出射面的外侧； 并列组合式波导体的构成方式为，有一段或两段或多段横向整体连通和共用的波导体段或区域，各横向整体连通区域将其上游区域横向上的全部波导体结构或下游区域横向上的全部波导体结构横向并列连通和组合形成一个并列组合式的波导体结构，导波通道或汇聚通道位于各出射面的外侧或周围，上凹空洞形导波通道或汇聚通道位于并列对接或并列邻接的相对的出射面之间，下凸尖顶段的导波通道或汇聚通道位于该段的外侧或周围；混合组合式波导体的构成方式为，其立体结构中有串接组合式波导体结构区域，也有并列组合式波导体结构区域； 波导体入射面为波导体表面的平面、或波导体表面的平面与平面折形连接的组合面、或波导体表面的平面与曲面切向连接或折形连接的组合面、或波导体表面的曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面； 波导体反射面为在波导体表面内侧的反射型面，或为紧邻波导体周围通道的反射型内壁表面；反射面为平面、或平面与平面折形连接的组合面、或平面与曲面切向连接或折形连接的组合面、或曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面；反射面为通体一致材料本身具有反射功能的表面，或为基层材料上的膜层反射型表面，或为基层材料上的涂层反射型表面，或为基层材料上的薄板式反射型表面，或为基层材料上的箔纸式反射型表面； 波导体出射面为波导体表面的平面、或平面与平面折形连接的组合面、或平面与曲面切向连接或折形连接的组合面、或曲面与曲面切向连接或折形连接的组合面。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的反射型内壁通道为直壁通道或弧形弯通道或斜折弯通道或直角折弯通道，为等径通道或缩径通道或扩径通道，为单个通道或两个并列通道或多个并列通道，为两个通道交叉连通的通道或多个通道交叉连通的通道，为多个通道并列与交叉混合式连通的通道；设置于通道内单个或两个或多个波导体的入射面或组合入射面的外周线重合于通道内截面的周边线，每个波导体设置于通道内的一侦U，全部各侧的两个或多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合，波导体入射面位于上游方向或上游区域，出射面和反射面位于波导体的下游方向或下游区域； 反射型内壁通道内设置波导体的分段构成为，单个或两个或多个波导体置于单个或两个或多个的缩径通道内或直壁通道内或弧弯形通道内或折弯形通道内，波导体周围通道的上游通道为单个或两个或多个采波通道，波导体周围通道的下游通道为单个或两个或多个出波通道，波导体的出射面外侧或出射面周围的通道为汇聚通道或导波通道；缩径通道为斜壁缩径通道或弧形壁缩径通道，为单侧缩径壁与其他侧直壁构成的一维缩径通道，或为双侧缩径壁与其他侧直壁构成的二维缩径通道，或为多侧缩径壁与其他侧直壁构成的多维缩径通道，或全部侧都为缩径壁的多维缩径通道；缩径通道为单通道自身缩径的通道，或为双缩径通道并列连通或交叉连通的缩径通道，或为多缩径通道并列连通或交叉连通的缩径通道，或为多缩径通道的并列与交叉混合连通的缩径通道；置于缩径区域通道内的波导体以该缩径通道相同的方式缩径，设置于缩径壁侧的串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体的近出射面区域位于与缩径壁侧通道相邻的对面通道内。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的转直器由直壁等径反射型内壁通道与该通道内的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，单个波导体置于通道内一侧，单个下凸尖顶式波导体置于通道内或下凸尖顶段顶部端面与通道底部端面重合，两个波导体在通道内的两侧对接拼合，多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合，下凸尖顶段的顶部周边线位于通道内或顶部周边线形成的端面重合于通道底部内截面的周边线，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或组合出射面或入射面或组合入射面，全部波导体的入射面或拼合构成的组合入射面的外周线重合于通道内截面的周边线，导波通道位于出射面外侧或周围，上凹空洞式导波通道位于并列对接或并列邻接的相对的出射面之间，并列组合式波导体或混合组合式波导体的导波通道重合于转直器的导波通道； 