CN110098492B - 一种双极化天线、射频前端装置和通信设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了双极化天线、射频前端装置和通信设备。双极化天线的为平面天线,且双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面,这样射频电路可以设置在双极化天线的最大辐射方向的反方向上且与双极化天线位于同一电路板上,实现低剖面的特性,射频电路和双极化天线之间无需通过互连插头连接,减少了插入损耗和降低了装配难度。

Description

一种双极化天线、射频前端装置和通信设备
技术领域
本发明涉及天线领域,尤其涉及一种双极化天线、射频前端装置和通信设备。
背景技术
天线作为发射和接收电磁波的装置,是无线通信系统的重要组成部分。双极化天线能够同时发射或接收两个极化方向正交的电磁波信号,相当于在频带上提供两个传输信道,能有效提升无线通信系统的可靠性。
参见图1a和1b所示,为现有的双极化天线的结构示意图,该双极化天线为平面天线,双极化天线从上到下依次包括:辐射贴片、介质板1、相互正交的微带线L1和微带线L2、介质板2和金属地板。微带线L1用于耦合激励辐射贴片,激励生成的电磁波信号的最大辐射方向垂直于天线平面,极化方向平行于微带线L1且平行于天线平面;微带线L2用于耦合激励辐射贴片,激励生成的电磁波信号的最大辐射方向垂直于天线平面,极化方向平行于微带线L2且平行于天线平面。因此,该双极化天线的两个极化方向相互正交,且平行于天线平面,最大辐射方向垂直于天线平面。
为了避免天线对射频电路的干扰,通常将射频电路置于天线辐射能量最小的地方,根据现有的双极化天线的天线方向图,射频电路置于双极化天线的辐射后瓣方向且垂直于天线平面,射频电路和双极化天线形成立体结构,不易实现设备的小型化和集成化;另外,射频电路需要通过互连插头与双极化天线进行连接,这种连接方式造成插入损耗显著提高,而且由于波长的限制互连插头的体积非常小,对装配工艺的要求高。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种双极化天线、射频前端装置和通信设备,双极化天线具有的最大辐射方向平行于天线平面,这样射频电路可以与双极化天线设置于同一个电路板上,避免使用互联插头进行连接,实现低剖面的特性。
本申请第一方面提供了一种双极化天线,该双极化天线为平面天线,双极化天线包括H 面喇叭天线和平面端射天线;其中,H面喇叭天线的极化方向垂直于天线平面,本申请的天线平面可以是双极化天线的上表面或下表面。平面端射天线的极化方向平行于双极化天线的天线平面,H面喇叭天线和平面端射天线的极化方向相互垂直,双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面,且与H面喇叭天线的极化方向和平面端射天线的极化方向相互垂直。
其中,喇叭天线为本领域技术术语,喇叭天线包括E面喇叭天线、H面喇叭天线、椎体喇叭天线和圆锥喇叭天线,只有H面喇叭天线才具有平面特性。H面喇叭天线作为一种平面天线,可以为基于SIW((Substrate Integrated Waveguide,衬底集成波导)的H面喇叭天线,极化方向垂直于天线平面。平面端射天线也为一种平面天线,其极化方向平行于天线平面,平面端射天线包括但不限于Vivaldi天线、平面八木天线、平面对数周期天线。
在一种可能的设计中,H面喇叭天线包括:第一馈电部、第一金属过孔阵列、第二金属过孔阵列、第一金属地板和第二金属地板;其中,所述第一金属地板平行于所述第二金属地板,所述第一金属过孔阵列位于所述第一金属地板和所述第二金属地板之间,第一金属过孔阵列垂直于第一金属地板和所述第二金属地板,所述第一金属过孔阵列的顶端连接所述第一金属地板,所述第一金属过孔阵列的底端连接所述第二金属地板;第二金属过孔阵列位于所述第一金属地板和所述第二金属地板之间,且垂直于所述第一金属地板和所述第二金属地板,所述第二金属过孔阵列的顶端连接所述第一金属地板,所述第二金属过孔阵列的底端连接所述第二金属地板;所述第一金属地板、所述第二金属地板、所述第一金属过孔阵列和所述第二金属过孔阵列构成一个导波腔体,所述第一馈电部用于给所述导波腔体馈电;
平面端射天线包括第二馈电部和辐射贴片;其中,所述辐射贴片平行于所述第一金属地板和所述第二金属地板,所述第二馈电部用于给所述辐射贴片馈电。
在一种可能的设计中,第一金属过孔阵列和所述第二金属过孔阵列之间的距离逐渐增大。
