CN114583429B - 波导转换结构、波导馈电网络及天线系统 - Google Patents

Abstract

一种波导转换结构，包括：第一波导和第二波导。第一波导和第二波导相互垂直且相交，在第一波导和第二波导相交形成的至少一个拐角处设置至少一个圆台。第一波导和第二波导分别为E面波导和H面波导。

Description

波导转换结构、波导馈电网络及天线系统

技术领域

本文涉及但不限于通信技术领域，尤指一种波导转换结构、波导馈电网络及天线系统。

背景技术

波导结构是目前微波毫米波电路中常用的电路结构之一，波导结构具有差损小、功率容量高、封闭性高的特点，电磁能量完全被束缚在波导通道内，从而降低了微波信号泄露，避免干扰其他通信系统，提高通信系统的电磁兼容性。在实际应用中，经常需要将E面波导与H面波导转换使用。目前最常用的E面波导到H面波导的过渡结构为扭波导。扭波导又称波导扭转接头，其两端的宽边和窄边的方向互换90度，当电磁波通过扭波导时，极化方向改变90度，而传播方向不变。扭波导的长度较长、体积过大，不适用于紧凑的波导结构，不利于系统集成。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本公开实施例提供了一种波导转换结构、波导馈电网络以及天线系统。

一方面，本公开实施例提供一种波导转换结构，包括：第一波导和第二波导。第一波导和第二波导相互垂直且相交。在所述第一波导和第二波导相交形成的至少一个拐角处设置至少一个圆台。所述第一波导和第二波导分别为E面波导和H面波导。

在一些示例性实施方式中，所述第一波导和第二波导的部分表面共面。

在一些示例性实施方式中，在所述第一波导和第二波导的共面表面之间形成的多个拐角具有一个交叠顶点；所述至少一个圆台的轴经过所述交叠顶点，且所述交叠顶点位于所述至少一个圆台的第一底面。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台的轴垂直于所述第一波导的传输端面，或者，垂直于所述第二波导的传输端面，或者，平行于所述第一波导的传输端面的宽边，或者，平行于所述第二波导的传输端面的宽边。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台的第一底面的半径等于第二底面的半径。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台的第一底面的半径小于第二底面的半径。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台的第一底面的半径大于第二底面的半径。

在一些示例性实施方式中，在所述第一波导和第二波导的至少一个拐角处设置相连的第一圆台和第二圆台；所述交叠顶点位于所述第一圆台的第一底面。所述第一圆台和第二圆台的轴重合，所述第一圆台的第二底面和第二圆台的第一底面重合；所述第一圆台的第一底面的半径等于所述第二圆台的第二底面的半径，且大于所述第一圆台的第二底面的半径。

在一些示例性实施方式中，所述第一波导和第二波导均为矩形波导，或者，均为基片集成波导。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台为四分之一圆台。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台的高度小于所述第一波导的传输端面的宽边长度或者所述第二波导的传输端面的宽边长度。

在一些示例性实施方式中，所述至少一个圆台的第一底面和第二底面的半径均小于其中，b1为所述第一波导的传输端面的窄边长度，b2为所述第二波导的传输端面的窄边长度。

另一方面，本公开实施例提供一种波导馈电网络，包括：多个如上所述的波导转换结构以及多个E面T型功分器；所述多个E面T型功分器级联后与所述多个波导转换结构连接。

在一些示例性实施方式中，所述多个E面T型功分器级联形成E-T功分网络，所述E-T功分网络的最后一级的每个E面T型功分器的两个输出端口分别连接一个波导转换结构。

另一方面，本公开实施例提供一种天线系统，包括：辐射层以及上所述的波导馈电网络，所述波导馈电网络与所述辐射层耦合连接。

在一些示例性实施方式中，所述辐射层包括：阵列化排布的圆极化贴片天线；所述圆极化贴片天线与所述波导馈电网络的波导转换结构一一对应。

在阅读理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开的技术方案的限制。附图中一个或多个部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。

