[發(fā)明專利]一種小型化寬頻帶龍伯透鏡天線饋源和多頻段饋源組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010336784.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111509402B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳祖云;李正武;余才文;江鷗;汪長(zhǎng)虹;張勇;李榮;李濱;弋建利;連波;李純陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都新光微波工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01Q19/10
• 分類號(hào): H01Q19/10;H01Q19/06;H01Q21/24;H01Q1/52
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

本發(fā)明公開(kāi)了一種小型化寬頻帶龍伯透鏡天線饋源和多頻段饋源組，饋源包括：反射板；兩個(gè)垂直交叉分布的半波長(zhǎng)偶極子，半波長(zhǎng)偶極子均包括兩個(gè)交叉極化陣子臂；四個(gè)L型諧振器，分別位于四個(gè)交叉極化陣子臂之間；四個(gè)巴倫，每個(gè)巴倫的一端分別與其中一個(gè)交叉極化陣子臂的內(nèi)端連接，每個(gè)巴倫的另一端均與反射板連接；內(nèi)導(dǎo)體，位于四個(gè)巴倫形成的腔體內(nèi)部的底部，與反射板連接；兩個(gè)倒U型饋電部，位于四個(gè)巴倫形成的腔體內(nèi)部，均包括水平方向的耦合饋電片和兩個(gè)分別與耦合饋電片兩端連接的垂直傳輸線，垂直傳輸線還與內(nèi)導(dǎo)體連接；兩個(gè)耦合饋電片垂直分布。本發(fā)明解決了長(zhǎng)期困擾的龍伯透鏡(圓球透鏡/橢球透鏡)天線在低頻段實(shí)現(xiàn)寬頻帶饋源的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，尤其一種小型化寬頻帶龍伯透鏡天線饋源和多頻段饋源組。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的豐富應(yīng)用帶動(dòng)了無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)10年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以每年1.6-2倍的速率增長(zhǎng)，這將給無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，因此這就需要未來(lái)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠更加高效地利用帶寬資源，大幅度提升頻譜效率。

現(xiàn)階段，隨著5G的運(yùn)營(yíng)，四大運(yùn)營(yíng)商希望高頻段的天線頻段需要覆蓋1710MHz-2690MHz，低頻段需要覆蓋到698-960MHz。對(duì)移動(dòng)通信天線不僅要求尺寸的小型化，寬帶阻抗匹配，還要求寬帶的增益和特定的半功率波瓣寬度，還要求寬帶的輻射特性。同時(shí)為了適應(yīng)未來(lái)射頻前端的小型化，減少損耗以及頻段間的互擾，還希望它集成濾波功能，提高通信質(zhì)量和效率。所以說(shuō)，寬帶、小型化、多陣列天線以及濾波天線的研究是目前基站天線研究的熱點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，具有非常重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

龍伯透鏡天線(Luneberg Lens)由R.K.Luneberg(龍伯)于1944年提出，他基于幾何光學(xué)提出了龍伯透鏡的概念,距今已有70多年的歷史。透鏡天線相對(duì)于板狀相控陣天線具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)高增益，一個(gè)振子的饋源即可實(shí)現(xiàn)高增益，因?yàn)榻橘|(zhì)透鏡具備光學(xué)透鏡特性，電磁波通過(guò)透鏡面可以提高天線增益，可以不用通過(guò)增加振子數(shù)量來(lái)提高天線增益；(2)寬頻帶，工作頻段取決于饋源，與透鏡介質(zhì)材料無(wú)關(guān)；(3)副瓣低，介質(zhì)透鏡對(duì)副瓣波具有抑制作用，理論上可以比相控陣優(yōu)秀10dB以上；(4)饋電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單，1個(gè)TR僅聯(lián)接一個(gè)饋源，沒(méi)有功分器和相位儀，比相控陣饋電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單，成本低，能耗低；(5)波束賦型容易，在球表面焦點(diǎn)位置布陣多個(gè)饋源，便可實(shí)現(xiàn)多波束且每個(gè)波束輻射特性相同；等等。

而對(duì)于低頻段龍伯透鏡天線饋源要求：帶寬寬，駐波比小，承受功率大，饋源相互隔離度高，同時(shí)饋源反射板承載TR組件的電路。因此基于上述內(nèi)容，設(shè)計(jì)能夠滿足上述要求的龍伯透鏡天線饋源屬于本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小型化寬頻帶龍伯透鏡天線饋源和多頻段饋源組。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的第一方面，提供一種小型化寬頻帶龍伯透鏡天線饋源，包括：

反射板；

兩個(gè)垂直交叉分布的半波長(zhǎng)偶極子，每個(gè)所述半波長(zhǎng)偶極子均包括兩個(gè)交叉極化陣子臂；

四個(gè)L型諧振器，分別位于四個(gè)交叉極化陣子臂之間；

四個(gè)巴倫，每個(gè)巴倫的一端分別與其中一個(gè)交叉極化陣子臂的內(nèi)端連接，每個(gè)巴倫的另一端均與所述反射板連接；

內(nèi)導(dǎo)體，位于四個(gè)巴倫形成的腔體內(nèi)部的底部，與反射板連接；

兩個(gè)倒U型饋電部，位于四個(gè)巴倫形成的腔體內(nèi)部，均包括一個(gè)水平方向的耦合饋電片和兩個(gè)分別與耦合饋電片兩端連接的垂直傳輸線，所述垂直傳輸線還與內(nèi)導(dǎo)體連接；兩個(gè)耦合饋電片垂直分布。

進(jìn)一步地，所述饋源還包括：