[發(fā)明專利]一種毫米波透鏡反射式智能天線裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710401425.7
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107275803B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王晨
• 申請（專利權(quán)）人: 西安華訊天基通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q19/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種毫米波透鏡反射式智能天線裝置，包括天線陣列，天線陣列由若干緊密排列的天線單元組成，天線單元為高增益高方向性天線；天線陣列上方設(shè)置有微波透鏡，微波透鏡上方設(shè)置有反射面；天線陣列模塊下方設(shè)置通道加權(quán)模塊，通道加權(quán)模塊包括若干個與天線單元連接的天線加權(quán)模塊，天線加權(quán)模塊與天線信號收發(fā)模塊連接；其中天線陣列發(fā)射出不同方向的陣列合成波束，陣列合成波束通過微波透鏡后形成折射波束，折射波束經(jīng)過反射面后形成反射波束。解決了毫米波天線的高方向性，無法達到波束合成形成有效的波束，裝置喪失陣列增益，并且無法產(chǎn)生全向覆蓋的方向圖的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域；設(shè)計一種毫米波透鏡反射式智能天線裝置。

背景技術(shù)

智能天線又稱作自適應(yīng)天線陣列，主要應(yīng)用于雷達、聲納等軍事領(lǐng)域，用來完成空間濾波或定位等功能，提高系統(tǒng)性能及電子對抗能力。智能天線系統(tǒng)包括若干天線單元及其收發(fā)通道，以及對收發(fā)通道信號的幅度相位加權(quán)處理單元。其原理是通過空域處理來產(chǎn)生方向性波束。在接收端使用戶信號到達方向DOA(Direction of Arrival)落在天線主波束里，而使干擾信號到達方向落在天線旁瓣或零陷上，這樣干擾信號會被抑制從而提高接收信號的信干比。在發(fā)射端通過多天線定向功率合成，實現(xiàn)更大的信號覆蓋范圍，降低信號發(fā)射功率需求，利于射頻通道成本控制和設(shè)備體積的小型化。對于移動通信系統(tǒng)，智能天線可以使得系統(tǒng)提高容量，擴大覆蓋，增強抗干擾能力。移動通信系統(tǒng)從第三代開始引入智能天線技術(shù)，并持續(xù)不斷發(fā)展，使其更適合工程應(yīng)用。

毫米波，即波長在毫米數(shù)量級的電磁波，是下一代通信系統(tǒng)的另一個主要發(fā)展方向。毫米波為系統(tǒng)提供大容量帶寬，支持更高的傳輸速率。同時，隨著波長的減小，毫米波器件的尺寸也同步縮小，更有利于設(shè)備的小型化。

然而，基于毫米波波段的智能天線系統(tǒng)卻存在諸多困難：智能天線系統(tǒng)難以實現(xiàn)全向覆蓋。智能天線系統(tǒng)通過波束賦型，可以使得信號具有較強的方向性，而在一些應(yīng)用場景中需要全向覆蓋。例如：廣播公共信息，這時智能天線系統(tǒng)由于存在相干信號的疊加和抵消，往往難以形成全向覆蓋波束。

毫米波天線的高方向性與智能天線系統(tǒng)要求天線單元低方向性的矛盾也使得智能天線系統(tǒng)在毫米波波段應(yīng)用困難。毫米波天線往往增益高，方向性很強。而智能天線系統(tǒng)要求天線單元具有較低的方向性，過高的方向性使得智能天線系統(tǒng)難以達到多通道信號相干疊加的效果，賦型增益減弱，退化為波束切換系統(tǒng)。因此，將高方向性毫米波天線直接應(yīng)用于現(xiàn)有智能天線系統(tǒng)難以達到傳統(tǒng)智能天線的波束賦型效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種毫米波透鏡反射式智能天線裝置，解決了毫米波天線的高方向性，無法達到波束合成形成有效的波束，裝置喪失陣列增益，并且無法產(chǎn)生全向覆蓋的方向圖的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種毫米波透鏡反射式智能天線裝置，包括天線陣列，天線陣列由若干緊密排列的天線單元組成，天線單元為高增益高方向性天線；天線陣列上方設(shè)置有微波透鏡，微波透鏡上方設(shè)置有反射面；天線陣列模塊下方設(shè)置通道加權(quán)模塊，通道加權(quán)模塊包括若干個與天線單元連接的天線加權(quán)模塊，天線加權(quán)模塊與天線信號收發(fā)模塊連接；其中天線陣列發(fā)射出不同方向的陣列合成波束，陣列合成波束通過微波透鏡后形成折射波束，折射波束經(jīng)過反射面后形成反射波束。

更進一步的，本發(fā)明的特點還在于：

其中天線單元為微帶天線或喇叭口天線。

其中反射面為金屬介質(zhì)的圓形雙曲反射面。

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圖樣為全向波束，偏離中心部分的反射圖樣為定向波束。

其中天線陣列與微波透鏡之間的距離為10-200cm。

其中微波透鏡與反射面之間的距離為10-50cm。

其中微波透鏡為毫米波透鏡，且微波透鏡的表面設(shè)置有一層增透膜。