CN118174050A - 圆极化阵列天线模块及无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种圆极化阵列天线模块及无线通信装置，包括：若干行圆极化发射天线，在每一行中，每两相邻的圆极化发射天线间隔设置，每一圆极化发射天线设置正交设置的第一馈点及第二馈点，若干行圆极化接收天线，在每一行中，每两相邻的圆极化接收天线间隔设置，每一圆极化接收天线设置正交设置的第三馈点及第四馈点，且每一圆极化接收天线错位设置于两圆极化发射天线之间；每行圆极化发射天线及每行圆极化接收天线错位设置，形成阵列于介质基板上；若干第一组移相单元与若干圆极化发射天线对应连接，以调整圆极化发射天线的发射信号的相位；若干第二组移相单元与若干圆极化接收天线对应连接，以调整圆极化接收天线接收到的回波信号的相位。

Description

圆极化阵列天线模块及无线通信装置

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种圆极化阵列天线模块及无线通信装置。

背景技术

低轨道卫星系统(Low-orbit satellite system，LEO)是一种由多个卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统。低轨道卫星也用于手机等移动终端的通信，且由于轨道高度低使得采用低轨道卫星通信的移动终端具有传输延时短，路径损耗小的优势。多个低轨道卫星组成的移动通信系统可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效。蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星应用于移动通信提供了技术保障。总而言之，低轨道卫星是目前被高度看好的移动通信系统。

然而，现有的应用于低轨道卫星中的阵列天线模块为了降低天线设计复杂度、降低发射天线与接收天线之间的干扰，一般都将发射天线与接收天线分别设置于不同的区域。如此，将使得阵列天线模块的整体面积较大，不利于阵列天线模块应用于移动终端。

发明内容

鉴于以上内容，本发明提供了一种圆极化阵列天线模块及无线通信装置。

本申请第一方面提供了一种圆极化阵列天线模块，包括：

若干成行设置的圆极化发射天线，在每一行中，每两相邻的所述圆极化发射天线之间以第一预设距离间隔设置，每一所述圆极化发射天线设置有第一馈点及第二馈点，所述第一馈点及所述第二馈点成正交设置；

若干成行设置的圆极化接收天线，在每一行中，每两相邻的所述圆极化接收天线之间以第二预设距离间隔设置，每一所述圆极化接收天线设置有第三馈点及第四馈点，所述第三馈点及所述第四馈点成正交设置，且每一所述圆极化接收天线错位设置于两所述圆极化发射天线之间；

介质基板，每行所述圆极化发射天线及每行所述圆极化接收天线错位设置，形成阵列设置于所述介质基板上；

若干第一组移相单元，所述若干第一组移相单元与所述若干圆极化发射天线一一对应连接，且所述若干第一组移相单元用于调整所述圆极化发射天线的发射信号的相位；

若干第二组移相单元，所述若干第二组移相单元与所述若干圆极化接收天线一一对应连接，且所述若干第二组移相单元用于调整所述圆极化接收天线接收到的回波信号的相位。

在一些实施例中，每一所述圆极化发射天线通过每一所述第一组移相单元调整经由所述第一馈点馈入所述圆极化发射天线的电流的相位，与经由所述第二馈点馈入所述圆极化发射天线的电流的相位，且经由所述第一馈点馈入的电流的相位与经由所述第二馈点馈入的电流的相位相差90度。

在一些实施例中，每一所述圆极化接收天线通过每一所述第一组移相单元调整经由所述第三馈点馈入所述圆极化接收天线的电流的相位，与经由所述第四馈点馈入所述圆极化接收天线的电流的相位，且经由所述第三馈点馈入的电流的相位与经由所述第四馈点馈入的电流的相位相差90度。

在一些实施例中，所述介质基板包括层叠的第一基板及第二基板，所述第一基板远离所述第二基板的表面设置有所述圆极化发射天线及所述圆极化接收天线，所述第二基板远离所述第一基板的表面设置有接地层。

