圆极化阵列天线及无线通信设备的制作方法

本申请涉及天线，具体涉及一种圆极化阵列天线及无线通信设备。

背景技术：

1、天线作为无线通信系统的最前端组件，其性能可以影响整个无线通信系统的表现，包括信噪比、信号覆盖范围等。其中，天线按常见的极化方式可以分为两类，分别是线极化和圆极化。不同种类的天线适用于不同的应用场景，但是对于包括卫星通信在内的很多通信系统，通信的对象不再局限于固定的目标，随着目标的移动，天线的极化方向可能会发生变化，而线极化天线只能接受同向极化的电磁波，非同向的极化会造成极化失配，故其在高速移动通信中有比较大的劣势。而圆极化天线也具备圆极化波的一些优点，在解决极化失配、抑制雨雾干扰、消除法拉第效应等方面具有其独到的优势，具有广泛的前景。

2、但传统的圆极化阵列天线结构比较复杂，天线单元面积较大，在实用中往往存在批量一致性较差、天线辐射方向图不稳定、极化纯度较差等问题，难以满足毫米波频段移动通信日益增长的高稳定连接及高效率传输的需求。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种圆极化阵列天线及无线通信设备，用以解决传统的圆极化阵列天线难以满足毫米波频段移动通信日益增长的高稳定连接及高效率传输的需求的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种圆极化阵列天线，包括：第一基板、第二基板和第三基板；

3、所述第一基板上对称设置有至少一个天线单元，所述至少一个天线单元为圆极化天线单元；

4、所述第二基板上对称设置有至少一个谐振腔，所述任一谐振腔内设置有至少一个第一耦合缝隙，所述第一耦合缝隙与第一目标投影一一对应，且任一第一耦合缝隙与其对应的第一目标投影重叠；所述第一目标投影是所述天线单元在所述第二基板上的垂直投影；

5、所述第三基板上设置有h型结和端口线，且所述h型结与所述端口线相互连通，所述h型结内设置有至少一个第二耦合缝隙，第二目标投影与所述谐振腔一一对应，且任一第二目标投影位于与其对应的谐振腔内；所述第二目标投影是所述第二耦合缝隙在所述第二基板上的垂直投影。

6、在一个实施例中，任一所述谐振腔由所述第二基板上的多个金属通孔围成，所述h型结与所述端口线由所述第三基板上的多个金属通孔围成。

7、在一个实施例中，所述至少一个天线单元在所述第一基板上形成2n*2n的阵列；其中，n是自然数。

8、在一个实施例中，所述天线单元为中心对称结构。

9、在一个实施例中，任一所述谐振腔内的多个第一耦合缝隙对称设置在所述任一谐振腔相对两边的边缘内侧。

10、在一个实施例中，所述h型结包括两条平行区域和一条连接区域，所述连接区域设置在所述两条平行区域之间，且与所述两条平行区域相互连通；

11、所述第二耦合缝隙平均分布在所述两条平行区域内，任一平行区域内的第二耦合缝隙以所述连接区域为对称轴，对称设置在所述任一平行区域的边缘内侧。

12、在一个实施例中，所述两条平行区域包括第一平行区域和第二平行区域；

13、所述第一平行区域内的第二耦合缝隙设置在所述第一平行区域靠近所述连接区域的边缘内侧，第二平行区域内的第二耦合缝隙设置在所述第二平行区域远离所述连接区域的边缘内侧。

14、在一个实施例中，任一谐振腔内设置有多个第一匹配通孔，所述第一匹配通孔对称设置在所述任一谐振腔相对两边的边缘内侧。

15、在一个实施例中，所述h型结内设置有第二匹配通孔、第三匹配通孔和第四匹配通孔；

16、所述第二匹配通孔平均分布在所述第一平行区域和所述第二平行区域内，所述第二匹配通孔与所述第二耦合缝隙一一对应，且任意两个所述第二匹配通孔与其对应的第二耦合缝隙之间的垂直距离相同；

17、所述第三匹配通孔平均分布在所述第一平行区域和所述第二平行区域内，且所述第一平行区域内的第三匹配通孔与所述第二平行区域内的第三匹配通孔以所述端口线为对称轴相互对称；

18、所述第四匹配通孔设置在所述连接区域中，且所述第四匹配通孔位于所述端口线的轴心上。

19、第二方面，本申请实施例提供一种无线通信设备，包括第一方面所述的圆极化阵列天线。

20、本申请提供的圆极化阵列天线，包括第一基板、第二基板和第三基板，第一基板上对称设置有至少一个天线单元，这些天线单元为圆极化天线单元，第二基板上对称设置有至少一个谐振腔，任一谐振腔内设置有至少一个第一耦合缝隙，第一耦合缝隙与第一目标投影一一对应，且任一第一耦合缝隙与其对应的第一目标投影重叠，第一目标投影是天线单元在第二基板上的垂直投影，第三基板上设置有h型结和端口线，且h型结与端口线相互连通，h型结内设置有至少一个第二耦合缝隙，第二目标投影与谐振腔一一对应，且任一第二目标投影位于与其对应的谐振腔内，第二目标投影是第二耦合缝隙在第二基板上的垂直投影。根据以上结构，第三基板的端口线将电磁能量传输至h型结中，该电磁能量经过h型结内的第二耦合缝隙耦合至第二基板的每个谐振腔中，又经过谐振腔内的第一耦合缝隙耦合至第一基板，以对天线单元进行馈电，由于第一耦合缝隙与其对应的第一目标投影重叠，因此，电磁能量经过第一耦合缝隙在圆极化天线单元上激励起了圆极化电流，由此实现了圆极化辐射特性。该圆极化阵列天线结构紧凑而简单，天线单元面积较小，在实际应用中能够得到较好的批量一致性，且辐射方向图非常稳定，具有较好的极化纯度和较高的辐射效率，在毫米波频段可以实现移动通信的高稳定连接和高效率传输。

技术特征：

1.一种圆极化阵列天线，其特征在于，包括：第一基板、第二基板和第三基板；

2.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的圆极化阵列天线，其特征在于，

10.一种无线通信设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述圆极化阵列天线。

技术总结
本申请涉及天线技术领域，提供一种圆极化阵列天线及无线通信设备。所述阵列天线包括：第一基板上对称设置的任一天线单元为圆极化天线单元；第二基板上对称设置的任一谐振腔内设置有至少一个第一耦合缝隙，任一第一耦合缝隙与其对应的第一目标投影重叠；第三基板上设置有H型结和端口线，H型结与端口线相互连通；H型结内设置有至少一个第二耦合缝隙，任一第二目标投影位于与其对应的谐振腔内。本申请提供的圆极化阵列天线能够得到较好的批量一致性，且辐射方向图非常稳定，具有较好的极化纯度和较高的辐射效率，在毫米波频段可以实现移动通信的高稳定连接和高效率传输。

技术研发人员：曹天洋,黄曜明,姬天相,朱立坤,刘婧迪,王靖,汤利民,徐德平,于志强,许恒飞
受保护的技术使用者：中国移动通信集团设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21