在一种可能的设计中,第一金属过孔阵列和第二金属过孔阵列之间的距离先保持不变再逐渐增大。
在一种可能的设计中,第一金属过孔阵列平行于第二金属过孔阵列。
在一种可能的设计中,双极化天线还包括第一介质板、第二介质板、第一馈电层和第二馈电层;其中,所述第一介质板设置于所述第一金属地板的下表面,所述第一馈电层设置于所述第一金属地板的上表面;所述第二介质板设置于所述第二金属地板的上表面,所述第二馈电层设置于所述第一介质板的下表面和所述第二介质板的上表面之间。所述第一介质板、所述第二馈电层和所述第二介质板上设置贯穿孔,该贯穿孔供所述第一金属过孔阵列和所述第二金属过孔阵列通过。
在一种可能的设计中,所述第一馈电部包括第一微带线和馈电探针;其中,所述第一微带线和所述馈电探针连接,所述第一馈电层至所述第二金属地板之间设置有贯穿孔,该贯穿孔供所述馈电探针通过;
所述第二馈电部包括第二微带线,所述第二微带线设置于所述第一介质板的下表面和所述第二馈电层的上表面之间,所述辐射贴片设置于所述第二馈电层的下表面和所述第二介质板的上表面之间,所述第二介质层的上表面未覆盖所述辐射贴片的区域形成相互两个连通的矩形区域和喇叭形区域,所述喇叭形区域的喇叭口与所述最大辐射方向垂直。
在一种可能的设计中,所述金属过孔阵列包括三个呈半包围矩形的金属过孔队列。
在一种可能的设计中,双极化天线还包括第一介质板和第二介质板,其中,所述第一介质板设置于所述第一金属地板的上表面,所述第二介质板设置于所述第一金属地板和所述第二金属地板之间。
在一种可能的设计中,第一馈电部包括第一微带线和馈电探针,第一微带线设置于第一介质板的上表面,第一微带线和馈电探针连接,所述第一介质板的上表面设置有一个贯穿孔,馈电探针位于该贯穿孔内。第二馈电部包括第二微带线,第二微带线和辐射贴片设置于第一介质板上。
第二方面,本申请提供了一种射频前端装置,其特征在于,包括:射频电路板、射频电路和上述任意一种双极化天线,双极化天线和射频电路设置于射频电路板上,双极化天线的天线平面平行于射频电路板,即双极化天线的最大辐射方向平行于射频电路板,H面喇叭天线的极化方向垂直于射频电路板,平面端射天线的极化方向平行于射频电路板,且双极化天线的最大辐射方向、H面喇叭天线的极化方向和平面端射天线的极化方向三者相互垂直。
第三方面,本申请提供了一种通信设备,通信设备包括上述的射频前端装置。
根据以上的实施例,双极化天线的为平面天线,且双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面,这样射频电路可以设置在双极化天线的最大辐射方向的反方向上且与双极化天线位于同一电路板上,实现低剖面的特性,射频电路和双极化天线之间无需通过互连插头连接,减少了插入损耗和降低了装配难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1a是现有的双极化天线的平面示意图;
图1b是现有的双极化天线的侧面示意图;
图2a是本发明实施例提供的一种射频前端装置的结构示意图;
图2b是本发明实施例提供的一种射频前端装置的另一结构示意图;
图2c是本发明实施例提供的一种射频前端装置的另一结构示意图;
图3a本发明实施例提供的一种双极化天线的组装透视示意图;
图3b是本发明实施例提供的一种双极化天线的侧面示意图;
图3c是本发明实施例提供的一种双极化天线的平面示意图;
图4a是本发明实施例提供的一种双极化天线的另一组装透视示意图;
图4b是本发明实施例提供的一种双极化天线的另一侧面示意图;
图4c是本发明实施例提供的一种双极化天线的另一平面示意图;
图5a至图5d是本发明实施例的双极化天线的电场方向图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。
本申请中的通信设备是一种具有无线通信功能的设备,可以是具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备等。在不同的网络中终端设备可以叫做不同的名称,例如:用户设备、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session Initiation Protocol,SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop,WLL)站、个人数字处理(PersonalDigital Assistant, PDA)、5G网络或未来演进网络中的终端设备等。
