波导天线的制作方法

本实用新型涉及信号传输技术领域，特别涉及一种波导天线。

背景技术：

波导管是一种空心的，内壁光洁的金属导管。通过它可以将脉冲信号以极小的损耗传送到目的地。在轨道交通行业，为了实现地面控制中心对列车的控制，需要车辆与地面之间不间断，高质量的通信。波导管缝隙天线技术可以保证车地之间的通讯稳定可靠，并且损耗低，传输距离远，节省基站布点，可靠性高。为了提升网络下行带宽和传输速率，这就需要采用mimo(multiple-inputmultiple-output，多入多出技术)多发多收的天线方案。

相关技术中的mimo方案一般由两个独立的硬波导实现。在每个波导管的壁上开缝，用于辐射电磁波。这种组合方式会增大波导天线的制作成本，并且增加信号的不稳定性，会增加功率的损耗。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提出一种波导天线，利用一个波导管内形成多个腔室，降低成本，提高稳定性。

根据本实用新型实施例的波导天线，包括波导管，所述波导管的内部空间被分割出第一腔和第二腔，所述第一腔和所述第二腔相互隔离且均沿所述波导管延伸，所述波导管的周壁上设有第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙和所述第二缝隙均贯穿所述波导管的壁的内外侧，所述第一缝隙连通所述第一腔，所述第二缝隙连通所述第二腔。

根据本实用新型实施例的波导天线，利用一个波导管内形成多个腔室，降低成本，提高稳定性。

另外，根据本实用新型上述实施例的波导天线，还可以具有如下附加的技术特征：

一些实施例中，所述波导管包括：管部和隔板，所述隔板设于所述管部内并沿所述管部的延伸方向延伸，所述隔板在所述管部内分隔出所述第一腔和所述的第二腔。

一些实施例中，所述管部为长方形管状，在所述波导管的横截面上所述隔板设于所述管部的两个短边之间并连接所述管部的两个长边。

一些实施例中，所述波导管一体成型。

一些实施例中，所述第一缝隙和所述第二缝隙均为在所述波导管的周壁上的长条形，且所述第一缝隙和所述第二缝隙的夹角为90°。

一些实施例中，所述第一缝隙与所述波导管的延伸方向的夹角为45°，所述第二缝隙与所述波导管的延伸方向的夹角为45°。

一些实施例中，所述第一缝隙与所述波导管的延伸方向平行，所述第二缝隙与所述波导管的延伸方向的垂直，且所述第一缝隙包括一排或沿垂直于所述波导管的延伸方向的方向排布的多排，且至少两排所述第一缝隙在波导管的延伸方向上错开。

一些实施例中，所述波导管为柔性管结构。

一些实施例中，所述第一缝隙和所述第二缝隙设于所述波导管的同一侧壁上。

一些实施例中，所述第一缝隙和所述第二缝隙均呈长方形。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的波导天线的示意图。

图2是图1中截面a-a的剖视图。

图3是本实用新型一个实施例的波导天线的示意图。

图4是图1中截面b-b的剖视图。

图5是本实用新型一个实施例的波导天线的示意图。

图6是图1中截面c-c的剖视图。

附图标记：波导天线100，波导管1，第一腔101，第二腔102，第一缝隙103，第二缝隙104，管部11，隔板12，导管1的延伸方向s，第一缝隙103与波导管1的延伸方向s的夹角α，第二缝隙104与波导管1的延伸方向s的夹角β，长边111，短边112。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

波导管1是一种空心的，内壁光洁的金属导管。通过它可以将脉冲信号以极小的损耗传送到目的地。现有波导管1有硬波导和软波导两种。硬波导管1，一般是矩形截面，管路由铝合金材料拉拔成型。软波导管1，一般是椭圆形截面，管路由铜片焊接成型。在硬波导管1或软波导管1的宽面或窄面上开阵列布置的缝隙，就可以形成漏泄波导管1或者波导管1缝隙天线。

在轨道交通行业，为了实现地面控制中心对列车的控制，需要车辆与地面之间不间断，高质量的通信。波导管1缝隙天线技术可以保证车地之间的通讯稳定可靠，并且损耗低，传输距离远，节省基站布点，可靠性高。为了提升网络下行带宽和传输速率，这就需要采用mimo多发多收的天线方案，本实用新型采用了一根多腔(双腔)波导管1。