图1为本公开至少一实施例的波导转换结构的示意图；

图2为本公开至少一实施例的波导转换结构的示意图；

图3A和图3B为本公开至少一实施例的波导转换结构的仿真结果示意图；

图4为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图；

图5为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图；

图6为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图；

图7为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图；

图8A为本公开至少一实施例的波导馈电网络的俯视图；

图8B为本公开至少一实施例的波导馈电网络的仰视图；

图9为本公开至少一实施例的天线系统的局部剖面图；

图10为本公开至少一实施例的天线系统的俯视图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范围的条件下被变换为一种或多种形式。因此，本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了一个或多个构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中多个部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。

本公开中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。本公开中的“多个”表示两个或两个以上的数量。

在本公开中，为了方便起见，使用“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词句以参照附图说明构成要素的位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。构成要素的位置关系根据描述构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于在说明书中说明的词句，根据情况可以适当地更换。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本公开中的含义。

在本公开中，“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有一种或多种功能的元件等。

在本公开中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态，因此，可以包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态，因此，可以包括85°以上且95°以下的角度的状态。

本公开中的“约”，是指不严格限定界限，允许工艺和测量误差范围内的数值。

本公开至少一实施例提供一种波导转换结构，包括：第一波导和第二波导；第一波导和第二波导相互垂直且相交。在第一波导和第二波导相交形成的至少一个拐角处设置有至少一个圆台。第一波导和第二波导分别为E面波导和H面波导。在一些示例中，第一波导为E面波导，具有E面传输通道；第二波导为H面波导，具有H面传输通道。或者，第一波导为H面波导，具有H面传输通道；第二波导为E面波导，具有E面传输通道。然而，本实施例对此并不限定。

在本公开中，拐角表示两个平面相交形成的拐弯位置。

本示例性实施例提供的波导转换结构，通过将E面波导和H面波导垂直相交设置，实现波导传输的电磁波的传输方向发生90度旋转，使得波导转换结构具有紧凑结构；通过在E面波导和H面波导相交形成的至少一个拐角处设置至少一个圆台，实现波导传输的电磁波的电场极化方向发生90度旋转，实现E面与H面转换。

在一些示例性实施方式中，第一波导和第二波导的部分表面共面。例如，第一波导和第二波导为矩形波导，第一波导和第二波导分别具有三个共面表面。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，在第一波导和第二波导的共面表面之间形成的多个拐角具有一个交叠顶点。至少一个圆台的轴经过该交叠顶点，且该交叠顶点位于至少一个圆台的第一底面。在一些示例中，第一波导具有输入端和输出端，第二波导具有输入端和输出端；第一波导和第二波导垂直设置，使得第一波导的输出端和第二波导的输入端相互交叠，并具有一个交叠顶点。在第一波导的输出端和第二波导的输入端的交叠部分挖去一部分形成至少一个圆台，至少一个圆台的轴经过该交叠顶点，且该交叠顶点位于至少一个圆台的第一底面。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台的轴经过交叠顶点，且垂直于第一波导的传输端面，或者，垂直于第二波导的传输端面，或者，平行于第一波导的传输端面的宽边，或者，平行于第二波导的传输端面的宽边。例如，第一波导和第二波导均为矩形波导，第一波导和第二波导的传输端面均为矩形，则在第一波导和第二波导的至少一个拐角处设置的至少一个圆台的轴可以经过第一波导和第二波导的交叠顶点，且垂直于第一波导的传输端面或第二波导的传输端面。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台的第一底面的半径等于第二底面的半径。其中，圆台具有相互平行的第一底面和第二底面，第一波导和第二波导的交叠顶点可以位于圆台的第一底面内，圆台的第一底面和第二底面的尺寸相同。圆台的轴与第二底面的交点可以位于第一波导或第二波导的经过该交叠顶点的一条边上。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台的第一底面的半径小于第二底面的半径。换言之，圆台的第一底面的尺寸小于第二底面的尺寸。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台的第一底面的半径大于第二底面的半径。

