[發明專利]一種雙頻天線

有效

• 申請號: 201780014019.3
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN108701900B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 羅昕;林紅勇;郭智力
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01Q5/55
• 分類號: H01Q5/55;H01Q5/47;H01Q13/06;H01Q19/19;H01Q19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開一種同軸雙頻天線，包括：波導管，環形槽，高頻饋源和介質環。波導管為筒形結構，用于傳輸第一電磁波，波導管的管壁具有開口方向與第一電磁波的輸出方向相同的環形槽，其中，第一電磁波的頻率低于高頻饋源發出的電磁波的頻率；高頻饋源位于波導管中，與波導管同軸，其中，第一電磁波在波導管中激發橫電模TE₁₁；介質環填充在波導管和高頻饋源之間，介質環為多層結構，與波導管同軸，各層介質環的垂直于該軸的平面的面積大小呈交替變化，介質環的高度小于波導管的高度。本申請相對于現有技術，可以避免高階模在波導管內的損耗，并省略介質環，提高同軸雙頻天線的輻射效率。

技術領域

本申請涉及無線通信領域，尤其涉及一種可用于雙頻拋物面天線的同軸雙頻天線。

背景技術

隨著無線通信技術的迅速發展，微波點到點通信的傳輸容量不斷增大，Eband(71-76GHz，81-86GHz)頻段的微波設備在基站回傳網絡中發揮越來越重要的作用。但是，因為Eband頻段的電磁波“雨衰”特別嚴重，所以Eband微波單跳距離通常小于3公里。為了增大Eband微波的單跳距離，降低建站成本，有一種解決方案是將Eband頻段微波設備和其他低頻微波設備組合使用，當出現較大降雨時，Eband微波設備雖然無法正常工作，但是低頻微波設備依然可以正常工作。

該解決方案采用雙頻拋物面天線，其結構如圖1所示，該雙頻拋物面天線包括主反射面，副反射面，低頻饋源和高頻饋源，其中，高頻饋源插在低頻饋源內部，二者共軸，形成同軸雙頻天線；該同軸雙頻天線的兩個饋源共用一個主反射面和一個副反射面，兩個饋源的相位中心重合于副反射面的焦點，從而實現雙頻復用的功能。

在現有技術中，同軸雙頻天線的低頻饋源通常為大開口的喇叭形狀，高頻饋源需插有介質針，無論高頻饋源和低頻饋源，均存在輻射效率偏低，增益達不到單頻天線增益水平的問題。

發明內容

本申請實施例提供一種同軸雙頻天線，采用直徑不變的圓波導或者微張口圓波導來代替大開口的喇叭形波導做低頻饋源，解決了現有的同軸雙頻天線的高頻饋源和低頻饋源均存在輻射效率偏低，增益達不到單頻天線增益水平的問題。

第一方面，提供一種同軸雙頻天線，包括：波導管，環形槽，高頻饋源和介質環，所述波導管為筒形結構，用于傳輸第一電磁波，所述波導管的管壁具有開口方向與所述第一電磁波的輸出方向相同的環形槽，其中，所述第一電磁波的頻率低于所述高頻饋源發出的電磁波的頻率；所述高頻饋源位于所述波導管中，與所述波導管同軸，其中，所述第一電磁波在所述波導管中激發橫電模TE₁₁；所述介質環填充在所述波導管和所述高頻饋源之間，所述介質環為多層結構，與所述波導管同軸，各層介質環的垂直于所述軸的平面的面積大小呈交替變化，其中，所述介質環的高度小于所述波導管的高度。

本申請實施例提供的同軸雙頻天線將激發低頻的第一電磁波的TE₁₁模，在波導管內部不會產生高階模，避免了高階模在波導內部的傳輸損耗，提高雙頻天線的低頻輻射效率；而且，波導管內部不產生高階模，也就無需擔心位于波導管內的高頻饋源會影響高階模的電磁場分布，可以省略介質針，提高雙頻天線的高頻輻射效率。

結合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現方式，所述高頻饋源的高度與所述波導管的高度相同。

結合第一方面，在第一方面的第二種可能的實現方式，所述波導管內壁的半徑和高頻饋源外壁的半徑之和大于所述第一電磁波波長的1/π，上述兩個半徑之差小于所述第一電磁波波長的1/2。本實施例可以保證在天線內只會激發TE₁₁模，不會有更高階的模式存在，避免了高階模在波導內的傳輸損耗。

結合第一方面或第一方面的第一種或第二種可能的實現方式，在第一方面的第三種可能的實現方式中，所述環形槽的半徑與所述波導管內壁的半徑之差為所述第一電磁波波長的1/8。