在一些实施例中，所述圆极化接收天线采用耦合馈入方式馈入电流，所述圆极化发射天线采用直接馈入方式馈入电流接收。

在一些实施例中，所述圆极化发射天线的面积小于所述接收天线的面积。

在一些实施例中，若干行所述圆极化发射天线包括若干行第一圆极化发射天线及若干行第二圆极化发射天线，若干行所述圆极化接收天线包括若干行第一圆极化接收天线及若干行第二圆极化接收天线；每行所述第一圆极化发射天线及每行所述第一圆极化接收天线以第一排列方式交替设置，以形成第一阵列天线；每行所述第二圆极化发射天线及每行所述第二圆极化接收天线以第二排列方式交替设置，以形成第二阵列天线。

在一些实施例中，所述第一阵列天线与所述第二阵列天线分别设置于所述介质基板上的两端。

在一些实施例中，所述第一阵列天线及所述第二阵列天线激发至少四个工作频段。

本申请第二方面还提供一种无线通信装置，包括如上任一项所述的圆极化阵列天线模块。

可以理解，本申请提供的圆极化阵列天线模块通过将圆极化发射天线及圆极化接收天线设置于同一介质基板上，可进一步降低圆极化阵列天线模块的占用面积，使得圆极化阵列天线模块适用于更多无线通信装置。

附图说明

图1为一种现有的阵列天线模块的示意图。

图2为本发明一实施例提供的圆极化阵列天线模块的功能框图。

图3为图2所示阵列天线中的圆极化发射天线与圆极化接收天线的分布示意图。

图4为图3中的圆极化发射天线及圆极化接收天线分别连接至对应的第一移相单元及第二移相单元的示意图。

图5A为左旋极化示意图；图5B为右旋极化示意图。

图6为本申请一实施例中的阵列天线的剖视图。

图7为本申请另一实施例中阵列天线的剖视图。

图8A为图6所示的圆极化发射天线与圆极化接收天线的回波损耗示意图；图8B为图6所示的圆极化发射天线与圆极化接收天线的隔离度示意图。

图9A为图7所示的圆极化发射天线与圆极化接收天线的回波损耗示意图；图9B为图7所示的圆极化发射天线与圆极化接收天线的回波损耗示意图。

图10为本申请一实施例中调相模块的电路结构示意图。

图11为本申请另一实施例中阵列天线的剖视图。

图12为本申请一实施例提供的圆极化阵列天线模块通过波束成型技术发射及接收信号时的远场增益示意图。

图13A-13E分别为本申请一实施例提供的圆极化阵列天线模块在不同相位下对应的辐射场型示意图。

图14A为本申请一实施例提供的圆极化阵列天线模块中的增益示意图。

图14B为本申请一实施例提供的圆极化阵列天线模块中的圆极化轴比示意图。

图15为本申请另一实施例提供的阵列天线中的圆极化发射天线与圆极化接收天线的分布示意图。

图16A-16B分别为本申请其他实施例提供的阵列天线中的圆极化发射天线与圆极化接收天线的分布示意图。

图17为本申请另一实施例提供的阵列天线中的圆极化发射天线与圆极化接收天线的分布示意图。

主要元件符号说明

圆极化阵列天线模块1；阵列天线10、10a；介质基板110；第一基板111；第一过孔1111；

第四过孔1112；第二基板112；第二过孔1121；第三过孔1122；馈线113；第三基板114；

接地层G；耦合层115；圆极化发射天线120；第一馈点121；第二馈点122；

第一圆极化发射天线123；第二圆极化发射天线124；圆极化接收天线130；第三馈点131；

第四馈点132；第一圆极化接收天线133；第二圆极化接收天线134；第一阵列天线101；

第二阵列天线102；调相模块20；第一组移相单元210；第一合路器240；第一衰减器212；

第一移相器213；功率放大器214；第二组移相单元220；低噪声放大器221；第二移相器222；第二衰减器223；第二合路器250；控制单元230；存储单元260。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

