[實用新型]裂縫波導天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220222272.2
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN202695730U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳俊華;倪文俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科微波通信（上海）有限公司
• 主分類號: H01Q13/20
• 分類號: H01Q13/20;H01Q1/40
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本實用新型涉及無線信號傳輸領域，特別涉及一種能實現(xiàn)電磁波信號均勻覆蓋的裂縫波導天線。

背景技術

隨著無線技術的日益發(fā)展，無線通信技術的應用也越來越廣泛，在無線通信系統(tǒng)中，最常用的信號傳輸方法是直接利用自由空間傳輸信號，這種方法具有天線安裝方便、靈活性強、性價比高等特性。但由于信號直接在自由空間傳輸，因此非常容易受到外界信號的干擾。受環(huán)境和多徑效應的影響，信號在空間的分布還呈現(xiàn)出極大的不均勻性（即不平穩(wěn)），同時也存在信息安全方面的問題。

在對無線信號傳輸可靠性和安全性有較高要求的場合，使用泄露電纜是一種較為有效的方法。泄露電纜是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的同軸電纜，其外導體上沿長度方向周期性地開有一定形狀的槽孔，可將電磁波能量沿線路均勻的輻射及接收，屬于一種分布式天線系統(tǒng)。泄露電纜鋪設比較方便，信號的遮擋和干擾也較小，而且屬于寬帶系統(tǒng)，可對多種頻段的通信服務同時提供覆蓋。但泄露電纜最大的缺點是傳輸高頻信號時損耗很大，例如常用的11/4＂規(guī)格泄露電纜對2.4GHz射頻信號的傳輸損耗約為0.06dB/m，因此目前一般只有載波頻率3GHz以下的系統(tǒng)才會采用。

另一種實現(xiàn)無線信號可靠、安全、雙向傳輸?shù)拿浇槭橇芽p波導天線。裂縫波導天線是在普通的波導管管壁上開縫，使得波導管中傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘柺芸氐剌椛涑鋈ィ瑢崿F(xiàn)信號的分布式覆蓋。除具有傳輸頻帶寬、可靠性高、抗干擾能力強等特點外，還具有傳輸損耗小的優(yōu)點，特別是對于高頻信號傳輸，裂縫波導天線相對于其他傳輸媒介的傳輸損耗優(yōu)勢十分明顯。例如，典型的矩形裂縫波導天線對2.4GHz射頻信號的傳輸損耗僅為0.02dB/m，更低的傳輸損耗意味著同樣的設備可以有更大的覆蓋范圍，因此目前越來越多的系統(tǒng)開始使用裂縫波導天線作為信號傳輸介質(zhì)。

現(xiàn)有的裂縫波導天線應用方式都是在矩形波導管一側(cè)按一定間距開有若干相同形狀和尺寸的縫隙，再將若干根這樣的裂縫波導管連接在一起，形成一個裂縫波導天線區(qū)段。裂縫波導天線存在一定的傳輸損耗，因此裂縫波導天線區(qū)段輸入端和終端的信號輻射強度必然存在差異，當這一差異超出整個通信系統(tǒng)所能容忍的動態(tài)范圍后，系統(tǒng)將無法正常工作。特別是在高頻傳輸系統(tǒng)中，裂縫波導天線損耗相對增大，經(jīng)較長距離傳輸后，區(qū)段輸入端和終端的信號輻射強度將呈現(xiàn)明顯的不均勻性。

圖8是按常規(guī)方法設計的裂縫波導天線上方的信號輻射強度示意圖；如圖8所示，當選用鋁制R48標準波導管進行開縫，工作范圍為5700MHz~5900MHz時，根據(jù)理論計算，350m長的R48波導管其輸入端和終端的信號輻射強度差異在20dB以上，在大多數(shù)通信系統(tǒng)中，終端信號強度可能已低于接收機所能接收到的最小信號強度，從而可能造成信息丟失，由此可見，信號在常規(guī)方法設計的裂縫波導天線上方的場強分布不均勻，并可能造成通信系統(tǒng)無法正常工作。

綜上所述，現(xiàn)有裂縫波導天線的應用方式不僅無法解決信號均勻覆蓋的問題，而且當無線通信系統(tǒng)工作在更高頻率時（如無線通信協(xié)議IEEE?802.11a所分配的5.8GHz頻段），信號的不均勻性極大地限制了裂縫波導天線區(qū)段的覆蓋范圍。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對裂縫波導天線的輸入端信號和終端信號強度差異較大的問題，提出了一種能實現(xiàn)電磁波均勻覆蓋的裂縫波導天線。該裂縫波導天線，具有至少一根用于傳輸特定頻率范圍電磁波信號的裂縫波導管，裂縫波導管的表面設有使得信號在裂縫波導管與外部空間之間相互傳輸?shù)膹蛿?shù)個裂縫，其特征在于：裂縫是根據(jù)多個開縫參數(shù)而形成的，開縫參數(shù)沿信號的傳輸方向變化。

進一步，本實用新型提供的裂縫波導天線還可以有這樣的特征：多個開縫參數(shù)包括裂縫的尺寸、形狀、在裂縫波導管表面上的位置以及相鄰兩裂縫的間距，變化是根據(jù)多個開縫參數(shù)中的至少一種而產(chǎn)生的。

進一步，本實用新型提供的裂縫波導天線還可以有這樣的特征：開縫參數(shù)中的尺寸沿信號的傳輸方向漸變，或在裂縫波導天線的不同區(qū)段變化，使得信號在裂縫波導天線上方的場強分布平穩(wěn)。

進一步，本實用新型提供的裂縫波導天線還可以有這樣的特征：開縫參數(shù)中的形狀沿信號的傳輸方向變化，或在裂縫波導天線的不同區(qū)段變化，使得信號在裂縫波導天線上方的場強分布平穩(wěn)。

進一步，本實用新型提供的裂縫波導天線還可以有這樣的特征：開縫參數(shù)中的位置沿信號的所述傳輸方向相對于裂縫波導管開縫表面的中心線漸變，或在裂縫波導天線的不同區(qū)段變化，使得信號在裂縫波導天線上方的場強分布平穩(wěn)。