[發明專利]基于諧振模腔輻射的高增益天線陣列結構

在審

• 申請號: 201910984871.4
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110661086A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 陳國勝;譚杰洪;梁穩
• 申請（專利權）人: 盛緯倫(深圳)通信技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q13/18;H01Q21/00;H01Q21/06
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本發明提供一種基于諧振模腔輻射的高增益天線陣列結構，包括基板、輻射縫隙、耦合縫隙、諧振模腔和饋電波導，電磁波在耦合縫隙處產生，進一步通過耦合縫隙耦合至輻射縫隙，通過基板分為左右兩處環流，在輻射縫隙處形成磁場方向一致的電磁波，饋電波導進一步使電磁波形成受約束的導行波。本發明通過在天線中引入諧振模腔進行輻射，一個耦合縫隙可以對多個輻射縫隙耦合，產生電磁波輻射，進而組成高增益天線陣列結構，可以降低天線的結構復雜程度，提高天線的性能，通過引入諧振模腔，減少了一級饋電網絡，降低了饋線的整體損耗，具有傳輸損耗小、回波損耗高、工作帶寬寬、拆裝便利、一致性好、便于加工，同時保證了陣列的整體帶寬。

技術領域

本發明屬于通信領域，更具體的是涉及一種高增益天線陣列結構。

背景技術

在通信領域，特別是微波、電磁波、毫米波等通信領域，由于天線單元的増益有限，為了獲得更高的增益或者滿足特定方向信號傳輸的需求，業界經常采用對天線單元進行組陣的形式，但隨著天線單元數目的增加，天線的饋電網絡也相應增加，導致天線結構復雜，天線的性能和信號傳輸效果反而下降。

中國專利申請號CN2017107835867提出了一種利用亞波長周期性非諧振結構覆層制作緊湊型高增益天線的方法，該方法可以在一定范圍內實現緊湊、小型化并且具有高增益的單頻帶天線，但是天線頻率依然限制在很小的范圍內。

中國專利申請號CN2018100922055提供了一種基于石墨烯材料的Fabry-Perot諧振高增益天線，可用于增強天線的增益，并且天線諧振頻率可以調節，可覆蓋頻段主要在太赫茲頻段。該方案對材料的要求較高，制造成本較高，不利用產業上大規模推廣。

因此，有必要改進高增益天線的設計思路，設計一種成本低、性能好，便于產業推廣的提高天線增益的方案。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于諧振模腔的高增益天線陣列結構，該高增益天線陣列結構的技術方案為：

一種基于諧振模腔輻射的高增益天線陣列結構，包括基板，還包括輻射縫隙、耦合縫隙、諧振模腔和饋電波導，電磁波通過耦合縫隙耦合至輻射縫隙輻射。饋電波導使電磁波形成受約束的電磁波，并在耦合縫隙處耦合，進一步通過耦合縫隙耦合至諧振模腔，諧振模腔還包括上金屬導板和下金屬導板，電磁波通過基板分為左右兩處環流，在輻射縫隙處形成磁場方向一致的電磁波。

進一步的，所述的輻射縫隙為復數個。

進一步的，所述的輻射縫隙的形狀可以為矩形、橢圓形、T型、十字型、啞鈴型。

進一步的，所述的耦合縫隙的形狀也可以為矩形、橢圓形、十字型、啞鈴型。

進一步的，該諧振模腔可以為四周封閉的模腔，也可以為周期性開縫或周期性突起組成的模腔，所述的諧振模腔還可包括設置在諧振模腔內表面的復數個突起。

進一步的，所述諧振模腔內表面的突起與諧振模腔內表面之間可以電性連接或絕緣連接，突起的形狀可以為長方體、正方體、圓柱形、棱柱形、三角錐。

進一步的，所述諧振模腔內表面的突起排列周期小于一個電磁波的波長，突起的高度為電磁波波長的四分之一到一個波長。

進一步的，該饋電波導可以為四周封閉的模腔，也可以為周期性開縫或周期性突起組成的模腔。

進一步的，所述饋電波導內表面的突起與饋電波導內表面之間可以電性連接或絕緣連接，突起的形狀可以為長方體、正方體、圓柱形、棱柱形、三角錐。

進一步的，所述饋電波導內表面的突起排列周期小于一個電磁波的波長，突起的高度為電磁波波長的四分之一到一個波長。