低轨道卫星系统(Low-orbit satellite system，LEO)是一种由多个卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统。低轨道卫星也用于手机等移动终端的通信，且由于轨道高度低使得采用低轨道卫星通信的移动终端具有传输延时短，路径损耗小的优势。多个低轨道卫星组成的移动通信系统可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效。蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星应用于移动通信提供了技术保障。总而言之，低轨道卫星是目前被高度看好的移动通信系统。

然而，现有的应用于低轨道卫星中的阵列天线模块为了降低天线设计复杂度、降低发射天线与接收天线之间的干扰，一般都将发射模块与接收模块分别设置于不同的区域(请参图1)。如此，将使得阵列天线模块的整体面积较大，不利于阵列天线模块应用于移动终端。

为此，请一并参图2，本申请提供一种圆极化阵列天线模块1，包括阵列天线10及调相模块20。圆极化阵列天线模块1应用于无线通信装置(图未示)中，以实现无线通信装置基于低轨道卫星的无线通信。其中，阵列天线10用于发射或接收无线信号，以实现无线通信。调相模块20电连接至阵列天线10，用于调整阵列天线10的发射信号及接收信号的相位，以通过波束成型技术从而实现无线移动装置之间的高效率通信。

请继续参阅图3，在本发明一些实施例中，阵列天线10包括介质基板110、若干成行设置的圆极化发射天线120及若干成行设置的圆极化接收天线130。

其中，在每一行圆极化发射天线120中，每两相邻的圆极化发射天线120之间以第一预设距离R1间隔设置。在每一行圆极化接收天线130中，每两相邻的圆极化接收天线130之间以第二预设距离R2间隔设置。且每一圆极化接收天线错位设置于两圆极化发射天线120之间。可以理解，本申请并不对第一预设距离R1及第二预设距离R2的大小进行限制。例如，在本发明一实施例中，第一预设距离R1可以大于第二预设距离R2；在本发明另一实施例中，第一预设距离R1可以小于或等于第二预设距离R2。本领域技术人员可以根据产品的尺寸设计或辐射频率调整等需求，对第一预设距离R1的大小及第二预设距离R2的大小做相应的调整。

若干行圆极化发射天线120及若干行圆极化接收天线130错位设置，形成阵列设置于介质基板110。也就是说，在一些实施例中，每行圆极化发射天线120与每行圆极化接收天线130依次交替设置于介质基板110上，如此，在本申请实施例中，圆极化发射天线120与圆极化接收天线130混合交错设置于介质基板110上的同一区域内，相较于目前的发射天线与接收天线分隔设置的设计，可减少使用60％的介质基板110面积，有利于阵列天线10的小型化设计。

请继续参阅图4，图4为图3框线中的一对相邻的圆极化发射天线120及圆极化接收天线130连接至调相模块20的示意图。其中，圆极化发射天线120为一导体，大致呈片状。圆极化发射天线120设置有第一馈点121及第二馈点122。第一馈点121与第二馈点122成正交设置。也就是说，在本申请实施例中，第一馈点121与圆极化发射天线120的中心点之间形成圆极化发射天线120的第一直径，第二馈点122与圆极化发射天线120的中心点之间形成圆极化发射天线120的第二直径，且第一直径与第二直径互相正交。进一步地，在本申请实施例中，分别经由第一馈点121及第二馈点122流入所述圆极化发射天线120的电流，分别形成两条电流路径，且两电流路径互相正交。且当经由第一馈点121馈入的电流的相位，与经由第二馈点122馈入的电流的相位相差90度时，圆极化发射天线120发射的无线电波具有圆极化效果。如此，可降低圆极化发射天线120辐射的无线信号在穿过大气层时所受到的影响。其中，请参图5A，当第一馈点121馈入的电流的相位领先第二馈点122馈入的电流的相位90度时，圆极化发射天线120可发生左旋极化；请参图5B，当第二馈点122馈入的电流的相位领先第一馈点121馈入的电流的相位90度时，圆极化发射天线120可发生右旋极化。在本实施例中，圆极化发射天线120大致为圆形片状的导体。