本申请中的通信设备也可以是一种部署在无线接入网用以提供无线通信功能的设备,包括但不限于:基站(例如:BTS(Base Transceiver Station,BTS),节点B(NodeB,NB),演进型基站B(Evolutional Node B,eNB或eNodeB),NR系统中的传输节点或收发点(transmission reception point,TRP或者TP)或者下一代节点B(generation nodeB,gNB),未来通信网络中的基站或网络设备)、中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备,无线保真 (Wireless-Fidelity,Wi-Fi)的站点、无线回传节点、小站、微站等等。
请一并参见图2a至图2c,图2a是本发明实施例提供的一种射频前端装置的正面示意图,射频前端装置包括射频电路、双极化天线和射频电路板,射频电路和双极化天线设置在射频电路板上,双极化天线为平面天线,双极化天线的天线平面为该双极化天线的上表面所在的平面。双极化天线包括H面喇叭天线和平面端射天线(图2a中未画出),H面喇叭天线的极化方向垂直于双极化天线的天线平面,例如图2a所示,H面喇叭天线的极化方向垂直于天线平面且向内。平面端射天线为极化方向平行于天线平面的天线,例如:平面端射天线包括但不限于Vivaldi天线、平面八木天线、平面对数周期天线等,本实施例中的平面端射天线平行于双极化天线的天线平面,天线平面同时平行于射频电路板,例如图2a所示,双极化天线的形状为矩形,平面端射天线平行于双极化天线的天线平面且垂直于双极化天线的底边。双极化天线的最大辐射方向为天线方向图中主瓣的方向,本实施例中的双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面,且最大辐射方向垂直于H面喇叭天线的极化方向和平面端射天线的方向,例如图2a所示双极化天线的形状为矩形,双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面且垂直于平面端射天线的极化方向和H面喇叭天线的极化方向,同时最大辐射方向垂直于双极化天线的右侧边。
其中,射频电路用于发送生成的电磁波信号以及处理接收到的电磁波信号,为了降低双极化天线对射频电路的干扰,射频电路位于双极化天线的最大辐射方向的后面,例如:射频电路的形状为矩形,双极化天线的最大辐射方向平行于射频电路板,且垂直于双极化天线的右侧边,则射频电路和双极化方向的左侧边相邻。
根据本发明的实施例中,双极化天线为包括H面喇叭天线和平面天线,双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面,且最大辐射方向和两个极化方向正交,由此射频电路和双极化天线可以设置于同一射频电路板上,避免现有的射频前端装置中引入天线互连接口存在的高损耗、空间不足和工艺要求高的问题。
参见图2b,为本发明实施例提供的一种射频前端装置的侧面示意图,在本发明实施例中,该射频前端装置包括具有多层结构的射频电路板,每层电路板上设置有1个射频电路和1个双极化天线,多个双极化天线构成天线阵列。天线阵列中不同的双极化天线之间具有相同的极化方向和最大辐射方向,每个双极化天线的两个极化方向以及最大辐射方向之间的位置关系可参照图2a的描述,此处不再赘述。
在本发明实施例中,通过多层结构的电路板使多个双极化天线以阵列的形式布局在射频前端模块,在实现低剖面的特性的同时,又能保证高增益特性而且天线阵列可以构成相控阵进行角度扫描。
参见图2c,为本发明实施例提供的一种射频前端装置的正面示意图,在本发明实施例中,该射频前端装置包括、射频电路板、以及设置于射频电路板上的射频电路和4个双极化天线, 4个双极化天线分布在射频电路的四周,4个双极化天线均为平面天线。其中,位于射频电路上侧的双极化天线1,位于射频电路右侧的为双极化天线2,位于射频电路下侧的双极化天线 3,位于射频电路左侧的为双极化天线4。其中,各个双极化天线的极化方向和最大辐射方向之间的位置关系可参照图2a的描述,此处不再赘述。需要说明的是,相对的两个双极化天线的最大辐射方向相反,例如:相对的双极化天线1和双极化天线3的最大辐射方向相反,相对的双极化天线2和双极化天线4的最大辐射方向相反,且4个极化天线的最大辐射方向以射频电路为中心向外发散。