在一些示例性实施方式中，在第一波导和第二波导的至少一个拐角处设置相连的第一圆台和第二圆台。第一波导和第二波导的交叠顶点位于第一圆台的第一底面。第一圆台和第二圆台的轴重合，第一圆台的第二底面和第二圆台的第一底面重合。第一圆台的第一底面的半径等于第二圆台的第二底面的半径，且大于第一圆台的第二底面的半径。其中，第一圆台的第二底面的半径与第二圆台的第一底面的半径相同。然而，本实施例对此并不限定。例如，第一圆台的第一底面的半径可以小于或大于第二圆台的第二底面的半径，且第一圆台的第一底面的半径和第二圆台的第二底面的半径均大于第一圆台的第二底面的半径。

在一些示例性实施方式中，第一波导和第二波导均为矩形波导，或者，均为基片集成波导(SIW，Substrate Integrated Waveguide)。矩形波导通常指由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气介质的规则金属波导。例如，第一波导和第二波导的尺寸可以相同。然而，本实施例对于第一波导和第二波导的类型并不限定。例如，第一波导可以为矩形波导，第二波导可以为SIW；或者，第一波导为SIW，第二波导为矩形波导。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台为四分之一圆台。在一些示例中，第一波导和第二波导为矩形波导，第一波导和第二波导相交形成的至少一个拐角为90度，设置在该拐角处的圆台即为四分之一圆台。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台的高度小于第一波导的传输端面的宽边长度或者第二波导的传输端面的宽边长度。

在一些示例性实施方式中，至少一个圆台的第一底面和第二底面的半径均小于其中，b1为第一波导的传输端面的窄边长度，b2为第二波导的传输端面的窄边长度。

下面通过多个示例对本实施例的波导转换结构进行说明。下述示例中以第一波导和第二波导均为矩形波导为例进行说明。

图1和图2为本公开至少一实施例的波导转换结构的示意图。在一些示例中，图1为本公开至少一实施例的波导转换结构的前视图，图2为本公开至少一实施例的波导转换结构的后视图。在一些示例性实施方式中，如图1和图2所示，本示例性实施方式提供的波导转换结构包括：第一波导11和第二波导12。第一波导11和第二波导12相互垂直且相交。

在一些示例中，如图1所示，第一波导11和第二波导12分别为E面波导和H面波导。例如，第一波导具有E面传输通道，第二波导具有H面传输通道。或者，第一波导具有H面传输通道，第二波导具有E面传输通道。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例中，如图1和图2所示，第一波导11具有两个相互平行的第一传输端面110，以及连接在两个第一传输端面110之间的两个第一侧面113和两个第二侧面114。第一传输端面110包括窄边112和宽边111。两个第一侧面113相互平行，且与两个第一传输端面110的宽边111共边；两个第二侧面114相互平行，且与两个第一传输端面110的窄边112共边。第二波导12具有两个相互平行的第二传输端面120，以连接在两个第二传输端面120之间的两个第三侧面123和两个第四侧面124。第二传输端面120包括窄边122和宽边121。两个第三侧面123相互平行，且与两个第二传输端面120的宽边121共边；两个第四侧面124相互平行，且与两个第二传输端面120的窄边122共边。

在一些示例中，如图1和图2所示，第一波导11和第二波导12垂直相交。第二波导12的一个第二传输端面120与第一波导11的一个第二侧面114共面，第二波导12的一个第三侧面123与第一波导11的一个第一传输端面110共面，第二波导12的一个第四侧面124与第一波导11的一个第一侧面113共面。由于第二波导12的第三侧面123与第一波导11的第一传输端面110共面，且第二波导12的第四侧面124与第一波导11的第一侧面113共面，在第一波导11的第一侧面113和第二波导12的第三侧面123之间形成一个第一拐角。由于第二波导12的第三侧面123与第一波导11的第一传输端面110共面，且第二波导12的第二传输端面120与第一波导11的第二侧面114共面，在第一波导10的第二侧面114与第二波导12的第三侧面123之间形成一个第二拐角。由于第二波导12的第二传输端面120与第一波导11的第二侧面114共面，且第二波导12的第四侧面124与第一波导11的第一侧面113共面，在第一波导11的第一侧面113与第二波导12的第二传输端面120之间形成一个第三拐角。在本示例中，第一波导11和第二波导12垂直相交形成三个拐角(即第一拐角、第二拐角、第三拐角)，且这三个拐角具有一个交叠顶点P。