圆极化接收天线130与圆极化发射天线120的结构大致相同，亦设置有第三馈点131及第四馈点132。第三馈点131与第四馈点132成正交设置。也就是说，在本申请实施例中，第三馈点131与圆极化接收天线130的中心点之间形成圆极化接收天线130的第一直径，第四馈点132与圆极化接收天线130的中心点之间形成圆极化接收天线130的第二直径，且第一直径与第二直径互相正交。且进一步地，在本申请实施例中，分别经由第三馈点131及第四馈点132流入所述圆极化接收天线130的电流，分别形成两条电流路径，且两电流路径互相垂直。且当经由第三馈点131馈入的电流的相位，与经由第四馈点132馈入的电流的相位相差90度时，圆极化接收天线130接收到的无线电波具有圆极化效果。在本实施例中，圆极化接收天线130亦大致为圆形片状的导体。

可以理解，本申请不对圆极化发射天线120及圆极化接收天线130的形状、面积做具体限定，本领域技术人员可根据需要进行调整。在一些实施例中，圆极化发射天线120的面积小于圆极化接收天线130的面积。所述圆极化发射天线120的面积小于圆极化接收天线130的面积，使得圆极化发射天线120可以发射一相对于圆极化接收天线130较高频率的辐射信号。在本发明另一实施例，圆极化发射天线120的面积可大于圆极化接收天线130的面积。所述圆极化发射天线120的面积大于圆极化接收天线130的面积，使得圆极化发射天线120可以发射一相对于圆极化接收天线130较低频率的辐射信号。在本发明另一实施例，圆极化发射天线120的面积可等于圆极化接收天线130的面积。所述圆极化发射天线120的面积等于圆极化接收天线130的面积，使得圆极化发射天线120可以发射与圆极化接收天线130相同频率的辐射信号。且圆极化发射天线120及圆极化接收天线130还可以是其他形状的导体，例如椭圆形、长方形等。

可以理解，本申请并不对第一预设距离R1及第二预设距离R2的大小进行限制。在一些实施例中，第一预设距离R1与第二预设距离R2可以相等，亦可以不相等。

在一些实施例中，调相模块20包括若干第一组移相单元210及若干第二组移相单元220。在本申请实施例中，第一组移相单元210的数量与圆极化发射天线120的数量相等，第二组移相单元220的数量与圆极化接收天线130的数量相等。其中，若干第一组移相单元210与若干圆极化发射天线120一一对应连接。若干第二组移相单元220与若干圆极化接收天线130一一对应连接。如此，每一第一组移相单元210用于调整对应的圆极化发射天线120的发射信号的相位，每一第二组移相单元220用于调整对应的圆极化接收天线130接收到的回波信号的相位。在本申请实施例中，若干第一组移相单元210及若干第二组移相单元220设置于介质基板110上。

进一步地，每一第一组移相单元210包括若干第一移相器213(参图10)，且第一组移相单元210中的第一移相器213的数量与圆极化发射天线120中的馈点的数量相等。也就是说，在本实施例中，每一第一组移相单元210包括两第一移相器213。且两第一移相器213分别用于调整馈入至圆极化发射天线120上的第一馈点121及第二馈点122的电流的相位。类似地，每一第二组移相单元220包括若干第二移相器222(参图10)，且第二组移相单元220中的第二移相器222的数量与圆极化接收天线130中的馈点的数量相等。也就是说，在本实施例中，每一第二组移相单元220包括两第二移相器222。且两第二移相器222分别用于调整馈入至圆极化接收天线130上的第三馈点131及第四馈点132上的电流的相位。如此，每一圆极化发射天线120通过每一第一组移相单元210调整经由第一馈点121馈入圆极化发射天线120的电流的相位，及调整经由第二馈点122馈入圆极化发射天线120的电流的相位，且经由第一馈点121馈入的电流的相位与经由第二馈点122馈入的电流的相位相差90度。每一圆极化接收天线130通过每一第二组移相单元220调整经由第三馈点131馈入圆极化接收天线130的电流的相位，及调整经由第四馈点132馈入圆极化接收天线130的电流的相位，且经由第三馈点131馈入的电流的相位与经由第四馈点132馈入的电流的相位相差90度。