可选的,射频电路的形状为矩形,双极化天线1的最大辐射方向垂直于射频电路的顶边,双极化天线3的最大辐射方向垂直于射频电路的底边,双极化天线2的最大辐射方向垂直于射频电路的右边,双极化天线4的最大辐射方向垂直于射频电路的左边。终端设备中的控制单元可通过控制1个或多个双极化天线的开启或关闭来实现全向辐射或角度扫描等功能。
请一并参见图3a至图3c,为本发明实施例提供的一种双极化天线的结构示意图,在本发明实施例中,双极化天线包括H面喇叭天线和平面端射天线,H面喇叭天线包括第一馈电部、金属过孔阵列V1、金属地板G1和金属地板G2。双极化天线包括第二馈电部和辐射贴片R1。
其中,双极化天线的天线平面平行于金属地板G1和金属地板G2。金属过孔阵列V1包括两个相对放置的第一金属过孔队列和第二金属过孔队列,可选的,第一金属过孔队列和第二金属过孔队列平行;或第一金属过孔队列和第二金属过孔队列之间的距离呈线性逐渐增大;或者第一金属过孔队列和第二金属过孔队列之间的距离先保持不变再呈线性逐渐增大。金属过孔阵列V1包括多个金属过孔,金属过孔阵列V1位于金属地板G1和金属地板G1之间,每个金属过孔的顶端连接金属地板G1且每个金属过孔的底端连接金属地板G2。第一金属过孔队列、第二金属过孔队列、金属地板G1和金属地板G1构成1个波导腔体,第一金属过孔队列和第二金属过孔队列作为该波导腔体的两个侧壁,金属地板G1作为该波导腔体的顶面,金属地板G2作为该波导腔体的底面。第一馈电部用于给该波导腔体进行馈电,激励上述的波导腔体产生电磁波信号。辐射贴片平行于金属地板G1和金属地板G2,第二馈电部用于给辐射贴片R1馈电,激励辐射贴片产生电磁波信号。
可选的,参见图3b所示的双极化天线的侧面示意图,双极化天线还包括:介质板L1、介质板L2、馈电层F1和馈电层F2。其中,天线平面可以为馈电层F1。根据从上到下的顺序,各层之间的位置关系为:馈电层F1、金属地板G1、介质板L1、馈电层F2、介质板L2、金属地板G2。介质板L1和介质板L2可以由多层介质板贴合而成,介质板L1和介质板L2可以采用相同的介质材料,馈电层F1和馈电层F2也可以由介质材料组成。其中,介质板L1设置于金属地板G1的下表面,馈电层F1设置于金属地板G1的上表面,可选的,介质板L1 完全覆盖金属地板G1的下表面,馈电层F1完全覆盖金属地板G1的上表面。介质板L2设置于金属地板G2的上表面,例如:介质板L2完全覆盖于金属地板G2的上表面。辐射贴片R1 贴合于介质板L2的上表面,且辐射贴片R1未完全覆盖介质板L2,第二馈电部设置于介质板 L1的下表面。馈电层F2位于第二辐射部和辐射贴片R1之间,可选的,馈电层F2的形状和大小与介质板L1介质板L2相同。可选的,参见图3b所示,平面端射天线为Vivlaldi天线,由于辐射贴片R1未完全覆盖介质板L2,介质板L2未覆盖辐射贴片R1的区域包括两个相互连通的矩形区域和喇叭形区域,双极化天线的最大辐射方向垂直于喇叭形区域的喇叭口。
进一步可选的,第一馈电部包括微带线S1和馈电探针V2,微带线S1和馈电探针V2连接,微带线S1覆盖于馈电层F1的上表面,馈电层F1至金属地板G2设置有1个垂直的贯穿孔,馈电探针V2设置于该贯穿孔内。平面端射天线为Vivlaldi天线,微带线S2覆盖于馈电层F2的上表面,且微带线S2位于波导腔体内,微带线S2激励辐射贴片R1产生极化方向平行于辐射方向;可选的,微带线S1包括两个垂直的走线。
根据上述的实施例,双极化天线为平面天线,双极化天线包括基于SIW的H面喇叭天线和Vivlaldi天线,双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面且垂直于喇叭口,H面喇叭天线的极化方向垂直于天线平面且垂直于最大辐射方向,Vivlaldi天线的极化方向平行于天线平面且垂直于最大辐射方向,这样射频电路可以设置在双极化天线的最大辐射方向的反方向上且与双极化天线位于同一电路板上,实现低剖面的特性,射频电路和双极化天线之间无需通过互连插头连接,减少了插入损耗和降低了装配难度。
参见图4a至图4c,为本发明实施例提供的一种双极化天线的另一结构示意图,在本发明实施例中,所述双极化天线包括H面喇叭天线和平面端射天线,H面喇叭天线包括金属过孔阵列V1、金属地板G1、金属地板G2和第一馈电部,平面端射天线包括第二馈电部和辐射贴片R1。双极化天线的天线平面平行于金属地板G1和金属地板G2。
