[發明專利]一種高隔離度的雙極化腔體輻射單元

有效

• 申請號: 202010115407.4
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111293424B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 朱玉建;張曉;譚挺艷;畢曉坤;李津;袁濤
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q5/307;H01Q13/18
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

本發明提供了一種高隔離度的雙極化腔體輻射單元，屬于通訊技術領域。改輻射單元包括內部設置有諧振腔體的諧振部件、均向所述諧振腔體饋電的第一波導和第二波導；所述諧振部件上分別設置有第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一波導通過所述第一耦合窗口與所述諧振腔體連通，所述第二波導通過所述第二耦合窗口與所述諧振腔體連通；所述第一波導和所述第二波導均為矩形波導；所述第一波導的寬度邊方向與所述第二波導的寬度邊方向相互正交；所述諧振部件上還設置有用于所述諧振腔體向自由空間輻射極化波的鏤空槽。該輻射單元具有高輻射效率、高功率容量、良好的機械強度和高增益特性，能夠承受大功率傳輸，端口之間隔離度高。

技術領域

本發明涉及通訊技術領域，尤其是指一種高隔離度的雙極化腔體輻射單元。

背景技術

天線是無線通信系統中用于發射和接收電磁波的關鍵器件，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線進行工作。現代無線通信技術的迅速發展，一方面要求通信系統朝著小型化的趨勢發展，另一方面又要進一步提升系統的通信容量。為了滿足日益增長的通信需求和多樣化的應用場景，天線技術也正在朝著寬頻帶、多極化及高增益的方向發展。在多天線實際應用中，包括用于分集實現和多輸入多輸出(MIMO)系統的應用，采用多根天線以增加信道容量的做法很常見，為了使通信系統簡單化和小型化，一種有吸引力的解決方案是使用雙極化天線。

一個雙極化天線單元可以輻射兩個極化相互正交的電磁波并且同時實現信號的收發雙工模式，有效減少通信系統中工作天線的數量，有利于系統的小型化；在測試領域中可以避免對不同極化方向天線的切換；在移動通信領域可以實現極化分集和頻率復用，抑制多徑效應引起的干擾；在衛星通信領域可以實現信號收發的極化隔離以及提供兩個相互正交的極化波。因此，雙極化技術的發展符合現代無線通信技術的需求，具有重要的科學研究價值和實際應用價值。

現有的雙極化天線主要采用偶極子天線、微帶天線及平面縫隙天線等形式。然而，基于這幾種類型的雙極化天線具有以下先天性缺點：1、工作頻率低，難以滿足通信頻段日益高頻化的發展趨勢；2、功率承受能力低，不能適用于大功率場景應用之中；3、增益低，傳輸距離受限；4、端口隔離度差，使得天線的輻射效率顯著降低，從而影響整個通信系統的效率。以上缺點嚴重限制了基于這幾種結構的雙極化天線的實際應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服了現有雙極化天線低增益、低功率承受能力以及端口隔離度差的缺點和現實情況，設計一種具有高輻射效率、高功率容量、良好的機械強度和高增益特性的雙極化天線輻射單元，進而使納入該輻射單元的天線能夠具有高工作頻率、高增益、能夠承受大功率傳輸、端口之間隔離度高等特點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種高隔離度的雙極化腔體輻射單元，包括內部設置有諧振腔體的諧振部件、均向所述諧振腔體饋電的第一波導和第二波導；所述諧振部件上分別設置有第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一波導通過所述第一耦合窗口與所述諧振腔體連通，所述第二波導通過所述第二耦合窗口與所述諧振腔體連通；所述第一波導和所述第二波導均為矩形波導；所述第一波導的寬度邊方向與所述第二波導的寬度邊方向相互正交；所述諧振部件上還設置有用于所述諧振腔體向自由空間輻射極化波的鏤空槽。

進一步地，所述第一耦合窗口和所述第二耦合窗口均為矩形窗口；所述第一耦合窗口的寬度小于等于所述第一波導的寬度，所述第二耦合窗口的寬度小于等于所述第二波導的寬度。

進一步地，所述鏤空槽包括寬度邊方向與所述第一波導的寬度邊方向平行的第一弧形槽、寬度邊方向與所述第二波導的寬度邊方向平行的第二弧形槽。

進一步地，所述第一弧形槽的中心與所述第二弧形槽的中心重合。

進一步地，所述諧振部件上設置有用于調節諧振頻率的柱形枝節；所述柱形枝節置于所述諧振腔體內。