转直器内设置单个波导体的方式为，通道内一侧设置单个单体式波导体或串接组合式波导体，或通道内设置下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体； 转直器内设置双波导体或多波导体方式为，两个波导体在通道内的两侧对接拼合，通道内全部各侧的多个波导体在通道内对接拼合或邻接拼合； 转直器的波导体区域上游的采波通道为单通道或双通道或多通道，转直器的波导体区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道，双出波通道或多出波通道转直器为转直分波器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的转向器构成方式为，由等径的弧弯形或斜折弯形或直角折弯形的反射型内壁的空通道构成；或由等径的弧弯形或斜折弯形或直角折弯形的反射型内壁的通道与通道内的单个或两个或多个波导体构成，通道内的波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体位于通道内的表面为出射面或组合出射面或入射面或组合入射面，单个平面型入射面重合于采波通道与其下游通道的相交面，单个非平面型入射面的周边线重合于采波通道与其下游通道的相交面的周边线，组合入射面的外周边线重合于采波通道与其下游通道相交面的周边线，下凸尖顶段的顶部周边线形成的端面重合于导波通道区域的反射型内壁通道与其上游通道的相交面，导波通道位于出射面的外侧或周围，上凹空洞式导波通道位于并列对接或并列邻接拼合的相对出射面之间，并列组合式波导体或混合组合式波导体的导波通道重合于转向器导波通道； 转向器内设置单个波导体方式为，通道内设置单个单体式波导体或串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体，单体式波导体或串接组合式波导体置于紧邻采波通道与其下游通道相交面下游两侧的一侧，下凸尖顶式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体置于紧邻采波通道与其下游通道相交面的下游区域通道内； 转向器内设置双波导体或多波导体方式为，全部波导体对接拼合或邻接拼合置于紧邻采波通道与其下游通道相交面的下游区域通道内，全部波导体的入射面对接拼合或邻接拼合构成组合入射面，组合入射面的外周边线重合于采波通道与其下游通道相交面的周边线. 转向器的波导体区域上游的采波通道为单通道或双通道或多通道，转向器波导体区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道，双出波通道或多出波通道转向器为转向分波器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的汇聚器由单缩径通道或双缩径通道或多缩径通道、缩径区域通道内的单个波导体或两个波导体或多个波导体、缩径通道区域上游的采波通道、缩径通道区域下游的出波通道构成；为相同尺寸的采波通道或缩径通道之间的汇聚，或不同尺寸的采波通道或缩径通道之间的汇聚； 汇聚器内设置单个波导体方式为，单体式波导体或串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体置于缩径区域通道内，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为导波通道；单体式波导体或混合串接组合式波导体或下凸尖顶式波导体置于缩径壁侧，功能串接组合式波导体的上段为入射和汇聚功能段、下段为出射或导波功能段，并列组合式波导体或混合组合式波导体的汇聚通道重合于汇聚器汇聚通道； 