[发明专利]双极化波导槽阵列和天线

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张基于2010年8月10日提出申请且名称为“双极化波导槽阵列(DualPolarized Waveguide Slot Array)”的美国临时申请案61/372,214的优先权，该美国临时申请案的全部内容以引用方式并入本文中用于任何目的。

技术领域

本发明涉及波导天线，且更具体而言，涉及双极化波导槽阵列天线。

背景技术

波导槽阵列天线在业内众所周知，且通常用以在例如基站发射天线阵列等应用中提供高功率能力。

图7A显示业内已知的传统垂直极化波导槽阵列700。阵列700包含波导槽本体710，波导槽本体710可用以支持信号沿波导槽本体710的纵向轴线712(z-轴)传播。横切于纵向轴线712，波导槽本体710界定具有长尺寸713(沿x-轴)和短尺寸714(沿y-轴)的波导孔。长尺寸713界定阵列700的最低工作频率，且其尺寸通常为0.5λ。波导槽本体710进一步包含边缘槽722和724，边缘槽722和724各自相对于短尺寸714的轴线分别以正角度取向和负角度取向成α角。端盖730位于阵列700的顶部。

图7B显示图7A中所示垂直极化波导槽阵列700的典型辐射图案750。图案750包含方位角辐射图案752和仰角图案754。方位角辐射图案752表现出8dB的波动，如图所示。

图8A显示业内已知的具有水平极化的传统水平极化波导槽阵列。阵列800包括波导槽本体810，波导槽本体810可用以支持信号沿波导槽本体810的纵向轴线812(z-轴)传播。横切于纵向轴线812，波导槽本体810界定具有长尺寸813(沿x-轴)和短尺寸814(沿y-轴)的波导孔。长尺寸813界定阵列800的最低工作频率，且其尺寸通常为0.5λ。波导槽本体810进一步包含多个纵向槽820，每一纵向槽820均自界定波导本体810的长轴812的中心线偏置一预定距离，其中相邻的槽以相反的方向自中心线偏置。端盖830位于阵列800的顶部。

图8B显示图8A中所示水平极化波导槽阵列800的典型辐射图案850。图案850包含方位角辐射图案852和仰角图案854。方位角辐射图案852表现出4dB的波动，如图所示。

可以看到，传统垂直极化波导槽阵列和水平极化波导槽阵列中每一者的方位角辐射图案均在覆盖区域内大幅变化，这意味着在这些覆盖区域中的信号电平随用户位置的改变而显著地变化。结果，需要使用高功率发送机或高增益天线来确保无论用户身处何处均可向所有用户提供最低信号电平。因此，尽管槽阵列适合高功率发送和接收应用，但却不能完全部署在需要覆盖率更加均匀的应用中。

因此，业内需要一种可提供更均匀的辐射图案的波导槽阵列。

发明内容

本发明提供一种改进的双极化波导槽阵列，其包含第一波导和第二波导。第一波导包含长横截面轴和短横截面轴，并沿共用纵向轴线延伸。第一波导进一步包含设置在其上面的多个槽，这些槽用以发射或接收第一极化的信号。第二波导耦合至第一波导，沿共用纵向轴线延伸并具有长横截面轴和短横截面轴。第二波导的长横截面轴实质正交于第一波导的横截面轴进行取向，且第二波导包含设置在其上面的多个槽，这些槽用以发射或接收第二极化的信号，第二极化实质正交于第一极化。

通过以下附图和具体实施方式，可更好地理解本发明的这些和其他特征。

附图说明

图1A至图1D显示根据本发明的双极化波导槽阵列的透视图和横截面图；

图2A和图2B显示根据本发明的图1A至图lD所示双极化波导槽阵列的同轴馈线(coaxial feeds)；

图3A显示根据本发明的图1A至图1D所示双极化波导槽阵列以垂直极化模式运行；

图3B和图3C显示根据本发明的图3A所示双极化波导槽阵列的各别仰角辐射图案和方位角辐射图案；

图4A显示根据本发明的图1A至图1D所示双极化波导槽阵列以水平极化模式运行；

图4B和图4C显示根据本发明的图4A所示双极化波导槽阵列的各别仰角辐射图案和方位角辐射图案；

图5A至图5C显示根据本发明的图1A至图1D所示双极化波导槽阵列的回波损耗和隔离度参数；

图6A显示根据本发明一实施例的实例性双线性极化天线；

图6B显示根据本发明一实施例的实例性双圆形极化天线；

图6C显示根据本发明一实施例的实例性反射天线；