其中,金属地板G1和金属地板G2平行,金属地板G1和金属地板G2之间设置有金属过孔阵列V1,金属过孔阵列V1包括三个呈半包围矩形的金属过孔阵列,金属过孔阵列V1 位于金属地板G1和金属地板G2之间,金属过孔阵列V1包括多个垂直于金属地板G1和金属地板G2的金属过孔,每个金属过孔的顶端连接金属地板G1且每个金属过孔的底端连接金属地板G2,金属地板G1、金属地板G2和金属过孔阵列V1构成波导腔体,过孔阵列作为该波导腔体的侧壁,金属地板G1作为该波导腔体的顶面,金属地板G2作为该波导腔体的底面。第一馈电部用于给该波导腔体馈电,激励波导腔体产生电磁波信号,产生的电磁波信号的极化方向垂直于天线平面。辐射贴片R1平行于金属地板G1和金属地板G2,第二馈电部用于给辐射贴片R1馈电,激励辐射贴片R1产生电磁波信号。
可选的,参见图4b所示,图4b为双极化天线的侧面示意图,双极化天线还包括介质板 L1和介质板L2。其中,双极化天线的天线平面为介质板L1,介质板L1位于金属地板G1的上层,介质板L2位于金属地板G1和金属地板G2之间,且介质板L2上设置有多个供金属过孔阵列V1通过的贯穿孔。
进一步可选的,参见图4c所示,图4c为双极化天线的正面示意图,第一馈电部包括微带线S1和馈电探针V2,介质板L1的上表面设置有一个贯穿孔,馈电探针V2位于该贯穿孔内。平面端射天线为八木天线,第二馈电部包括微带线S2,微带线S2可以为S形走线,辐射贴片R1设置于介质板L1的上表面,其中辐射贴片R1可包括多个平行于H面喇叭天线的喇叭口的金属贴片。
综上所述,通过实施本发明实施例,双极化天线为平面天线,双极化天线包括基于SIW 的H面喇叭天线和八木天线,双极化天线的最大辐射方向平行于天线平面且垂直于喇叭口, H面喇叭天线的极化方向垂直于天线平面且垂直于最大辐射方向,八木天线的极化方向平行于天线平面且垂直于最大辐射方向,这样射频电路可以设置在双极化天线的最大辐射方向的反方向上且与双极化天线位于同一电路板上,实现低剖面的特性,射频电路和双极化天线之间无需通过互连插头连接,减少了插入损耗和降低了装配难度。另外,本实施例双极化天线不需要引入馈电层,降低了天线的厚度。
参见图5a至图5d所示,为本发明实施例的双极化天线的电场方向图,本发明实施例中双极化天线设置一个三维坐标系,天线平面平行于YOZ平面,图5a表示H面喇叭天线在XOZ平面的电场方向图,图5b表示H面喇叭天线在YOZ平面的电场方向图;图5c表示平面端射天线在XOZ平面的电场方向图,图5d表示平面端射天线在YOZ平面的电场方向图
可以看出H面喇叭天线和平面端射天线的最大辐射方向均为+Z轴方向,最大辐射方向平行于天线平面(即YOZ平面)。H面喇叭天线的最大电场方向为X轴方向,垂直于天线平面,实现了一个方向上的极化(例如:垂直极化),平面端射天线的最大电场方向为Y轴方向,平行于天线平面,实现了与H面喇叭天线的极化方向正交的另一个方向上的极化(例如:水平极化)。
以上所述的实施方式中,以及结构示意图或者仿真示意图仅为示意性说明本发明的技术方案,其中的尺寸比例、仿真数值并不构成该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双极化天线,其特征在于,包括:H面喇叭天线和平面端射天线;其中,
所述双极化天线为平面天线,所述H面喇叭天线的极化方向垂直于所述双极化天线的天线平面,所述平面端射天线的极化方向平行于所述天线平面,所述H面喇叭天线的极化方向垂直于所述平面端射天线的极化方向,所述双极化天线的最大辐射方向平行于所述天线平面,且所述双极化天线的最大辐射方向垂直于所述H面喇叭天线的极化方向和所述平面端射天线的极化方向;
其中,所述H面喇叭天线包括:第一馈电部、金属过孔阵列、第一金属地板和第二金属地板;其中,所述金属过孔阵列包括第一金属过孔队列和第二金属过孔队列,所述第一金属地板和所述第二金属地板平行于所述天线平面;所述第一金属地板平行于所述第二金属地板,所述金属过孔阵列位于所述第一金属地板和所述第二金属地板之间;所述金属过孔阵列中每个金属过孔的顶端与所述第一金属地板电连接,且每个金属过孔的底端与所述第二金属地板连接;所述第一金属过孔阵列和所述第二金属过孔阵列垂直于所述第一金属地板和所述第二金属地板;所述第一金属地板、所述第二金属地板和所述金属过孔阵列形成一个波导腔体,所述第一馈电部用于给所述波导腔体馈电;
所述平面端射天线包括:第二馈电部和辐射贴片;所述第二馈电部用于给所述辐射贴片馈电,所述辐射贴片平行于所述第一金属地板和所述第二金属地板。
2.如权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一金属过孔阵列和所述第二金属过孔阵列之间的距离先保持不变再呈线性逐渐增大。
