[发明专利]一种馈源装置、双频微波天线及双频天线设备

说明书

本申请提供了一种馈源装置、双频微波天线及双频天线设备，该馈源装置包括低频馈源和高频馈源，高频馈源嵌入低频馈源，该低频馈源包括阵列排列的多个低频阵元，该高频馈源包括阵列排列的多个高频阵元，其中，至少一个高频阵元嵌入到一低频阵元内部，且低频阵元与嵌入该低频阵元内部的每一高频阵元具有共同的波导壁，能够有效地将高频馈源和低频馈源集成为一体，结构较为紧凑，同时使得高频馈源和低频馈源具有很好的等化性，而通过多个高频阵元的开关切换能够实现天线在高频段的波束扫描，进而能够拓宽高频段高增益波束的波束宽度以对抗晃动，故高频段具有一定抗晃动性，同时在保留低频链路的备用功能的基础上能够提升高频大容量链路的可用度。

技术领域

本申请涉及天线的技术领域，尤其涉及到一种馈源装置、双频微波天线及双频天线设备。

背景技术

作为有效提升微波网络传输容量的技术手段，双频微波天线通过在同一链路传输高频信号和低频信号，将高频段的高容量和低频段的长距离结合起来，在提供大容量的同时还强化了QoS业务保护机制，而随着5G业务对大容量和IP化的要求以及对微波回传网络容量需求激增，高频信号可以为具有宽信道带宽的E-band(71-76GHz、81-86GHz)，但E-band自身特性受空间损耗大、雨衰大、半功率角窄所导致的抗晃动性差等因素的影响，其传输距离和稳定性受到了限制，进而限制了双频微波天线的工作性能。

馈源装置是双频微波天线的核心组件，馈源装置的结构形式在很大程度上决定了双频微波天线的工作性能，现有双频微波天线采用双频同轴馈源的方式实现双频带工作，外导体为工作在低频段的同轴喇叭，内导体为工作在高频段的介质棒，虽然能够实现双频段同轴馈源集成，但是高频段介质棒馈源的介质损耗比较大直接影响天线增益，并且双频微波天线在高频端的波束宽度窄且无法实现波束扫描，导致抗晃动能力差，进而使得双频微波天线的大容量高频段的可用度很低。

发明内容

本申请提供了一种馈源装置、双频微波天线及双频天线设备，用于集成多个高频阵元以提高双频微波天线的将晃动能力。

第一方面，本申请提供了一种馈源装置，该馈源装置包括低频馈源和高频馈源，高频馈源嵌入低频馈源，该低频馈源包括阵列排列的多个低频阵元，该高频馈源包括阵列排列的多个高频阵元，其中，至少一个高频阵元嵌入到一所述低频阵元内部，且所述低频阵元与嵌入该低频阵元内部的每一高频阵元具有共同的波导壁；上述馈源装置通过在低频馈源内嵌入高频馈源，即在低频阵元的阵列中嵌入高频阵元的阵列内，并且采用至少一个高频阵元嵌入到一低频阵元内部，且低频阵元与嵌入该低频阵元内部的每一高频阵元具有共同的波导壁的方式能够有效地将高频馈源和低频馈源集成为一体，使得馈源装置的结构紧凑，同时使得高频馈源和低频馈源具有很好的等化性，而由于馈源装置中集成了多个高频阵元，通过多个高频阵元的开关切换能够实现天线在高频段的波束扫描，进而能够拓宽高频段高增益波束的波束宽度以对抗晃动，故高频段具有一定抗晃动性，同时在保留低频链路的备用功能的基础上能够提升高频大容量链路的可用度。

在一个具体的实施方案中，为了保证馈电装置的馈电功能，具体地，所述低频阵元与嵌入该低频阵元的每一高频阵元为相互独立馈电的两个阵元，以使得低频阵元和高频阵元虽然嵌入设置但是馈电是相互独立的，保证高频阵元嵌入到低频阵元后二者能够正常馈电。

在一个具体的实施方案中，所述低频阵元包括用于馈电的低频馈电端口，所述高频阵元包括用于馈电的高频馈电端口，所述低频阵元的低频馈电端口和嵌入所述低频阵元内的每一高频阵元的高频馈电端口电隔离，从而保证低频阵元和嵌入到该低频阵元的高频阵元之间相互独立馈电。

在一个具体的实施方案中，为了保证高频馈电端口和低频馈电端口电隔离，所述低频阵元为方形口径，低频馈电端口为矩形口径，并且和高频阵元为方形口径，所述高频馈电端口为矩形口径，馈电口径应满足下述关系：所述低频馈电端口的口径窄边长度小于该低频阵元的口径长度与2倍的所述高频阵元口径长度之间的差值，以使得在嵌入时高频阵元不会嵌入到低频阵元的低频馈电端口内，从而保证高频馈电端口和低频馈电端口相互隔离。