如图1至图6，根据本实用新型实施例的波导天线100，包括波导管1，波导管1的内部空间被分割出第一腔101和第二腔102，也就是说，在同一个波导管1上分隔出两个用于信号传播的腔。第一腔101和第二腔102相互隔离且均沿波导管1延伸，波导管1的周壁上设有第一缝隙103和第二缝隙104，第一缝隙103和第二缝隙104均贯穿波导管1的壁的内外侧，第一缝隙103连通第一腔101，第二缝隙104连通第二腔102，也就是说，第一缝隙103连通第一腔101和波导管1的外部空间，第二缝隙104连通第二腔102和波导管1的外部空间。

根据本实用新型实施例的波导天线100，利用一个波导管1内形成第一腔101和第二腔102，第一腔101和第二腔102可以同时独立地进行信号传输，相互之间的影响较小，保证了信号稳定有序的传播，提高了信号传输的稳定性。而且，利用同一个波导管1制作而成，可以有效地降低波导天线100的制作成本。

本实用新型中波导管1的结构是多种多样的，例如在一个杆状结构上加工出第一腔101和第二腔102，第一腔101和第二腔102可以为圆心、多边形或其他规则、不规则的形状。本实用新型提供了一些具体而机构的波导管1，但是并不能认为是对本实用新型保护范围的限制。

如图2、图4以及图6，波导管1包括：管部11和隔板12。隔板12设于管部11内并沿管部11的延伸方向延伸，隔板12在管部11内分隔出第一腔101和的第二腔102。通过隔板12分隔出第一腔101和第二腔102，可以有效地简化波导管1的结构，提高波导管1的成型效率和结构强度。

可选地，如图2、图4以及图6，管部11为长方形管状，在波导管1的横截面上隔板12设于管部11的两个短边112之间并连接管部11的两个长边111。进一步地简化波导管1的结构，而且波导管1具有规则形状，可以有效地降低波导管1的成型效率，方便波导管1的生产、运输以及安装。

可选地，波导管1一体成型。例如，可以将波导管1设置成一体成型的型材结构。通过波导管1的一体形成，可以有效地提高波导管1的结构强度，而且避免波导管1上产生非预期的缝隙，提高了信号传播的效率，不仅可以避免信号在传播过程中的耗散，还可以降低外接环境对波导管1内传输信号的影响，有效地提高了波导管1内传播信号的稳定性。

可选地，如图1、图3以及图5，第一缝隙103和第二缝隙104均为在波导管1的周壁上的长条形，且第一缝隙103和第二缝隙104的夹角为90°。两个极化方向的角度为90度，呈正交状态，可以实现双极化，进而实现mimo的功能，使得传输网络的下行带宽和吞吐量增加。

其中，可以采用第一缝隙103和第二缝隙104中的一个垂直于波导管1的延伸方向、另一个平行于波导管1的延伸方向。垂直水平的极化方式，隔离度会差一些，要想达到-20db的隔离度，垂直开缝阵列和水平开缝阵列之间的距离要足够大，所以波导管1的宽度要足够大，这样波导管1的体积上会变大，成本会增加。

可选地，如图1和图3，第一缝隙103与波导管1的延伸方向的夹角α为45°，第二缝隙104与波导管1的延伸方向的夹角β为45°。第一腔101和第二腔102的上面，分开开缝隙，缝隙与腔体的中间线成正负45度的缝隙阵列，两种开缝方式(参照图1和图3)都可以。如图1，缝隙开缝为﹣45度与45度，极化方向是负45度与45度，两个极化方向的角度为90度，呈正交状态，可以实现±45度双极化，进而实现mimo的功能，使得传输网络的下行带宽和吞吐量增加。如图2，缝隙开缝为45度与﹣45度，极化方向是正45度与负45度，两个极化方向的角度为90度，呈正交状态，可以实现±45度双极化，进而实现mimo的功能，使得传输网络的下行带宽和吞吐量增加。

另外，正45度缝隙阵列与负45度缝隙阵列之间的间隔，一般大于一个波长即可实现,理论上缩短了缝隙之间的间隔，使得波导管1的宽面宽度变小，波导管1体积小，可以在轨道上更加灵活的安装，例如，轨道上的空间有限的情况下。

可选地，还可以将波导管1设置成，第一缝隙103与波导管1的延伸方向平行，第二缝隙104与波导管1的延伸方向的垂直，且第一缝隙103包括一排或多排。如图5所示，在第一缝隙103为多排时，多排第一缝隙103沿着垂直于波导管1延伸方向的方向排布，且至少两排第一缝隙103在波导管1的延伸方向上错开。

另外，对于前述倾斜延伸的第一缝隙103和第二缝隙104也同样可以设置成单排或多排的形式，也就是说，无论第一缝隙103和第二缝隙104如何延伸，都可以设置成单排或多排。

