[发明专利]一种具有辐射模的圆极化椭圆漏泄软波导

说明书

本发明公开了一种具有辐射模的圆极化椭圆漏泄软波导，包括椭圆金属软波导和外护套，椭圆金属软波导上沿轴向设有一排均匀分布的漏泄孔单元，通过漏泄孔单元向外覆盖电磁波的形式为辐射模形式，且向外覆盖的电磁波为圆极化波，每个漏泄孔单元均包括沿金属软波导的轴向横向排列的左漏泄孔组和右漏泄孔组，左漏泄孔组与右漏泄孔组左右对称且结构相同，左漏泄孔组中包括N个沿椭圆金属软波导的轴向均匀排列的左漏泄孔，每个左漏泄孔的中线与椭圆金属软波导的轴向构成夹角θ；本发明能够适用于不同极化方向的线性极化天线，对车载接收装置的极化方式适应能力强，还能够满足5G移动通信以及未来更高通信频段使用，且传输损耗小。

技术领域

本发明涉及无线通信及信号传输技术领域，尤其涉及一种具有辐射模的圆极化椭圆漏泄软波导。

背景技术

目前，随着无线通信技术的发展，不同系统需要应用不同的无线频率，造成了我国目前的无线通信频率资源十分紧缺，在现阶段3GHz以下的无线通信频段都已经饱和的前提下，通信行业也正在积极探索和寻求如何利用更高频率的无线频率资源。工信部已经发文明确了第五代国际移动通信系统(IMT-2020)的初始频段，拟在3300～3600MHz和4800～5000MHz两个频段上部署5G网络，而国内三大运营商也同时都在积极进行5G网络的规划与部署，且据国内外专家分析，未来十年内通信行业所需使用的无线通信频率将会达到6～10GHz，因此，6～10GHz频率段的发展也深受通信行业的青睐。在未来无线通信向高频率发展这一大背景下，与高频率网络配套的硬件设备也具有极大的发展潜力。

3GHz以下通信频段的无线通信系统中多采用漏泄同轴电缆进行信号的传输和覆盖，射频同轴电缆的结构特性决定了其只能满足现阶段3GHz以下通信频段使用，如果在6～10GHz通信频段下使用，就必须使用规格较小的同轴电缆，但是相应地，传输损耗会急剧增大，传输距离会变短，无法满足系统覆盖的要求。

目前，在5GHz频段可使用的无线信号传输和覆盖的手段为基站天线和矩形漏泄波导，他们分别存在以下缺陷：1、对于基站天线，需要配置五米左右的天线杆悬挂天线，导致严重破坏城市美观，且后期维护困难，招致市政部门诟病，同时，如果是在开阔地段使用基站天线进行信号传输和覆盖，会与民用5GHz的WiFi信号造成相互干扰，传输性能差；2、对于矩形漏泄波导，矩形漏泄波导虽然在通信信号的传输和覆盖方面优于漏泄同轴电缆，但是，因为矩形截面的特点，矩形漏泄波导只能做成直管而无法进行弯曲，受运输和搬运等因素的影响，目前单根的矩形漏泄波导最长只能做到12米左右，铺设时需要通过设置在矩形漏泄波导管两端的法兰盘进行逐段连接，后期维护时也需要将附近前后几段矩形漏泄波导拆掉才可进行，每处连接点需安装8～14条螺丝，而每公里的连接点约为八十处以上，也就意味着每铺设或拆卸一公里的矩形漏泄波导就需要安装上千条螺丝，不仅施工任务繁重，而且连接点过多也给整个通信网络的通信安全造成了极大的隐患，并且，矩形漏泄波导的热胀冷缩现象十分严重，据统计，300米线路长度热胀冷缩量就可达到700mm之大，这样连接法兰处极易被拉松导致矩形漏泄波导受潮进水；在地铁隧道等狭窄环境中将12米长度的漏泄波导管搬运至轨旁十分不便，不能像漏泄同轴电缆一样成盘吊运至轨旁，只能采用人工搬运，人力浪费严重，工作效率极低，另外，受复杂的地铁环境影响，矩形漏泄波导极易受到列车直流供电系统的电腐蚀和因环境产生的化学腐蚀，由于矩形漏泄波导只对带有漏泄孔的宽面进行防护，一旦其余三个面出现锈蚀损毁的现象，就会出现通信系统瘫痪的隐患。

椭圆漏泄软波导能很好地解决上述问题，不仅铺设和维护方便，省力省工，而且能够解决受潮和受腐蚀问题。椭圆漏泄软波导所向外漏泄电磁波可分为耦合模和辐射模两大类。虽然耦合模形式电磁波覆盖具有使用频带较宽，不存在谐振频率，工艺易实现的优点，但是，其径向作用距离较短，耦合损耗较大，在特定频率下性能没有得到优化。而辐射模形式的电磁波覆盖具有径向作用距离较远，耦合损耗较小，在特定频率下各项性能指标均已得到优化，但是使用频带有一定范围，存在谐振频率，工艺实现比较复杂的问题，因此，如何在满足同时满足远距离径向作用和宽频带的使用需求是当前要解决的重大问题。