请继续参阅图6，在一些实施例中，圆极化发射天线120及圆极化接收天线130均采用直接馈入的方式馈入电流。例如，在一些实施例中，介质基板110包括层叠的第一基板111及第二基板112。其中，第一基板111远离第二基板112的表面设置有圆极化发射天线120及圆极化接收天线130。第二基板112远离第一基板111的表面设置有接地层G，用于为圆极化发射天线120及圆极化接收天线130提供接地。第一基板111还设置有若干第一过孔1111。第一基板111与第二基板112之间还设置有馈线113。如此，馈线113通过若干第一过孔1111，可分别馈入电流至对应的馈点(例如第一馈点121、第二馈点122、第三馈点131及第四馈点132)，以使对应的天线(例如圆极化发射天线120或圆极化接收天线130)激发相应的辐射信号。

请继续参阅图7，在另一些实施例中，圆极化发射天线120采用直接馈入的方式馈入接收电流，圆极化接收天线130采用耦合馈入的方式接收电流。例如，在一些实施例中，介质基板110包括依次层叠的第一基板111、第二基板112及第三基板114。其中，第一基板111远离第二基板112的表面设置有圆极化发射天线120及圆极化接收天线130。第三基板114远离第二基板112的表面设置有接地层G，用于为圆极化发射天线120及圆极化接收天线130提供接地。第一基板111与第二基板112之间还设置有耦合层115，且耦合层115对应圆极化接收天线130设置。第二基板112对应圆极化接收天线130设置有若干第二过孔1121，第二基板112与第三基板114之间还设置有馈线113。如此，馈线113通过若干第二过孔1121，可馈入电流至耦合层，并通过耦合层与圆极化接收天线130之间的耦合，以将电流耦合至圆极化接收天线130上，从而使得圆极化接收天线130激发相应的辐射信号，进而接收其他无线通信装置发射的无线信号。第二基板112对应圆极化发射天线120还设置有若干第三过孔1122。第一基板111对应圆极化发射天线120设置有若干第四过孔1112，且每一第四过孔1112与每一第三过孔1122一一对应连通。如此，馈线113通过对应的第三过孔1122及第四过孔1112直接馈入电流至圆极化发射天线120，以使得圆极化发射天线120激发相应的辐射信号，从而发射无线信号至其他无线通信装置。

请一并参阅图8A、图8B、图9A及图9B。其中，图8A中的曲线a为图6所示的圆极化发射天线120的回波损耗曲线，曲线b为图6所示的圆极化接收天线130的回波损耗曲线。图8B中的曲线c为通过图6所示的圆极化发射天线120第一馈点121与圆极化接收天线130的第三馈点131，及通过圆极化发射天线120第二馈点122与圆极化接收天线130的第四馈点132检测得到的隔离度曲线，曲线d为通过图6所示的圆极化发射天线120第一馈点121与圆极化接收天线130的第四馈点132，及通过圆极化发射天线120第二馈点122与圆极化接收天线130的第三馈点131检测得到的隔离度曲线。

图9A中的曲线e为图7所示的圆极化发射天线120的回波损耗曲线，曲线f为图7所示的圆极化接收天线130的回波损耗曲线。图9B中的曲线g为通过图7所示的圆极化发射天线120第一馈点121与圆极化接收天线130的第三馈点131，及通过圆极化发射天线120第二馈点122与圆极化接收天线130的第四馈点132检测得到的隔离度曲线，曲线h为通过图7所示的圆极化发射天线120第一馈点121与圆极化接收天线130的第四馈点132，及通过圆极化发射天线120第二馈点122与圆极化接收天线130的第三馈点131检测得到的隔离度曲线。

可以理解，根据图8A及图9A可以看出，图6及图7所提供的圆极化发射天线120可激发的工作频段包括14GHz-14.5GHz，圆极化接收天线130可激发的工作频段包括10.7GHz-12.5GHz。根据图8B及图9B可以看出，图6及图7所提供的圆极化发射天线120及圆极化接收天线130之间的隔离度满足天线工作要求。尤其地，图7所提供的圆极化发射天线120与圆极化接收天线130直接的隔离度甚至大于-20dB，明显具有较高隔离度，有利于降低圆极化发射天线120与圆极化接收天线130之间的互相干扰。

