[发明专利]一种基于旋转辐射槽的波导阵列天线

说明书

本发明公开了一种基于旋转辐射槽的波导阵列天线，包括按照从上到下顺序层叠的辐射层、耦合层和馈电层，馈电层用于将外部输入其内的能量均匀等分为多路能量，并将该多路能量同时传输到耦合层中，耦合层用于将输入其内的多路能量的幅值和相位均匀分布，抑制了交叉极化和光栅波瓣的恶化，再将多路能量输入辐射层中，辐射层采用旋转辐射槽结构实现，避免了副瓣的恶化，最终将输入其内的多路能量辐射出去；优点是能够有效减少天线层数并消除额外的插入损耗，增加了整体稳定性，充分降低天线结构复杂度和减少电磁波的泄漏，在保证具有低副瓣的基础上，更好地抑制光栅波瓣的恶化并具有较高的XPD和天线效率。

技术领域

本发明涉及一种波导阵列天线，尤其是涉及一种基于旋转辐射槽的波导阵列天线。

背景技术

随着数据通信的爆炸性增长，利用毫米波(mmW)频段来改善移动通信系统整体性能对于第五代(5G)移动通信来说是一个有前途的解决方案。与当前工作频率低于6GHz的移动通信系统不同，毫米波频段可提供更宽的工作带宽，更小的电路和天线尺寸。世界无线电通信大会(WRC)提出了24GHz及更高频谱的mmW频段作为5G mmW通信的推荐频段，其中，Ka频段内的28GHz和38GHz频段是最有利的频段。为了在5G mmW情况下实现远距离的高速和稳定通信，天线应具有出色的性能，包括高增益、高效率、低旁瓣电平(SLL)和更高的交叉极化鉴别度(XPD)等。

申请号为CN201710030209.6的中国专利中公开了一种CTS平板阵列天线，该天线通过装在顶部的分离45°线性的偏振器来改变辐射孔极化方向。该CTS平板阵列天线中，偏振器使用不但增加了天线层数并引入额外的插入损耗，而且安装该偏振器还需要额外的固定结构，这使得天线结构复杂，稳定性降低。

申请号为CN201710429885.0的中国专利中公开了一种波导缝隙阵列天线，该波导缝隙阵列天线包括从上到下设置的辐射层和馈电层，辐射层采用从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元构成的多层耦合结构实现。该天线通过将第四辐射单元直接旋转到阵列天线所需的斜对角线方向以实现45°线性偏振器的功能，但是由于这种方式会导致光栅波瓣和交叉极化的恶化，于是又通过在第三辐射单元中增加一个额外的激励槽，以此降低光栅波瓣，并通过增加辐射层的高度和在第四辐射单元中添加另一对窄槽，使得XPD增强。而激励槽和窄槽的添加不仅增大了天线结构复杂度导致成本提高，而且增加了电磁波的泄漏路径造成天线的工作效率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效减少天线层数并消除额外的插入损耗，增加了整体稳定性，充分降低天线结构复杂度和减少电磁波的泄漏，在保证具有低副瓣的基础上，更好地抑制光栅波瓣的恶化并具有较高的XPD和天线效率的基于旋转辐射槽的波导阵列天线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于旋转辐射槽的波导阵列天线，包括按照从上到下顺序层叠的辐射层、耦合层和馈电层，所述的馈电层用于将外部输入其内的能量均匀等分为多路能量，并将该多路能量同时传输到所述的耦合层中，所述的耦合层用于将输入其内的多路能量的幅值和相位均匀分布，抑制了交叉极化和光栅波瓣的恶化，再将多路能量输入所述的辐射层中，所述的辐射层采用旋转辐射槽结构实现，避免了副瓣的恶化，最终将输入其内的多路能量辐射出去。