[发明专利]一种轻量化的低剖面平板阵列天线

说明书

本发明公开了一种轻量化的低剖面平板阵列天线，包括辐射层和馈电层，辐射层层叠在馈电层上方，馈电层用于接入外部信号并基于该外部信号产生n*n路信号输出，n＝2^m，m为大于等于1的整数，辐射层具有n*n个输入端和n*n个输出端，辐射层的n*n个输入端用于一一对应接入馈电层输出的n*n路信号，辐射层的n*n个输出端用于将馈电层输出的n*n路信号一一对应辐射到自由空间，馈电层基于H型H面单脊波导功放器实现，辐射层通过缝隙耦合从馈电层处接入馈电层输出的n*n路信号；优点是在实现宽频带、高增益和高效率的同时，剖面较低，且重量较轻。

技术领域

本发明涉及一种平板阵列天线，尤其是涉及一种轻量化的低剖面平板阵列天线。

背景技术

随着数据通信的爆炸性增长，利用毫米波(mmW)频段来改善移动通信系统整体性能对于第五代(5G)移动通信系统来说是一个有前途的解决方案。与当前移动通信系统中低于6GHz工作频率相比，毫米波频段可提供更宽的工作带宽，更高的传输速率和更低的时延。世界无线电通信大会(WRC)提出了24GHz、28GHz和38GHz等更高频谱的mmW频段作为5G mmW通信的推荐频段，已实现5G mmW情况下远距离的高速和稳定通信。在当前固定无线电链路中，非常需要低剖面的宽带和高增益微波回传天线。为满足各种场合的应用要求，微波回传天线的主要实现方案为馈源类天线和平板阵列类天线。馈源类天线需要考虑最优的焦径比以提高天线的整体效率，从而难于实现低剖面特性。平板阵列类天线因其剖面低、重量轻，能很好的与其它部件集成，受到越来越多的关注。

申请号为CN201810742447.4的中国专利中公开了一种低剖面CTS平板阵列天线。该CTS平板阵列天线包括从上往下依次排列的多级辐射层、模式转换层和馈电网络层四层结构，各层均采用H面矩形波导TE10模或平行板波导TEM模传输，可以实现宽频带和高增益的需求，但由于天线层数过多导致天线剖面高度无法降低，同时多层结构使得天线整体较重。

申请号为CN202010417843.7的中国专利中公开了一种宽频带平板阵列天线。该宽频带平板阵列天线包括按照从上到下顺序层叠的极化层、辐射层和馈电层；馈电层采用E面波导结构将多路TE10模信号传输到辐射层，辐射层用于将来自馈电层的多路TE10模信号辐射到自由空间。该天线具有较高的增益和效率，但E面波导结构的厚度需要大于0.5λg，导致天线剖面较高，重量也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在实现宽频带、高增益和高效率的同时，剖面较低，且重量较轻的轻量化的低剖面平板阵列天线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轻量化的低剖面平板阵列天线，包括辐射层和馈电层，所述的辐射层层叠在所述的馈电层上方，所述的馈电层用于接入外部信号并基于该外部信号产生n*n路信号输出，n＝2^m，m为大于等于1的整数，所述的辐射层具有n*n个输入端和n*n个输出端，所述的辐射层的n*n个输入端用于一一对应接入所述的馈电层输出的n*n路信号，所述的辐射层的n*n个输出端用于将所述的馈电层输出的n*n路信号一一对应辐射到自由空间，所述的馈电层基于H型H面单脊波导功分器实现，所述的辐射层通过缝隙耦合从所述的馈电层处接入所述的馈电层输出的n*n路信号。