[发明专利]一种高隔离度的双极化腔体辐射单元

说明书

本发明提供了一种高隔离度的双极化腔体辐射单元，属于通讯技术领域。改辐射单元包括内部设置有谐振腔体的谐振部件、均向所述谐振腔体馈电的第一波导和第二波导；所述谐振部件上分别设置有第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一波导通过所述第一耦合窗口与所述谐振腔体连通，所述第二波导通过所述第二耦合窗口与所述谐振腔体连通；所述第一波导和所述第二波导均为矩形波导；所述第一波导的宽度边方向与所述第二波导的宽度边方向相互正交；所述谐振部件上还设置有用于所述谐振腔体向自由空间辐射极化波的镂空槽。该辐射单元具有高辐射效率、高功率容量、良好的机械强度和高增益特性，能够承受大功率传输，端口之间隔离度高。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其是指一种高隔离度的双极化腔体辐射单元。

背景技术

天线是无线通信系统中用于发射和接收电磁波的关键器件，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线进行工作。现代无线通信技术的迅速发展，一方面要求通信系统朝着小型化的趋势发展，另一方面又要进一步提升系统的通信容量。为了满足日益增长的通信需求和多样化的应用场景，天线技术也正在朝着宽频带、多极化及高增益的方向发展。在多天线实际应用中，包括用于分集实现和多输入多输出(MIMO)系统的应用，采用多根天线以增加信道容量的做法很常见，为了使通信系统简单化和小型化，一种有吸引力的解决方案是使用双极化天线。

一个双极化天线单元可以辐射两个极化相互正交的电磁波并且同时实现信号的收发双工模式，有效减少通信系统中工作天线的数量，有利于系统的小型化；在测试领域中可以避免对不同极化方向天线的切换；在移动通信领域可以实现极化分集和频率复用，抑制多径效应引起的干扰；在卫星通信领域可以实现信号收发的极化隔离以及提供两个相互正交的极化波。因此，双极化技术的发展符合现代无线通信技术的需求，具有重要的科学研究价值和实际应用价值。

现有的双极化天线主要采用偶极子天线、微带天线及平面缝隙天线等形式。然而，基于这几种类型的双极化天线具有以下先天性缺点：1、工作频率低，难以满足通信频段日益高频化的发展趋势；2、功率承受能力低，不能适用于大功率场景应用之中；3、增益低，传输距离受限；4、端口隔离度差，使得天线的辐射效率显著降低，从而影响整个通信系统的效率。以上缺点严重限制了基于这几种结构的双极化天线的实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服了现有双极化天线低增益、低功率承受能力以及端口隔离度差的缺点和现实情况，设计一种具有高辐射效率、高功率容量、良好的机械强度和高增益特性的双极化天线辐射单元，进而使纳入该辐射单元的天线能够具有高工作频率、高增益、能够承受大功率传输、端口之间隔离度高等特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高隔离度的双极化腔体辐射单元，包括内部设置有谐振腔体的谐振部件、均向所述谐振腔体馈电的第一波导和第二波导；所述谐振部件上分别设置有第一耦合窗口和第二耦合窗口，所述第一波导通过所述第一耦合窗口与所述谐振腔体连通，所述第二波导通过所述第二耦合窗口与所述谐振腔体连通；所述第一波导和所述第二波导均为矩形波导；所述第一波导的宽度边方向与所述第二波导的宽度边方向相互正交；所述谐振部件上还设置有用于所述谐振腔体向自由空间辐射极化波的镂空槽。

进一步地，所述第一耦合窗口和所述第二耦合窗口均为矩形窗口；所述第一耦合窗口的宽度小于等于所述第一波导的宽度，所述第二耦合窗口的宽度小于等于所述第二波导的宽度。

进一步地，所述镂空槽包括宽度边方向与所述第一波导的宽度边方向平行的第一弧形槽、宽度边方向与所述第二波导的宽度边方向平行的第二弧形槽。

进一步地，所述第一弧形槽的中心与所述第二弧形槽的中心重合。

进一步地，所述谐振部件上设置有用于调节谐振频率的柱形枝节；所述柱形枝节置于所述谐振腔体内。