[发明专利]一种用于毫米波频段的双极化波导喇叭天线

说明书

本发明公开了一种用于毫米波频段的双极化波导喇叭天线，包括波导、喇叭及功率分配器，其特征在于，所述波导为开口矩形波导或开口脊波导，波导的数量为4M，在天线口面上排成正交阵列，其中两个极化方向上分别有2M个波导排成直线阵列，定义距所述正交阵列中心最近的4个波导为第一波导，定义距所述正交阵列中心最远的4个波导为第二波导，所述喇叭包括设于第一波导靠近正交阵列中心的开口端宽边的第一喇叭部和设于第二波导远离正交阵列中心的开口端宽边的第二喇叭部，并且第一喇叭部的长度小于第二喇叭部的长度。本发明的天线具有良好的对称双极化，并且天线体积小，加工成本低，散射小，可以实现EH面波束对称，优于传统的毫米波天线。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用于毫米波频段的双极化波导喇叭天线。

背景技术

毫米波指的是频率在30GHz-300GHz范围内的电磁波，其对应的波长范围为1mm-10mm。近年来，由于频谱资源拥挤的现状，以及对高速通信需求持续增长，毫米波领域已经成为国际电磁波频谱资源研究、开发和利用的一个极其活跃的领域，毫米波频段拥有着大量连续的频谱资源，为超高速宽带无线通信的实现提供了可能。

在无线通信系统中，天线是必不可少的关键部件之一。天线的最关键指标是其辐射特性。毫米波通信对天线的性能提出了新的设计挑战，一个辐射性能良好的毫米波天线对波束宽度、方向图对称性、主波束极化纯度、端口隔离、VSWR(Voltage Standing WaveRatio，电压驻波比)及增益等各方面都有着严格的要求。对于双极化天线而言，尤其是用于测量的双极化天线，其极化的对称性极大地影响天线的精度。现有的传统双极化天线主要包括如下几种：

1.波纹喇叭天线，常用于远场和紧缩场测量，可以实现对称双极化，天线交叉极化纯度较高，EH面波束对称，但是天线加工工艺难度大，加工成本高，需要正交耦合馈电，天线体积大，散射大。

2.方形波导天线，可以实现对称双极化，但是需要正交耦合馈电。性能优良的正交耦合馈电体积较大，通常正方形波导EH面波束不对称，且天线体积较大，散射大。

3.开口波导天线，易于设计和制造，常用于近场测量，但是只支持单极化信号收发，双极化需要依靠机械转动和校准来完成，无法合成圆极化，双极化收发引入机械转动误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提出了一种用于毫米波频段的双极化波导喇叭天线，包括波导、喇叭及功率分配器，所述波导包括馈电端和开口端，其特征在于，所述波导为开口矩形波导或开口脊波导，所述波导的数量为4M，M为正整数，波导在双极化波导喇叭天线的口面上排成正交阵列，其中2M个波导在第一极化方向上排成直线阵列且此2M个波导的极化方向与第一极化方向一致，其余2M个波导在第二极化方向上排成直线阵列且此2M个波导的极化方向与第二极化方向一致，定义距所述正交阵列中心最近的4个波导为第一波导，定义距所述正交阵列中心最远的4个波导为第二波导，所述喇叭包括设于第一波导靠近正交阵列中心的开口端宽边的第一喇叭部和设于第二波导远离正交阵列中心的开口端宽边的第二喇叭部，并且所述第一喇叭部的长度小于所述第二喇叭部的长度。

作为本发明的进一步限定，所述第一喇叭部沿第一波导靠近正交阵列中心的开口端宽边逐渐缩短而成，所述第二喇叭部沿第二波导远离正交阵列中心的开口端宽边逐渐展开而成。

作为本发明的进一步限定，所述4个第一喇叭部沿第一波导靠近正交阵列中心的开口端宽边逐渐缩短至同一点形成塔形。

作为本发明的进一步限定，所述在第一极化方向上的2M个波导的馈电端与1个2M路功率分配器相连，所述在第二极化方向上的2M个波导的馈电端与另1个2M路功率分配器相连。

作为本发明的进一步限定，所述M≤4。

作为本发明的进一步限定，所述M＝1，所述第一波导即第二波导。