在一些示例中，如图1所示，第一波导11和第二波导12为尺寸相同的矩形波导。第一波导11的第一传输端面110为矩形，第二波导12的第二传输端面120为矩形。其中，第一波导11的第一传输端面110的宽边111和第二波导12的第二传输端面120的宽边121的长度相同，第一波导11的第一传输端面110的窄边112和第二波导12的第二传输端面120的窄边122的长度相同。然而，本实施例对此并不限定。例如，第一波导的第一传输端面的尺寸和第二波导的第二传输端面的尺寸可以不同。

在一些示例中，第一波导11的不与第二波导12共面的第一传输端面110可以作为输入端口，第二波导12的不与第一波导11共面的第二传输端面120可以作为输出端口。然而，本实施例对此并不限定。例如，第一波导的不与第二波导共面的传输端面可以作为输出端口，第二波导的不与第一波导共面的传输端面可以作为输入端口。

在一些示例中，如图1所示，第一波导11的第一传输端面110的宽边111与第二波导12的第二传输端面120的宽边121相互垂直，第一波导11的第一传输端面110的窄边112与第二波导12的第二传输端面120的窄边122相互垂直。在本示例性实施方式中，通过将第一波导和第二波导垂直相交设置，且第一波导的传输端面的宽边和窄边分别与第二波导的传输端面的宽边和窄边垂直，可以实现电磁波的传播方向90度的旋转。

在一些示例中，如图1和图2所示，在第一波导11和第二波导12的共面表面之间形成的多个拐角具有一个交叠顶点P。第一波导11的垂直于第一传输端面110的一条边、第二波导12的垂直于第二传输端面120的一条边、以及第二波导12的平行于第二传输端面120的宽边121的一条边相交于该交叠顶点P。如图2所示，在第一波导11的第一侧面113和第二波导12的第三侧面123之间形成的第一拐角处设置有一个圆台13。由于第一波导11和第二波导12之间的第一拐角为垂直拐角，即第一波导11的第一侧面113垂直于第二波导12的第三侧面123，则在第一拐角处形成的圆台13为四分之一圆台。圆台13的轴130经过交叠顶点P，且垂直于第二波导12的第二传输端面120。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例中，如图1和图2所示，圆台13包括相互平行的第一底面131和第二底面132。交叠顶点P位于第一底面131内，且交叠顶点P为第一底面131的顶点(即圆台的轴与第一底面的交点)。第二底面132的顶点(即圆台的轴与第二底面的交点)位于经过交叠顶点P且垂直于第二波导12的第二传输端面120的一条边上。第一底面131和第二底面132均平行于第二波导12的第二传输端面120。在本示例中，圆台13的第一底面131和第二底面132的半径相同。通过在第一波导和第二波导的垂直拐角处形成四分之一圆台可以使得电磁波的传输电场的极化方向发生90度旋转，以实现E面至H面的转换。

在一些示例中，如图1和图2所示，圆台13的高度为第一底面131与第二底面132之间的垂直距离。圆台13的高度可以小于第一波导11的第一传输端面110的宽边111的长度。圆台13的第一底面131和第二底面132的半径相同，且均小于其中，b1为第一波导11的第一传输端面110的窄边112的长度，b2为第二波导12的第二传输端面120的窄边122的长度。

