[发明专利]一种阵列天线及通信设备

说明书

本公开实施例提供了一种阵列天线及通信设备，该阵列天线包括依次层叠设置的阵列天线层、耦合层和间隙波导层；间隙波导层包括第一金属板，第一金属板上开设有输入端口；至少一条脊波导传输线，固定于第一金属板的表面，至少一条脊波导传输线的传输始端与输入端口连接；多个第一金属单元，固定于第一金属板的表面，至少一条脊波导传输线被多个第一金属单元包围；耦合层包括第二金属板，第二金属板上开设有至少一个耦合端口，每一耦合端口在第一金属板上的正投影覆盖脊波导传输线的一个传输末端；多个第二金属单元，固定于第二金属板的表面，每一耦合端口位于多个第二金属单元围成的区域内；阵列天线层包括多个天线单元。

技术领域

本公开涉及天线技术领域，特别是涉及一种阵列天线及通信设备。

背景技术

近些年来，由于毫米波频段相对于微波频段具有多种优点，如传输速度高、可应用于尺寸较小的通信设备，有助于通信设备的小型化与集成化等，毫米波频段以及其应用受到了越来越多的重视。且由于具有能够为通信系统提供灵活的方向性、有效降低多径干扰等优点，毫米波圆极化天线做为5G通信系统中重要的一部分，受到了越来越多的关注。

相关技术中，毫米波圆极化天线具有多种类型，例如电磁偶极子天线、差分平面口径天线腔体背射天线、螺旋天线、连续旋转馈电型天线等。但以上多种毫米波圆极化天线的工作频带较窄。此外，在毫米波高频段，毫米波圆极化天线往往采用多层结构设计，而在以上多种毫米波圆极化天线的制造公差与装配误差较大，从而造成毫米波圆极化天线的各层之间存在不连续接触，使得毫米波圆极化天线的性能较差。基于此，通过多个毫米波圆极化天线根据预设规律排列得到的毫米波圆极化阵列天线也具有工作频带较窄及性能较差的问题。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种阵列天线及通信设备，以增宽阵列天线的工作频带，并提高阵列天线的性能。具体技术方案如下：

本公开实施例的一个方面，提供了一种阵列天线，所述阵列天线包括依次层叠设置的阵列天线层、耦合层和间隙波导层，其中：

所述间隙波导层包括：第一金属板，所述第一金属板上开设有输入端口；至少一条脊波导传输线，固定于所述第一金属板靠近所述耦合层的表面，所述至少一条脊波导传输线的传输始端与所述输入端口连接；多个第一金属单元，固定于所述第一金属板靠近所述耦合层的表面，且与所述耦合层之间具有间隙，所述至少一条脊波导传输线被所述多个第一金属单元包围；第一支撑结构，固定设置于所述第一金属板与所述耦合层之间；

所述耦合层包括：第二金属板，所述第二金属板上开设有至少一个耦合端口，每一所述耦合端口在所述第一金属板上的正投影覆盖所述至少一条脊波导传输线的一个传输末端；多个第二金属单元，固定于所述第二金属板远离所述间隙波导层的表面，且与所述阵列天线层之间具有间隙，每一所述耦合端口位于所述多个第二金属单元围成的区域内；第二支撑结构，固定设置于所述第二金属板与所述阵列天线层之间；

所述阵列天线层包括多个天线单元，信号经过所述多个第二金属单元围成的区域传输至至少一个所述天线单元内。

一些实施例中，所述至少一条脊波导传输线的传输末端具有多个传输分支，每一所述耦合端口在所述第一金属板上的正投影覆盖每一所述传输分支的一个传输末端。

一些实施例中，所述间隙波导层还包括：

阻抗变换结构，与所述多个传输分支的传输末端连接，且所述多个传输分支的宽度小于所述阻抗变换结构的平行于所述多个传输分支的宽度方向的尺寸，所述阻抗变换结构在所述第一金属板上的正投影落入所述耦合端口在所述第一金属板上的正投影内。

一些实施例中，所述多个传输分支远离所述输入端口的一端均匀分布。

一些实施例中，每一所述传输分支具有至少一个传输节点，信号传输至每一所述传输节点后沿相反的两个方向继续传输；