一种多波束透镜天线及天线设备制造技术

本发明专利技术公开了一种多波束透镜天线及天线设备，多波束透镜天线包括透镜、天线阵列以及波导组件，天线阵列包括多个印刷在线路板上的天线馈源，天线馈源用于将线路板中的射频电路的射频信号转换成辐射信号，波导组件设置于透镜与天线阵列之间，波导组件包括多个与天线馈源对应的矩形波导，矩形波导用于将天线馈源的辐射信号导向透镜的焦点，从而实现了多个高增益波束，通过波导组件和天线阵列，避免了现有技术使用射频连接器所带来的损耗，天线阵列将多个天线馈源印刷在线路板上，解决了现有多波束透镜天线与射频链路一体化集成设计的问题，减少了插损，并且降低了成本，提高了产品竞争力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种多波束透镜天线及天线设备


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种多波束透镜天线及天线设备。

技术介绍

[0002]随着第五代移动通信sub6G频段以下的基站大规模商用并且趋于成熟，对于5G高频(毫米波)的商用日程也开始被提及，相比sub6G的大规模MIMO，5G高频在器件选型、构件方案以及设备成本方面目前还没有成熟的业界共识。
[0003]由于5G高频对器件、散热以及工艺的要求更加严格，从而导致设计成本，器件成本以及工艺成本相对较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多波束透镜天线，能够解决现有多波束透镜天线与射频链路一体化集成设计的问题，同时实现高增益的辐射波束。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种多波束透镜天线，包括透镜、天线阵列以及波导组件，所述天线阵列包括多个印刷在线路板上的天线馈源，所述天线馈源用于将所述线路板中的射频电路的射频信号转换成辐射信号，所述波导组件设置于所述透镜与所述天线阵列之间，所述波导组件包括多个与所述天线馈源对应的矩形波导，所述矩形波导用于将所述天线馈源的辐射信号导向所述透镜的焦点。
[0006]第二方面，本专利技术实施例提供一种天线设备，包括第一方面实施例所述的多波束透镜天线。
[0007]根据本专利技术实施例提出的一种多波束透镜天线及天线设备，采用波导组件将天线阵列辐射的电磁能量导向透镜的焦点上，从而实现了多个高增益波束，通过波导组件和天线阵列，避免了现有技术使用射频连接器所带来的损耗，天线阵列将多个天线馈源印刷在线路板上，解决了现有多波束透镜天线与射频链路一体化集成设计问题，减少了插损，并且降低了成本，提高了产品竞争力。
[0008]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0009]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步地说明；
[0011]图1是本专利技术实施例提供的一种多波束透镜天线结构示意图；
[0012]图2是本专利技术实施例提供的一种天线馈源为一维线阵示意图；
[0013]图3是本专利技术实施例提供的一种天线馈源为二维面阵示意图；
[0014]图4是本专利技术实施例提供的一种波导组件结构示意图；
[0015]图5是本专利技术实施例提供的一种透镜结构示意图；
[0016]图6是本专利技术实施例提供的一种多波束透镜天线应用示意图；
[0017]图7是传统多波束透镜天线馈源排布示意图。
具体实施方式
[0018]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0019]在本专利技术的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0020]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。
[0021]图7为传统多波束透镜天线馈源排布示意图。
[0022]如图7，传统多波束透镜天线包括球形透镜1、馈源2以及收发信机3。传统多波束球形透镜、龙伯透镜天线的馈源2布局为弧形排布，为了实现增益最大化，馈源2都设置在球形透镜1的焦点上。由于馈源2的布局为弧形排布，但是，射频电路的布局为平面结构，因此，这样一般都需要通过射频电缆4互相联接，从而导致两者之间的互联比较困难，并且插损加大。如图7中，馈源2和收发信机3通过射频电缆4联接。
[0023]为了解决传统多波束透镜天线的缺陷，因此，重新设计了一种多波束球形透镜天线，多波束球形透镜天线的主要结构如图1所示，下面对其结构进行详细说明。
[0024]参照图1所示，本专利技术实施例一提供的一种多波束透镜天线，包括有透镜100、天线阵列200以及波导组件300。
[0025]其中，天线阵列200包括多个印刷在线路板上的天线馈源210，天线馈源210用于将线路板中的射频电路的射频信号转换成辐射信号，天线馈源210的辐射方向朝向透镜100设置，波导组件300设置在透镜100和天线阵列200之间，波导组件300包括多个与天线馈源210 对应的矩形波导310，矩形波导310用于将天线馈源210的辐射信号导向透镜100的焦点。最佳地，天线馈源210的辐射方向与透镜100的轴向之间垂直设置，图1中包含的天线馈源 210的数量为至少一个，多个天线馈源210阵列设置。
[0026]此多波束球形透镜天线，采用波导组件300将天线阵列200上平面排布的天线馈源210 辐射的电磁能量转换到透镜100的焦点上，从而实现了多个高增益波束。
[0027]透镜100是介质透镜，介质透镜是能够通过电磁波而其折射系数不等于1的三维结构。点源或者线源发射出的球面波或者柱面波经过透镜100就可以变换成为平面波，从而能够得到笔形或者扇形波束。透镜100的折射系数可以是位置的函数，透镜100的形状决定面场分布。透镜100可以采用折射系数n大于1的自然介质制成，也可以是采用金属栅网或金属片等组成的人工介质结构制成。
[0028]介质透镜天线的旁瓣和后瓣小，因而其方向图较好，如图5所示，多波束球形透镜天线的透镜100为球形透镜、椭球形透镜或者半球形透镜中的任一种。在本实施例中以球形透镜为例做详细说明。
[0029]透镜天线是将光学原理应用于微波天线，透镜天线的工作原理取决于折射现象，透镜天线的透镜由介电材料制作而成，点辐射源被放置在透镜的焦点处，与达到透镜中心的部分的射线相比，达到跟靠近透镜边缘的射线其曲率更大。因此，跟靠近边缘的射线比更靠近中心的射线折射得更多，在接收的时候，平行于透镜轴线到达的射线聚焦大放置馈电天线的焦点处，点源发射的球面波在传输期间转换成平面波。球形透镜的主要作用是将天线馈源210的辐射功率汇聚到特定的方向，从而提高天线的增益。
[0030]其中，可以理解地，球形透镜的半径为R，球形透镜的半径越大，波束越窄，多波束球形透镜天线的增益也更高。因此，可以根据不同的增益需要，选择球形透镜的半径。
[0031]参照图2所示，本专利技术实施例二提供的一种多波束透镜天线，包括有透镜100、天线阵列200以及波导组件300。其中，天线阵列200包括有多个印刷在线路板上的天线馈源 210，多个天线馈源210沿着线路板的长度方向排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波束透镜天线，其特征在于，包括：透镜；天线阵列，包括多个印刷在线路板上的天线馈源，所述天线馈源用于将所述线路板中的射频电路的射频信号转换成辐射信号；波导组件，设置于所述透镜与所述天线阵列之间，所述波导组件包括多个与所述天线馈源对应的矩形波导，所述矩形波导用于将所述天线馈源的辐射信号导向所述透镜的焦点。2.根据权利要求1所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述天线阵列包括多个排列成行设置的所述天线馈源。3.根据权利要求2所述的多波束透镜天线，其特征在于：位于所述波导组件两侧的所述矩形波导的表面外侧高内侧低，以在所述矩形波导的表面形成斜面。4.根据权利要求3所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述斜面为弧形斜面或者平面斜面。5.根据权利要求1所述的多波束透镜天线，其特征在于：所述天...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，张煜，杨云博，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：