请继续参阅图10，在本申请实施例中，调相模块20还包括控制单元230、第一合路器240及第二合路器250。第一组移相单元210还包括两第一衰减器212、及两功率放大器214。第二组移相单元220还包括两低噪声放大器221、及两第二衰减器223。

其中，圆极化阵列天线模块1发射信号时的工作过程大致如下：控制单元230将一路发射信号通过第一合路器240分成多路发射信号，且多路发射信号分别输入对应的第一衰减器212，以调整对应的发射功率；每一第一衰减器212还分别连接至对应的第一移相器213，以使每一第一移相器213分别调整对应的发射信号的相位；每一第一移相器213还分别通过对应的功率放大器214连接至对应的圆极化发射天线120上的馈点(例如第一馈点121或第二馈点122)，以通过对应的圆极化发射天线120将每一路发射信号分别转化为电磁波向外辐射，从而形成对应的发射信号波束。

圆极化阵列天线模块1接收信号时的工作原理大致如下：圆极化接收天线130的每一馈点(例如第三馈点131或第四馈点132)连接至对应的低噪声放大器221，以通过低噪声放大器221对接收到的回波信号进行放大处理。每一低噪声放大器221还分别连接至对应的第二移相器222，以通过第二移相器222对放大后的回波信号的相位进行调整。每一第二移相器222还分别连接至对应的第二衰减器223，每一第二衰减器223还通过第二合路器250连接至控制单元230，如此，控制单元230可通过第二合路器250获取到对应的电信号，并对接收到的电信号进行处理，以获取与回波信号对应的信息。

如此，控制单元230可通过发射端的第一衰减器212控制每一圆极化发射天线120的功率输出，还可通过发射端的每一第一移相器213控制输出至对应圆极化发射天线120发射的信号的相位，使得圆极化发射天线120发射的信号波具有圆极化效果及实现了阵列天线10发射信号时的波束角度控制的功能。控制单元230还可通过接收端的每一第二移相器222单独调整圆极化接收天线130接收到的回波信号的相位，使得圆极化接收天线130接收到的回波信号具有圆极化效果，实现了阵列天线10接收信号时的波束角度控制的功能，从而方便圆极化接收天线130针对不同的卫星的位置，对应调整接收信号的波束角度。如此，在一些实施例中，控制单元230可将所有圆极化发射天线120分为若干单元，并控制对应单元的圆极化发射天线120以对应的相位发射相应的发射信号；控制单元230亦可将所有圆极化接收天线130分为若干单元，并控制对应单元的圆极化接收天线130以对应的相位接收相应的信号。

可以理解，在一些实施例中，调相模块20还包括存储单元260。控制单元230电连接至存储单元260，以获取存储单元260中存储的射频相关的信息，例如相位信息、功率振幅信息等，如此，存储单元260用于辅助控制单元230实现上述控制过程。可以理解，存储单元260可以是内部存储器，也可以是外部存储器，如智能媒体卡(Smart Media Card)、安全数字卡(Secure Digital Card)、快闪存储器卡(Flash Card)等。

可以理解，调相模块20中的第一组移相单元210及第二组移相单元220设置于阵列天线10远离圆极化发射天线120及圆极化接收天线130的一侧，且第一组移相单元210及第二组移相单元220还通过第一基板111、第二基板112及第三基板114上的通孔电连接至圆极化发射天线120及圆极化接收天线130。进一步地，请继续参阅图11，在一些实施例中，阵列天线10还设置有多层第三基板114，且每层第三基板114上均设置有对应的通孔，如此，可方便实现阵列天线10上的射频电路、电源供应及控制信号的走线。如此，第一组移相单元210及第二组移相单元220可通过若干层第三基板114上的通孔连接至对应的圆极化发射天线120及圆极化接收天线130，以实现圆极化发射天线120发射相应的射频信号，及通过圆极化接收天线130接收回波信号，以获取相应的信息。