本示例性实施方式提供的波导转换结构，通过在上述圆台的高度范围和半径范围内进行调节，可以实现具有较宽工作带宽、较小的带宽内传输损耗。

图3A和图3B为本公开至少一实施例的波导转换结构的仿真结果示意图。图3A和图3B为针对图1和图2所示的波导转换结构的仿真结果示意图。其中，第一波导和第二波导可以采用BJ120标准波导，即，第一波导和第二波导的频率范围约为9.84GHz至15.0GHz，且传输端面(例如，第一传输端面110和第二传输端面120)的尺寸约为19.05mm*9.525mm。在本示例中，第一波导和第二波导的第一拐角处形成的四分之一圆台的第一底面和第二底面的半径约为8.5mm，四分之一圆台的高度约为5.5mm。图3A为本示例性实施例的波导转换结构的S11端口和S22端口的仿真结果示意图。如图3A所示，本示例性实施例的波导转换结构的S11端口和S22端口的仿真曲线相同。可见，波导转换结构具有较宽的工作带宽，且在工作带宽范围内输入端口和输出端口的回波损耗均小于-19dB。图3B为本示例性实施例的波导转换结构的S21端口的仿真结果示意图。如图3B所示，本示例性实施例的波导转换结构在整个评估带宽内的传输损耗小于0.07dB，可见，本示例性实施例的波导转换结构的损耗极小。由此可见，本示例性实施例提供的波导转换结构具有极宽的工作带宽、较小的带宽内传输损耗，具有良好的传输性能。

本示例性实施方式提供的波导转换结构具有结构简单、整体结构紧凑的特点。在第一波导和第二波导的垂直交叠部分引入一个四分之一圆台，使得传输电场的极化方向发生90度的旋转，从而实现E面H面转换；而且，第一波导和第二波导垂直相交设置使得电磁波的传播方向也发生90度旋转，实现紧凑结构。

图4为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图。图4可以为本公开至少一实施例的波导转换结构的后视图。图4所示的波导转换结构的前视图可以如图1所示。在一些示例性实施方式中，如图1和图4所示，本示例性实施方式提供的波导转换结构可以包括：相互垂直相交的第一波导11和第二波导12。在第一波导11的第一侧面113和第二波导12的第三侧面123形成的第一拐角处形成有一个圆台13。在第一波导11和第二波导12的共面表面形成的三个拐角具有一个交叠顶点P。圆台13的轴130经过交叠顶点P，且垂直于第二波导12的第二传输端面120。第一波导11的第一侧面113垂直于第二波导12的第三侧面123，第一拐角为垂直拐角，第一拐角处设置的圆台13为四分之一圆台。圆台13包括相互平行的第一底面131和第二底面132。交叠顶点P位于第一底面131内且为第一底面131的顶点。第二底面132的顶点位于经过交叠顶点P且垂直于第二波导12的第二传输端面120的一条边上。第一底面131和第二底面132均平行于第二波导12的第二传输端面120。圆台13的第一底面131的半径大于第二底面132的半径。

关于本实施例的波导转换结构的其他说明可以参照上一实施例的描述，故于此不再赘述。

图5为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图。图5可以为本公开至少一实施例的波导转换结构的后视图。图5所示的波导转换结构的前视图可以如图1所示。在一些示例性实施方式中，如图1和图5所示，本示例性实施方式提供的波导转换结构可以包括：相互垂直相交的第一波导11和第二波导12。在第一波导11的第一侧面113和第二波导12的第三侧面123形成的第一拐角处设置有一个圆台13。在第一波导11和第二波导12的共面表面形成的三个拐角具有一个交叠顶点P。第一波导11的第一侧面113垂直于第二波导12的第三侧面123，第一拐角为垂直拐角，第一拐角处设置的圆台13为四分之一圆台。圆台13的轴130经过交叠顶点P，且垂直于第二波导12的第二传输端面120。圆台13包括相互平行的第一底面131和第二底面132。交叠顶点P位于第一底面131内且为第一底面131的顶点。第二底面132的顶点位于经过交叠顶点P且垂直于第二波导12的第二传输端面120的一条边上。第一底面131和第二底面132均平行于第二波导12的第二传输端面120。圆台13的第一底面131的半径小于第二底面132的半径。