另外，由于双腔硬波导不容易弯折，在遇到轨道的转弯半径过小(小于20米)时，不能折弯铺设过去。需要将波导管1截断，采用波导同轴转换接头转接到柔性的同轴线缆上，绕过这些特殊位置后，再采用波导同轴转换接头，接到波导管1上。采用同轴线缆跳接的部分没有信号辐射出来，如果跳接长度超过1米，就会导致车载信号中断。这一点是不可接受的。而且采用同轴线跳接会增加信号的不稳定性，会增加功率的损耗。

可选地，本实用新型提供了一种柔性的波导管1，具体而言，在本实用新型中，可以将波导管1的至少一部分为柔性管结构。利用一根软双腔波导管1做双极化波导管1天线，软波导管1较硬波导管1，易于弯折，软波导在设计过程中由于较好的弯曲性与扭曲性，可以调整与设备的连接，同时软波导也会比硬波导造价低，节约成本。

例如，将波导管1的整体设置成柔性管结构；将波导管1在延伸方向的中间段设置成柔性管结构；将波导管1在延伸方向的端部设置成柔性管结构；将波导管1在延伸方向上的多处设置成柔性管结构等。

可选地，第一缝隙103和第二缝隙104设于波导管1的同一侧壁上。具体而言，如前所述，隔板12连接于矩形管部11的两短边112之间，因此，可以将第一缝隙103和第二缝隙104设于波导管1的同一个长边111之上，可以有效地简化生产效率，并提高信号传播的稳定性。

可选地，第一缝隙103和第二缝隙104均呈长方形。另外，也可以将第一缝隙103和第二缝隙104设置成其他形状，例如，将第一缝隙103和第二缝隙104设置成折线形式的长条形状等。

在本实用新型中，波导管1内形成有第一腔101和第二腔102，第一腔101和第二腔102均可以构造成矩形管状，而第一腔101和第二腔102的形状和尺寸可以设为相同或不同。本实用新型波导管1可以采用铝合金材料拉拔成型，其中两个腔体由金属壁隔开。在双腔波导管1的两个腔体的宽壁上分别开缝，用于辐射电磁波。在本实用新型一个实施例中，其中一个腔体的宽壁上开竖向的缝隙，即缝隙的长边111方向与波导管1延长方向平行；另一个腔体的宽壁上开横向的缝隙。即缝隙的长边111方向与波导管1的延长方向垂直。这样两个腔体上的缝隙就形成了互相垂直的两个极化方向，即垂直水平极化，从而可以完成mimo的双进双出信号辐射。

本实用新型利用一根软双腔波导管1做双极化波导管1天线，在软波导宽壁上面分别开两排缝隙，缝隙的角度为﹢45度和﹣45度。±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(≤-20db)，而空间间隔仅需要大于一个波长的距离。

在本实用新型中，利用一根软双腔波导管1做双极化波导管1天线，软波导管1较硬波导管1，易于弯折，软波导在设计过程中由于较好的弯曲性与扭曲性，可以调整与设备的连接，而硬波导就有难度。同时软波导也比较节省成本。在软波导宽壁上面分别开两排缝隙，缝隙的角度为﹢45度和﹣45度，实现正负45度双极化的mimo方式，可以提升下行的速率。±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(≤-20db)，而空间间隔仅需要大于一个波长的距离。

下面参照附图描述本实用新型的一个具体实施例，

在本实用新型中，在软波导的宽臂，两边腔体的上面，分开开缝隙，缝隙与腔体的中间线成正负45度的缝隙阵列，两种开缝方式都可以。例如，缝隙开缝为﹣45度与45度，极化方向是负45度与45度，两个极化方向的角度为90度，呈正交状态，可以实现±45度双极化，进而实现mimo的功能，使得传输网络的下行带宽和吞吐量增加。又例如，缝隙开缝为45度与﹣45度，极化方向是正45度与负45度，两个极化方向的角度为90度，呈正交状态，可以实现±45度双极化，进而实现mimo的功能，使得传输网络的下行带宽和吞吐量增加。

另外，正45度缝隙阵列与负45度缝隙阵列之间的间隔，一般大于一个波长即可实现,理论上缩短了缝隙之间的间隔，使得波导管1的宽面宽度变小，波导管1体积小，可以在轨道上更加灵活的安装，例如，轨道上的空间有限的情况下。

本实用新型利用一根双腔软波导，实现正交45度双极化mimo天线的功能，体现在成本低，隔离度高，体积小的优势上面。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。