汇聚器内设置两个或多个波导体的方式为，两个或多个波导体在缩径区域通道内对接拼合或邻接拼合，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，波导体的出射面和入射面位于通道内，出射面外侧或周围为汇聚通道，直壁侧或缩径壁侧设置单体式波导体或组合式波导体，全部波导体入射面对接拼合或邻接拼合构成汇聚器的入射面，相对设置的出射面之间并列对接或并列邻接构成上凹空洞形汇聚通道，下凸尖顶段的汇聚通道位于该段的外侧或周围，并列组合式波导体或混合组合式波导体的汇聚通道重合于汇聚器汇聚通道； 单缩径通道汇聚器由单个缩径通道、缩径通道区域上下游的全部通道、缩径通道区域的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体； 双缩径通道或多缩径通道汇聚器由缩径区域的全部缩径通道、缩径区域上下游的全部通道、缩径区域通道内的单个或两个或多个波导体构成，波导体为单体式波导体或组合式波导体，组合式波导体为串接组合式波导体或并列组合式波导体或混合组合式波导体或下凸尖顶式波导体，全部采波通道及其下游的缩径通道以并列方式连通或以交叉方式连通，并列方式连通为并列式汇聚器，交叉方式连通为交叉式汇聚器； 并列式汇聚器由两个或多个并列拼合的缩径通道及其上游采波通道及缩径区域通道内的单个或两个或多个波导体构成，缩径通道区域的上游采波通道为隔离式独立设置或紧邻拼合设置，缩径区域通道上游的全部采波通道紧邻拼合构成完整的采波面；缩径区域通道及其上游采波通道及通道内的波导体在转直器的两侧或周围对接拼合或邻接拼合构成具有完整采波面的中置转直器式并列型中部汇聚器； 交叉式汇聚器由两个或多个交叉连通的采波通道或其下游的通道、通道内的单个或两个或多个波导体构成，通道交叉连通的方式为直壁通道与直壁通道斜向交叉连通、或缩径通道与直壁通道斜向交叉连通、或两个缩径通道斜向交叉连通、或两个直壁通道横向垂直交叉连通、或弧形缩径通道与直壁通道并列垂直交叉连通、或两个弧形缩径通道并列垂直交叉连通、或直壁通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通、或缩径壁通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通；其他通道在中置转直器通道的两侧或周围交叉连通构成中置转直器式交叉型中部汇聚器；交叉式汇聚器为隔离式相互独立的采波通道； 交叉并列混合式汇聚器由部分并列连通的缩径通道或其上游的采波通道、部分交叉连通的缩径通道或其上游的采波通道、通道内的单个或两个或多个波导体构成； 小角度交叉式汇聚器设置方式为，采波通道或其下游缩径通道以较小角度斜向交叉连通，交叉连通角度允许缩径壁侧通道将波导体整体设置在该缩径侧通道内，汇聚器内为单个或两个或多个波导体，采取上述设置并列式汇聚器的相同方式设置小角度交叉式汇聚器，或只转换并列式汇聚器与小角度交叉式汇聚器的采波通道设置方式即转换了汇聚器设置方式； 垂直交叉式汇聚器的构成方式为，设置直壁通道的接收通道，其余通道作为汇出通道，汇出通道与接收通道之间垂直交叉连通，相交面为垂直汇出口 ；在紧邻垂直汇出口的位于接收通道区域内设置汇出通道侧的混合串接组合式波导体，入射面重合于垂直汇出口，紧邻垂直汇出口下游、与垂直汇出口相交的接收通道壁为反射面，垂直汇出口的对面为混合串接组合式波导体的组合出射面，组合出射面的上游区域和下游区域为平面出射面，组合出射面的两个平面出射面之间、与入射面和反射面相连接处的对面为弧形出射面，弧形出射面与其上游平面出射面和下游平面出射面为切向连接；直壁接收通道内与混合串接组合式波导体的对面侧设置接收通道侧的波导体，两侧的波导体相对设置，与垂直汇出口相对的位于接收通道内的斜面为波导体的出射面，波导体紧邻通道壁的侧面为反射面，汇聚通道为两侧波导体之间的通道空间，全部波导体和汇聚通道在直壁接收通道内； 交叉式汇聚器的交叉连通的角度介于垂直交叉和小角度斜向交叉角度之间的交叉式汇聚器的设置方式为，结合并列式汇聚器、小角度斜向交叉式汇聚器、垂直交叉式汇聚器的设置方式进行组合设置，在缩径壁侧设置组合式波导体，缩径壁侧入射面在缩径壁侧通道内或重合于通道交叉面，缩径壁侧的波导体整体设置在接收通道内或缩径壁侧波导体入射面和上游区域部分设置在缩径壁侧通道内、其余部分设置在接收通道内；缩径壁侧波导体的组合出射面的上游区域和下游区域为平面出射面，组合出射面的两个平面之间、与入射面和反射面相交处的对面为弧形出射面，弧形出射面与其上游平面出射面和下游平面出射面为切向连接； 