关于本实施例的波导转换结构的其他说明可以参照前述实施例的描述，故于此不再赘述。

图6为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图。图6可以为本公开至少一实施例的波导转换结构的后视图。图6所示的波导转换结构的前视图可以如图1所示。在一些示例性实施方式中，如图1和图6所示，本示例性实施方式提供的波导转换结构可以包括：相互垂直相交的第一波导11和第二波导12。在第一波导11和第二波导12的垂直拐角处设置有相连的第一圆台13和第二圆台14。在第一波导11的第一侧面113和第二波导12的第三侧面123形成的第一拐角处设置有相连的第一圆台13和第二圆台14。第一波导11和第二波导12的共面表面形成的三个拐角具有一个交叠顶点P。第一波导11的第一侧面113垂直于第二波导12的第三侧面123，第一拐角为垂直拐角，第一拐角处设置的第一圆台13和第二圆台14为四分之一圆台。第一圆台13的轴130和第二圆台14的轴140重合，均经过交叠顶点P，且垂直于第二波导12的第二传输端面120。第一圆台13包括相互平行的第一底面131和第二底面132。第二圆台14包括相互平行的第一底面141和第二底面142。交叠顶点P位于第一圆台13的第一底面131内且为第一底面131的顶点。第一圆台13的第二底面132和第二圆台14的第一底面141重合，第一圆台13的第二底面132的半径与第二圆台14的第一底面141的半径相同。第一圆台13的第一底面131和第二底面132、第二圆台14的第一底面141和第二底面142均平行于第二波导12的第二传输端面120。第一圆台13的第二底面132的顶点、第二圆台14的第一底面141和第二底面142的顶点均位于经过交叠顶点P且垂直于第二波导12的第二传输端面120的一条边上。第一圆台13的第一底面131的半径和第二圆台14的第二底面142的半径相同。然而，本实施例对此并不限定。例如，第一圆台的第一底面的半径可以小于或等于第二圆台的第二底面的半径，且大于第一圆台的第二底面的半径。

在本示例中，第一圆台13和第二圆台14的总高度小于第一波导11的第一传输端面110的宽边长度。第一圆台13和第二圆台14的底面半径均小于其中，b1为第一波导11的第一传输端面110的窄边长度，b2为第二波导12的第二传输端面120的窄边长度。另外，本实施例对于第一波导和第二波导的拐角处形成的圆台数目并不限定，但是多个共轴圆台的总高度要满足小于第一波导11的传输端面的宽边长度。

关于本实施例的波导转换结构的其他说明可以参照前述实施例的描述，故于此不再赘述。

图7为本公开至少一实施例的波导转换结构的另一示意图。图7可以为本公开至少一实施例的波导转换结构的后视图。图7所示的波导转换结构的前视图可以如图1所示。在一些示例性实施方式中，如图1和图7所示，本示例性实施方式提供的波导转换结构可以包括：相互垂直相交的第一波导11和第二波导12。在第一波导11的第二侧面114和第二波导12的第三侧面123形成的第二拐角处设置有一个圆台13。第一波导11的第二侧面114垂直于第二波导12的第三侧面123，第二拐角为垂直拐角，第二拐角处设置的圆台13为四分之一圆台。在第一波导11和第二波导12的共面表面形成的三个拐角具有一个交叠顶点P。圆台13的轴130经过交叠顶点P，且平行于第二波导12的第二传输端面120的宽边。圆台的轴130经过交叠顶点P，且平行于第二波导12的垂直于第二传输端面120的一条边。圆台13包括相互平行的第一底面131和第二底面132。交叠顶点P位于第一底面131内且为第一底面131的顶点。第二底面132的顶点位于经过交叠顶点P且平行于第二波导12的第二传输端面120的宽边的一条边上。第一底面131和第二底面132垂直于第二波导12的第二传输端面120和第一波导11的第一传输端面110。圆台13的第一底面131的半径等于第二底面132的半径。然而，本实施例对此并不限定。例如，圆台的第一底面的半径可以小于或大于第二底面的半径。

