[发明专利]一种5G圆极化多波束天线

说明书

本发明公开了一种5G圆极化多波束天线，包括巴特勒馈电网络（1）、SIW连接部（2）和四个波导口径天线（3）；所述波导口径天线（3）包括矩形馈电波导（4）和矩形辐射波导（5），所述矩形馈电波导（4）的第一端作为波导口径天线的输入端，并与SIW连接部（2）连接；矩形馈电波导（4）的第二端与矩形辐射波导（5）连接；所述矩形馈电波导（4）内部设置有矩形金属壁（6），所述矩形金属壁（6）将矩形馈电波导（4）隔断为上下两部分；矩形金属壁（6）向矩形辐射波导（5）内部延伸，并以三角形的方式逐渐消失，在矩形辐射波导（5）内部形成三角形金属壁（7）。本发明具有结构简单、易于加工，圆极化轴比性能良好的优势。

技术领域

本发明涉及通信天线，特别是涉及一种5G圆极化多波束天线。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，无线设备的数量大幅增加。天线作为无线通信信号的收发转换器，其设计的优劣将会直接影响无线通信系统的整体性能，所以天线设计在无线通信系统设计中的地位举足轻重。5G作为第五代移动通信技术其峰值理论传输速度达到数十Gb/s，其超大容量的数据传输和超低的延时为无人驾驶等新兴技术的实现提供了技术保障，预计5G于2020年实现商用，所以5G天线的研究显得尤其重要。

传统的相控阵天线需要在每个天线的输入端都接一个TR组件来控制天线的相位，不同于相控阵天线，多波束天线没有TR组件。其波束切换的方式是通过选择不同的馈电端口，利用馈电网络在每个天线单元上产生不同的馈电相位，进而产生不同的辐射波束指向。由于不需要TR组件，多波束天线的成本相比相控阵天线要低很多，这是其最大的优势。

相对于线极化天线，圆极化天线在抗衰落抗干扰方面具有显著优势，当收发天线分别使用圆极化天线跟线极化天线时，无论天线形态怎么变化，都能够接收到信号。而收发使用两个线极化天线时，可能因为天线形态的改变导致极化正交接收不到信号。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、易于加工、圆极化轴比性能良好的5G圆极化多波束天线。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种5G圆极化多波束天线，包括巴特勒馈电网络、SIW连接部和四个波导口径天线；

所述SIW连接部的一端与巴特勒馈电网络的输出端连接，SIW连接部的另一端分别与四个波导口径天线的输入端连接；

所述波导口径天线包括矩形馈电波导和矩形辐射波导，所述矩形馈电波导的第一端作为波导口径天线的输入端，并与SIW连接部连接；矩形馈电波导的第二端与矩形辐射波导连接；

所述矩形馈电波导内部设置有矩形金属壁，所述矩形金属壁将矩形馈电波导隔断为上下两部分；矩形金属壁向矩形辐射波导内部延伸，并以三角形的方式逐渐消失，在矩形辐射波导内部形成三角形金属壁。

进一步地，所述三角形金属壁为直角三角形金属壁。

进一步地，所述矩形馈电波导和SIW连接部均为矩形SIW波导。

进一步地，所述巴特勒馈电网络包括由上至下依次重叠的四层矩形SIW波导，分别为第一层SIW波导、第二层SIW波导、第三层SIW波导和第四层SIW波导；每一层SIW波导对应于一个波导口径天线，并通过SIW连接部与对应的波导口径天线连接。

其中，所述第一层SIW波导包括第一层输入端波导、第一层输出端波导和第一层移相波导；所述第一层移相波导的一端与第一层输入端波导连通，另一端与第一层输出端波导连通，所述第一层移相波导中的金属柱半径大于第一层输入端波导和第一层输出端波导的金属柱半径。

其中，所述第四层SIW波导包括第四层输入端波导、第四层输出端波导和第四层移相波导；