3.如权利要求1或2所述的天线,其特征在于,还包括:第一介质板、第二介质板、第一馈电层和第二馈电层;
其中,所述第一介质板设置于所述第一金属地板的下表面,所述第一馈电层设置于所述第一金属地板的上表面;所述第二介质板设置于所述第二金属地板的上表面,所述第二馈电层设置于所述第一介质板的下表面和所述第二介质板的上表面之间,所述辐射贴片设置于所述第二馈电层的下表面和所述第二介质板的上表面之间,所述第二馈电部设置于所述第二馈电层的上表面和所述第一介质板的下表面之间。
4.如权利要求3所述的天线,其特征在于,
所述第一馈电部包括第一微带线和馈电探针,所述第一微带线和所述馈电探针电连接;所述第一微带线设置于所述第一馈电层的上表面,所述第一馈电层的上表面设置有一个垂直于所述第一馈电层的贯穿孔,所述馈电探针位于所述贯穿孔内;
所述第二馈电部包括第二微带线,所述第一介质板的下表面和所述第二馈电层的上表面之间设置有所述第二微带线,且所述第二微带线在所述波导腔体内。
5.如权利要求4所述的天线,其特征在于,所述平面端射天线为Vivaldi天线,所述第二介质层的上表面未覆盖所述辐射贴片的区域形成相互两个连通的矩形区域和喇叭形区域,所述喇叭形区域的喇叭口与所述最大辐射方向垂直。
6.如权利要求4或5所述的天线,其特征在于,所述第二微带线包括两个相互垂直的走线。
7.如权利要求1所述的天线,其特征在于,还包括:第一介质板和第二介质板;
其中,所述第一金属地板设置于所述第一介质板的下表面和所述第二介质板的上表面之间,所述第二介质板的下表面设置有第二金属地板。
8.如权利要求7所述的天线,其特征在于,所述第一馈电部包括第一微带线和馈电探针,所述第一微带线设置于所述第一介质板的上表面,所述第一微带线和所述馈电探针电连接,所述第一介质板的上表面设置有一个贯穿孔,所述馈电探针位于所述贯穿孔内;所述第二馈电部包括第二微带线,所述第二微带线和所述辐射贴片设置于所述第一介质板上。
9.一种射频前端装置,其特征在于,包括:射频电路板、射频电路和如权利要求1-8任意一项所述的双极化天线;其中,所述双极化天线和所述射频电路设置于所述射频电路板上,所述双极化天线的天线平面平行于所述射频电路板。
10.一种通信设备,其特征在于,所述通信设备包括如权利要求9所述的射频前端装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112106257B (zh) * 2018-05-10 2024-06-07 株式会社Kmw 双极化天线以及天线阵列
CN112151958A (zh) * 2020-09-25 2020-12-29 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种平面端射圆极化天线
CN112701455B (zh) * 2020-11-23 2023-03-28 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) 一种大倍频程超宽角扫描相控阵天线
CN112787102B (zh) * 2020-12-29 2022-09-23 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 采用半开放式siw喇叭天线作馈源的平面伦伯透镜天线
CN112993592B (zh) * 2021-02-08 2023-06-09 维沃移动通信有限公司 天线封装模组及电子设备
CN114914666B (zh) * 2021-02-10 2024-03-26 华为技术有限公司 一种天线及电子设备
CN113540778B (zh) * 2021-07-02 2022-11-22 西南交通大学 一种超表面覆盖的垂直极化平面宽带端射天线
CN113794049B (zh) * 2021-08-09 2023-05-30 北京交通大学 基于多层层叠型介质集成波导的三维基片集成天线
CN113922051B (zh) * 2021-11-03 2023-05-26 西安邮电大学 一种具有自解耦特性的宽带mimo天线
CN116759816B (zh) * 2023-01-13 2023-10-27 安徽大学 基于基片集成波导的双频双极化天线
CN116938276B (zh) * 2023-09-14 2023-12-22 成都锐芯盛通电子科技有限公司 一种双极化多通道相控阵sip模块