在本示例中，圆台13的高度小于第二波导12的第二传输端面的宽边长度。圆台13的底面半径均小于其中，b1为第一波导11的第一传输端面的窄边长度，b2为第二波导12的第二传输端面的窄边长度。

关于本实施例的波导转换结构的其他说明可以参照前述实施例的描述，故于此不再赘述。

本公开上述实施例提供的波导转换结构仅仅是一些示例性说明。在一些示例中，圆台的轴可以经过第一波导和第二波导的交叠顶点且垂直于第一波导的传输端面，例如，在第一波导11的第一侧面113与第二波导12的第二传输端面120之间形成的第三拐角处设置四分之一圆台。在一些示例中，上述实施方式可以相互组合。例如，在第一波导和第二波导的多个拐角处，可以设置多个圆台，多个圆台的轴可以均经过交叠顶点，且其中一个圆台的轴垂直于第一波导的传输端面，其余圆台的轴可以垂直于第二波导的传输端面，换言之，在第三拐角处设置一个圆台，其余圆台设置在第三拐角处。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，本示例性实施方式提供的波导转换结构可以通过计算机数字控制(CNC，Computerized Numerical Control)设备加工金属材料(例如，铝(Al)或Al合金或其他金属)的方式制备，或者，可以通过CNC设备加工非金属材料，并通过电镀的方式制备，或者，可以通过注塑电镀的方式制备。然而，本实施例对于波导转换结构的制备方式并不限定。

本示例性实施方式提供的波导转换结构具有结构简单、紧凑、易于加工等特点。通过垂直设置第一波导和第二波导，使得电磁波传播方向发生90度旋转，可实现紧凑结构；通过在第一波导和第二波导的垂直拐角处设置四分之一圆台，可以使得电场极化方向发生90度旋转，实现E面和H面之间的转换。

本公开至少一实施例还提供一种波导馈电网络，包括：多个波导转换结构以及多个E面T型功分器。多个E面T型功分器级联后与多个波导转换结构连接。多个波导转换结构为上述实施例提供的波导转换结构。多个波导转换结构的结构可以相同。

图8A和图8B为本公开至少一实施例的波导馈电网络的结构示意图。图8A为本公开至少一实施例的波导馈电网络的俯视图，图8B为本公开至少一实施例的波导馈电网络的仰视图。在一些示例性实施方式中，如图8A和图8B所示，波导馈电网络包括多个E面T型功分器202和多个波导转换结构201。本示例中的多个波导转换结构201可以参照图1和图2所示的实施例的描述，故于此不再赘述。

如图8A所示，本示例性实施方式提供的波导馈电网络包括一个馈入端口200和16个馈出端口。多个E面T型功分器202级联形成E-T功分网络，且E-T功分网络的最后一级的每个E面T型功分器202的两个输出端口分别连接一个波导转换结构201。E-T功分网络的最后一级的每个E面T型功分器202的输出端口与波导转换结构201的E面波导的传输端面连接，波导馈电网络的馈出端口可以为波导转换结构201的H面波导的传输端面。

本示例性实施方式提供的波导馈电网络，通过使用波导转换结构，实现E面和H面转换，实现波导传播方向从沿平面转为垂直于平面方向。

本公开至少一实施例还提供一种天线系统，包括：辐射层以及波导馈电网络，波导馈电网络与辐射层耦合连接。例如，波导馈电网络通过耦合方式对辐射层进行馈电。

图9为本公开至少一实施例的天线系统的剖面图。图10为本公开至少一实施例的天线系统的俯视图。在一些示例性实施方式中，如图9所示，本示例性实施方式的天线系统包括：射频连接器SMA、波导馈电网络20以及辐射层。辐射层和波导馈电网络20设置在基板21的相对两侧。当辐射层作为接收天线使用时，辐射层接收的信号经过波导馈电网络20以特定幅度和相位进行合成以得到期望的方向图。当辐射层作为发射天线使用时，信号功率经过波导馈电网络20以特定幅度和相位分裂为多个单元信号功率辐射，形成特定的辐射方向图。

