[发明专利]一种毫米波透镜反射式智能天线装置

说明书

本发明公开了一种毫米波透镜反射式智能天线装置，包括天线阵列，天线阵列由若干紧密排列的天线单元组成，天线单元为高增益高方向性天线；天线阵列上方设置有微波透镜，微波透镜上方设置有反射面；天线阵列模块下方设置通道加权模块，通道加权模块包括若干个与天线单元连接的天线加权模块，天线加权模块与天线信号收发模块连接；其中天线阵列发射出不同方向的阵列合成波束，阵列合成波束通过微波透镜后形成折射波束，折射波束经过反射面后形成反射波束。解决了毫米波天线的高方向性，无法达到波束合成形成有效的波束，装置丧失阵列增益，并且无法产生全向覆盖的方向图的问题。

技术领域

本发明属于通信技术领域；设计一种毫米波透镜反射式智能天线装置。

背景技术

智能天线又称作自适应天线阵列，主要应用于雷达、声纳等军事领域，用来完成空间滤波或定位等功能，提高系统性能及电子对抗能力。智能天线系统包括若干天线单元及其收发通道，以及对收发通道信号的幅度相位加权处理单元。其原理是通过空域处理来产生方向性波束。在接收端使用户信号到达方向DOA(Direction of Arrival)落在天线主波束里，而使干扰信号到达方向落在天线旁瓣或零陷上，这样干扰信号会被抑制从而提高接收信号的信干比。在发射端通过多天线定向功率合成，实现更大的信号覆盖范围，降低信号发射功率需求，利于射频通道成本控制和设备体积的小型化。对于移动通信系统，智能天线可以使得系统提高容量，扩大覆盖，增强抗干扰能力。移动通信系统从第三代开始引入智能天线技术，并持续不断发展，使其更适合工程应用。

毫米波，即波长在毫米数量级的电磁波，是下一代通信系统的另一个主要发展方向。毫米波为系统提供大容量带宽，支持更高的传输速率。同时，随着波长的减小，毫米波器件的尺寸也同步缩小，更有利于设备的小型化。

然而，基于毫米波波段的智能天线系统却存在诸多困难：智能天线系统难以实现全向覆盖。智能天线系统通过波束赋型，可以使得信号具有较强的方向性，而在一些应用场景中需要全向覆盖。例如：广播公共信息，这时智能天线系统由于存在相干信号的叠加和抵消，往往难以形成全向覆盖波束。

毫米波天线的高方向性与智能天线系统要求天线单元低方向性的矛盾也使得智能天线系统在毫米波波段应用困难。毫米波天线往往增益高，方向性很强。而智能天线系统要求天线单元具有较低的方向性，过高的方向性使得智能天线系统难以达到多通道信号相干叠加的效果，赋型增益减弱，退化为波束切换系统。因此，将高方向性毫米波天线直接应用于现有智能天线系统难以达到传统智能天线的波束赋型效果。

发明内容

本发明提供了一种毫米波透镜反射式智能天线装置，解决了毫米波天线的高方向性，无法达到波束合成形成有效的波束，装置丧失阵列增益，并且无法产生全向覆盖的方向图的问题。

本发明的技术方案是：一种毫米波透镜反射式智能天线装置，包括天线阵列，天线阵列由若干紧密排列的天线单元组成，天线单元为高增益高方向性天线；天线阵列上方设置有微波透镜，微波透镜上方设置有反射面；天线阵列模块下方设置通道加权模块，通道加权模块包括若干个与天线单元连接的天线加权模块，天线加权模块与天线信号收发模块连接；其中天线阵列发射出不同方向的阵列合成波束，阵列合成波束通过微波透镜后形成折射波束，折射波束经过反射面后形成反射波束。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中天线单元为微带天线或喇叭口天线。

其中反射面为金属介质的圆形双曲反射面。

其中反射波束包括全向波束和定向波束；其中反射面中心部位反射图样为全向波束，偏离中心部分的反射图样为定向波束。

其中天线阵列与微波透镜之间的距离为10-200cm。

其中微波透镜与反射面之间的距离为10-50cm。

其中微波透镜为毫米波透镜，且微波透镜的表面设置有一层增透膜。