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103618145A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 东南大学 薄基片准八木平面喇叭天线
CN106299618A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 四川中测微格科技有限公司 一种基片集成波导平面端射圆极化天线

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672384A (en) * 1984-12-31 1987-06-09 Raytheon Company Circularly polarized radio frequency antenna
US6538614B2 (en) * 2001-04-17 2003-03-25 Lucent Technologies Inc. Broadband antenna structure
US7808439B2 (en) * 2007-09-07 2010-10-05 University Of Tennessee Reserch Foundation Substrate integrated waveguide antenna array
US9142889B2 (en) * 2010-02-02 2015-09-22 Technion Research & Development Foundation Ltd. Compact tapered slot antenna
CN202121061U (zh) * 2011-04-29 2012-01-18 刘建江 辐射单元及辐射阵列
CN102255144B (zh) * 2011-04-29 2015-04-22 刘建江 辐射单元、辐射阵列及加工成型方法
US8422540B1 (en) * 2012-06-21 2013-04-16 CBF Networks, Inc. Intelligent backhaul radio with zero division duplexing
US9203159B2 (en) * 2011-09-16 2015-12-01 International Business Machines Corporation Phased-array transceiver
CN113097746B (zh) * 2014-10-20 2024-08-23 株式会社村田制作所 无线通信模块
KR20180002596A (ko) * 2015-03-03 2018-01-08 더 거버먼트 오브 더 유나이트 스테이츠 오브 아메리카 애즈 레프리젠티드 바이 더 씨크리터리 오브 더 네이비 저 교차 편파 10-대역폭 초 광대역 안테나 소자 및 어레이
US10516201B2 (en) * 2016-04-11 2019-12-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless communication system including polarization-agile phased-array antenna
CN106450702B (zh) * 2016-11-23 2019-10-18 上海无线电设备研究所 一种宽带双线极化锥削槽天线
CN107369887A (zh) * 2017-06-28 2017-11-21 山东航天电子技术研究所 一种高倍频程双极化Vivaldi天线
US10484038B1 (en) * 2019-06-27 2019-11-19 Psemi Corporation Phased array transceiver with built-in phase interferometer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103618145A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 东南大学 薄基片准八木平面喇叭天线
CN106299618A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 四川中测微格科技有限公司 一种基片集成波导平面端射圆极化天线

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