在一些示例性实施方式中，辐射层包括阵列化排布的圆极化贴片天线22。如图10所示，辐射层包括4*4阵列排布的圆极化贴片天线22。图10所示的辐射层可以与图8A和图8B所示的波导馈电网络对应，其中，圆极化贴片天线22与波导馈电网络20的波导转换结构201一一对应。

本示例性实施方式中，通过波导馈电网络给贴片天线进行馈电，可以实现较高的馈电效率，并保持较低的剖面(即沿垂直于基板方向的物理尺寸较低)。

本公开至少一实施例还可以提供一种电子装置，包括如上所述的天线系统。例如，电子装置可以为：智能电话、导航装置、游戏机、电视(TV)、车载音响、平板计算机、个人多媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)等任何具有通信功能的产品或部件。然而，本实施例对此并不限定。

本公开中的附图只涉及本公开涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本公开的权利要求的范围当中。

Claims (13)

1.一种波导转换结构，其特征在于，包括：

第一波导和第二波导；所述第一波导和第二波导相互垂直且相交；在所述第一波导和第二波导相交形成的至少一个拐角处设置至少一个圆台；所述第一波导和第二波导分别为E面波导和H面波导；

所述第一波导和第二波导具有三个共面表面；

所述至少一个圆台为四分之一圆台；所述至少一个圆台的第一底面和第二底面的半径均小于其中，b1为所述第一波导的传输端面的窄边长度，b2为所述第二波导的传输端面的窄边长度。

2.根据权利要求1所述的波导转换结构，其特征在于，在所述第一波导和第二波导的共面表面之间形成的多个拐角具有一个交叠顶点；所述至少一个圆台的轴经过所述交叠顶点，且所述交叠顶点位于所述至少一个圆台的第一底面。

3.根据权利要求2所述的波导转换结构，其特征在于，所述至少一个圆台的轴垂直于所述第一波导的传输端面，或者，垂直于所述第二波导的传输端面，或者，平行于所述第一波导的传输端面的宽边，或者，平行于所述第二波导的传输端面的宽边。

4.根据权利要求2所述的波导转换结构，其特征在于，所述至少一个圆台的第一底面的半径等于第二底面的半径。

5.根据权利要求2所述的波导转换结构，其特征在于，所述至少一个圆台的第一底面的半径小于第二底面的半径。

6.根据权利要求2所述的波导转换结构，其特征在于，所述至少一个圆台的第一底面的半径大于第二底面的半径。

7.根据权利要求2所述的波导转换结构，其特征在于，在所述第一波导和第二波导的至少一个拐角处设置相连的第一圆台和第二圆台；所述交叠顶点位于所述第一圆台的第一底面；

所述第一圆台和第二圆台的轴重合，所述第一圆台的第二底面和第二圆台的第一底面重合；所述第一圆台的第一底面的半径等于所述第二圆台的第二底面的半径，且大于所述第一圆台的第二底面的半径。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的波导转换结构，其特征在于，所述第一波导和第二波导均为矩形波导，或者，均为基片集成波导。

9.根据权利要求8所述的波导转换结构，其特征在于，所述至少一个圆台的高度小于所述第一波导的传输端面的宽边长度或者所述第二波导的传输端面的宽边长度。

10.一种波导馈电网络，其特征在于，包括：多个如权利要求1至9中任一项所述的波导转换结构以及多个E面T型功分器；所述多个E面T型功分器级联后与所述多个波导转换结构连接。

11.根据权利要求10所述的波导馈电网络，其特征在于，所述多个E面T型功分器级联形成E-T功分网络，所述E-T功分网络的最后一级的每个E面T型功分器的两个输出端口分别连接一个波导转换结构。

12.一种天线系统，其特征在于，包括：辐射层以及如权利要求10至11中任一项所述的波导馈电网络，所述波导馈电网络与所述辐射层耦合连接。

13.根据权利要求12所述的天线系统，其特征在于，所述辐射层包括：阵列化排布的圆极化贴片天线；所述圆极化贴片天线与所述波导馈电网络的波导转换结构一一对应。