组合设置转向器 与汇聚器，在紧邻转向器的采波通道与其下游通道的相交面的下游区域设置单个或两个或多个缩径通道结构，在缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇聚型波导体，构成转向汇聚器； 组合设置转直器与汇聚器，转直器的直壁通道连通单个或两个或多个缩径通道结构，缩径区域通道内设置单个或两个或多个汇聚功能波导体，转直器转变为汇聚器，汇聚器的采波面的构成方式为汇聚器的单采波通道采波口的采波面或双采波通道的采波口组合面或多采波通道采波口的组合面；紧邻拼合的全部采波口为规则几何面的三角形或四边形或多边形的通道口、或规则几何面通道口的组合面，紧邻拼合的全部通道口拼合组成一个完整的采波面；各采波通道的采波面之间或为相互隔离的独立通道口 ；紧邻拼合或相互独立的采波通道口分别或整体连通上游的通道，汇聚器采波面为规则几何面或非规则几何面； 汇聚器的出波通道位置为缩径通道以一维方式侧向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面的一侧，或为缩径通道以二维方式相向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面的中部，或为缩径通道以二维方式的侧向缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面的一角，或为缩径通道以多维方式缩径于汇聚器底部的汇聚器垂直投影面内； 汇聚器的波导体区域上游采波通道为单通道或双通道或多通道，汇聚器的波导体区域下游的出波通道为单通道或双通道或多通道，双出波通道或多出波通道汇聚器为汇聚分波器； 汇聚器由其底部反向输入电磁波，汇聚器转变为分波器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于；所述的汇聚装置由单个或两个或多个汇聚器与单个或两个或多个转向器、单个或两个或多个转直器、单个或两个或多个输波通道组合和连通组成，构成固定静置式全方位集散汇聚的汇聚装置； 多个汇聚器以并列并联组合、分级分层构建、逐次逐级梯进方式的结合和连通，级间或层间用反射型内壁通道或转向器或转直器或汇聚器或输波通道连通，构成多汇聚器的固定静置式全方位电磁波的集散汇聚装置； 汇聚装置的采波汇聚器由置于首层或首级的汇聚器构成，连通汇聚器由各级或各层汇聚器之间连通功能的汇聚器构成，末端汇聚器由汇聚装置末端的汇聚器构成； 汇聚器或转向器或转直器为导波器，连通导波器为连通各级或各层汇聚器、或连通各级或各层转向器的导波器、或连通各级或各层转直器的导波器； 用输波通道连通单个或两个或多个汇聚装置和汇聚电磁波应用设施，多个汇聚装置采用逐级分层递进方式连通，构成固定静置式全方位集散汇聚和输波一体化装置； 汇聚装置由其末端反向输入电磁波，汇聚装置转变为分波装置； 汇聚装置采波面由单汇聚器的采波面或双汇聚器的采波面的拼合面或多汇聚器的采波面的拼合面构成，汇聚装置的采波面为规则形的几何面或非规则形的几何面。
专利摘要本实用新型涉及一种光和其他电磁波的折射型导波汇聚器和固定静置式全方位集散汇聚装置。波导体分为单体式波导体、组合式波导体、下凸尖顶式波导体、串接组合式波导体、功能串接组合式波导体、混合串接组合式波导体、并列组合式波导体、混合组合式波导体。本实用新型利用波导体与其周围的反射型内壁表面的等径通道或缩径通道配合，使自然光等电磁波按照设计的路径或通道实现定向导波、定向输送、定向汇聚和固定静置方式的全方位、大面积的集散汇聚，获得高能量密度的光等电磁波能源，克服自然光等电磁波存在的传播分散、能量密度低等问题。
文档编号G02B19/00GK202837665SQ20122000192
公开日2013年3月27日 申请日期2012年1月5日 优先权日2011年2月9日
发明者黄太清, 黄健峰 申请人:黄太清, 黄健峰