请继续参阅图12-图14B，在一些实施例中，以圆极化阵列天线模块1包括32*32的圆极化发射天线120及32*32的圆极化接收天线130为例，可测得圆极化阵列天线模块1的远场增益、辐射场型、辐射增益及圆极化轴比等数据。其中，图12为通过波束成型技术发射及接收信号时的远场增益示意图；图13A-13E分别为本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1在不同相位下对应的辐射场型示意图。由图12可看出，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1可通过调相模块20调整阵列天线10的波束方向，且圆极化阵列天线模块1形成的信号波束具有较高的增益。由图13可以看出，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1的辐射能量可依照卫星所在轨道的不同位置任意切换波束角度，有利于实现与低轨道卫星的最佳通信效果。

图14A中的曲线j为圆极化阵列天线模块1中的32*32圆极化发射天线120工作时的增益曲线示意图；图14A中的曲线k为圆极化阵列天线模块1中的32*32圆极化接收天线130工作时的增益曲线示意图。图14B中的曲线l为圆极化阵列天线模块1中的32*32圆极化发射天线120工作时的圆极化轴比曲线示意图；图14B中的曲线p为圆极化阵列天线模块1中的32*32圆极化接收天线130工作时的圆极化轴比曲线示意图。由图14A可以看出，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1中的阵列天线10的增益最高可达35dBic，由图14B可以看出，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1中的阵列天线10的接收天线圆极化轴比小于1.5dB，圆极化效果较佳。综上，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1可满足与低轨道卫星通信的天线的设计要求。

可以理解，本申请亦不限制圆极化发射天线120及圆极化接收天线130上的馈点的数量。例如，在一些实施例中，圆极化发射天线120及/或圆极化接收天线130上亦可仅设置有一个馈点，且该馈点可在对应的圆极化发射天线120及圆极化接收天线130激发两正交的电流路径。

可以理解，本申请提供的阵列天线10上的圆极化发射天线120与圆极化接收天线130的排列方式不局限于图3所示的排列方式。例如，在一些实施例中，亦可以是若干行圆极化接收天线130与若干行圆极化发射天线120交替设置，以形成阵列天线10。请参阅图15，在另一些实施例中，若干圆极化发射天线120与若干圆极化接收天线130亦可在介质基板110上形成圆形阵列。

可以理解，本申请亦不对圆极化发射天线120与圆极化接收天线130的形状进行限制。例如，请参图16A-16B，在一些实施例中，圆极化发射天线120及圆极化接收天线130亦可以是呈方形片状的导体；在另一些实施例中，圆极化发射天线120及圆极化接收天线130亦可以是呈三角形形片状的导体。可以理解，在同一阵列天线10中，圆极化发射天线120与圆极化接收天线130的形状可以相同，亦可以不同。

可以理解，本申请实施例提供的阵列天线10上的若干圆极化发射天线120的工作频段可以不同；阵列天线10上的若干圆极化接收天线130的工作频段可以不同。在另一些实施例中，所述多个圆极化发射天线120具有不同的面积，圆极化发射天线120的面积越小，可以发射较高频率的辐射信号。圆极化发射天线120的面积越大，可以发射较低频率的辐射信号。同理，多个圆极化发射天线120具有不同的面积，圆极化发射天线120的面积越大，可以接收较低频率的辐射信号。

例如，请参阅图17，本申请另一实施例还提供一种阵列天线10a，其中，若干行圆极化发射天线120包括若干行第一圆极化发射天线123及若干行第二圆极化发射天线124。若干行圆极化接收天线130包括若干行第一圆极化接收天线133及若干行第二圆极化接收天线134。每行第一圆极化发射天线123及每行第一圆极化接收天线133以第一排列方式交替设置，以形成第一阵列天线101。每行第二圆极化发射天线124及每行第二圆极化接收天线134以第二排列方式交替设置，以形成第二阵列天线102。且第一阵列天线101至少具有第一工作频段及第二工作频段，第二阵列天线102至少具有第三工作频段及第四工作频段。也就是说，第一阵列天线101及第二阵列天线102激发至少四个工作频段。可以理解，第一工作频段、第二工作频段、第三工作频段及第四工作频段分别可以是Ka频段或Ku频段中的任意子频段。例如，在本申请实施例中，第一工作频段包括14.0GHz-14.5GHz；第二工作频段包括10.7GHz-12.7GHz；第三工作频段包括27GHz-30GHz；第四工作频段包括18GHz-28GHz。

