[发明专利]适用于毫米波通信的圆极化天线及通信设备

说明书

本申请实施例提供了一种适用于毫米波通信的圆极化天线及通信设备。圆极化天线包括：第一矩形波导，在所述第一矩形波导的内部形成有截面为第一矩形的第一波导内腔，所述第一矩形波导的第一端设置有与所述第一波导内腔连通的输入端口；第二矩形波导，在所述第二矩形波导的内部形成有截面为第二矩形的第二波导内腔，所述第二矩形的面积小于第一矩形的面积；过渡结构，在所述过渡结构的内部形成有过渡内腔，所述过渡结构连接在所述第一矩形波导的第二端和所述第二矩形波导的第一端之间，且所述过渡内腔连通所述第一波导内腔和第二波导内腔，所述第二矩形波导的第二端设置有与所述第二波导内腔连通的输出端口，在所述输出端口处形成有阶梯型缝隙。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种适用于毫米波通信的圆极化天线及通信设备。

背景技术

随着4G移动通信技术的成熟和移动通信系统的不断升级和发展，低频段频谱资源已经面临极度紧缺的局面，同时无线业务的爆发式增长又带来对能够媲美光纤的超高速无线传输速率的巨大需求，现有的通信频段和系统越来越难以满足日益增长的业务需求。而在毫米波频段，目前仍存在大量的空闲频谱资源，这些频谱资源使得提供数十吉比特，甚至上百吉比特的无线通信速率服务成为可能。

近些年来，在5G技术的推动下，毫米波频段及其应用得到了越来越多的关注。在此背景下，关于各类毫米波天线的研究也逐渐成为热点。在各种类型的毫米波天线中，圆极化天线因具有抗多径、无需发射对齐等优势，故而得到了很多研究人员的青睐。然而，现有的圆极化天线在结构上多采用边射天线的形式，由此，这对安装该圆极化天线的通信设备在横向(通信设备的宽度方向)尺寸上提出了一定的要求，不利于通信设备的小型化设计。

发明内容

本申请实施例提供了一种适用于毫米波通信的圆极化天线及通信设备，在应用该圆极化天线的情况下，有利于减小通信设备的横向尺寸，从而有利于通信设备的小型化。

本申请的第一方面提供了一种适用于毫米波通信的圆极化天线，包括：第一矩形波导，在所述第一矩形波导的内部形成有截面为第一矩形的第一波导内腔，所述第一矩形波导的第一端设置有与所述第一波导内腔连通的输入端口；第二矩形波导，在所述第二矩形波导的内部形成有截面为第二矩形的第二波导内腔，所述第二矩形的面积小于第一矩形的面积；过渡结构，在所述过渡结构的内部形成有过渡内腔，所述过渡结构连接在所述第一矩形波导的第二端和所述第二矩形波导的第一端之间，且所述过渡内腔连通所述第一波导内腔和第二波导内腔，所述第二矩形波导的第二端设置有与所述第二波导内腔连通的输出端口，在所述输出端口处形成有阶梯型缝隙。

根据本申请实施例的适用于毫米波通信的圆极化天线，其包括第一矩形波导、第二矩形波导和过渡结构，并且在第二矩形波导的输出端口形成有阶梯型缝隙。本申请实施例的适用于毫米波通信的圆极化天线在工作时，输入信号以TE₁₀模式输入第一矩形波导的输入端口，在第一波导内腔内传输，之后经过过渡内腔传输至尺寸更小的第二波导内腔，在通过第二波导内腔后最终由输出端口输出，形成向自由空间的辐射。在上述过程中，TE₁₀模的信号在经过阶梯型缝隙时会受到干扰，形成幅度相等、相位差90°的两种正交模式TE₁₀模和TE₀₁模，从而产生圆极化的辐射效果。本申请实施例的适用于毫米波通信的圆极化天线，由于信号从其一端输入并且由另一端输出，因而，在结构上属于端射天线，也就是说，本申请是一种圆极化天线和端射天线的集合体，基于这一特点，圆极化天线可以设置在通信设备的侧边缘(与天线设备的长度方向相平行的边缘)，这样，使通信设备在横向(通信设备的宽度方向)尺寸设计上不会受到天线的制约，从而有利于减小通信设备的横向尺寸，进而有利于实现通信设备的小型化设计。

另外，根据本申请实施例的适用于毫米波通信的圆极化天线，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述第二矩形的长度小于第一矩形的长度，且所述第二矩形的宽度小于第一矩形的宽度。