在本实施例中，第一阵列天线101与第二阵列天线102分别设置于介质基板110(例如第一基板111)上的两端，第一阵列天线101及第二阵列天线102亦可以有其他的设置方式，本申请并不对此进行限制。

可以理解，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1通过将圆极化发射天线120及圆极化接收天线130设置于同一介质基板110上，可进一步降低圆极化阵列天线模块1的占用面积，使得圆极化阵列天线模块1可适用于更多无线通信装置。进一步地，本申请实施例提供的圆极化阵列天线模块1还通过设置耦合层115，以实现圆极化接收天线130的耦合馈入，从而进一步提高圆极化接收天线130与圆极化发射天线120之间的隔离度，降低圆极化接收天线130与圆极化发射天线120之间的互相干扰。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种圆极化阵列天线模块，其特征在于，所述圆极化阵列天线模块包括：

若干成行设置的圆极化发射天线，在每一行中，每两相邻的所述圆极化发射天线之间以第一预设距离间隔设置，每一所述圆极化发射天线设置有第一馈点及第二馈点，所述第一馈点及所述第二馈点成正交设置；

若干成行设置的圆极化接收天线，在每一行中，每两相邻的所述圆极化接收天线之间以第二预设距离间隔设置，每一所述圆极化接收天线设置有第三馈点及第四馈点，所述第三馈点及所述第四馈点成正交设置，且每一所述圆极化接收天线错位设置于两所述圆极化发射天线之间；

介质基板，每行所述圆极化发射天线及每行所述圆极化接收天线错位设置，形成阵列设置于所述介质基板上；

若干第一组移相单元，所述若干第一组移相单元与所述若干圆极化发射天线一一对应连接，且所述若干第一组移相单元用于调整所述圆极化发射天线的发射信号的相位；

若干第二组移相单元，所述若干第二组移相单元与所述若干圆极化接收天线一一对应连接，且所述若干第二组移相单元用于调整所述圆极化接收天线接收到的回波信号的相位。

2.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：每一所述圆极化发射天线通过每一所述第一组移相单元调整经由所述第一馈点馈入所述圆极化发射天线的电流的相位，与经由所述第二馈点馈入所述圆极化发射天线的电流的相位，且经由所述第一馈点馈入的电流的相位与经由所述第二馈点馈入的电流的相位相差90度。

3.根据权利要求2所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：每一所述圆极化接收天线通过每一所述第一组移相单元调整经由所述第三馈点馈入所述圆极化接收天线的电流的相位，与经由所述第四馈点馈入所述圆极化接收天线的电流的相位，且经由所述第三馈点馈入的电流的相位与经由所述第四馈点馈入的电流的相位相差90度。

4.根据权利要求3所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：所述介质基板包括层叠的第一基板及第二基板，所述第一基板远离所述第二基板的表面设置有所述圆极化发射天线及所述圆极化接收天线，所述第二基板远离所述第一基板的表面设置有接地层。

5.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：所述圆极化接收天线采用耦合馈入方式馈入电流，所述圆极化发射天线采用直接馈入方式馈入电流。

6.根据权利要求1-5任一项所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：所述圆极化发射天线的面积小于所述接收天线的面积。

7.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：若干行所述圆极化发射天线包括若干行第一圆极化发射天线及若干行第二圆极化发射天线，若干行所述圆极化接收天线包括若干行第一圆极化接收天线及若干行第二圆极化接收天线；每行所述第一圆极化发射天线及每行所述第一圆极化接收天线以第一排列方式交替设置，以形成第一阵列天线；每行所述第二圆极化发射天线及每行所述第二圆极化接收天线以第二排列方式交替设置，以形成第二阵列天线。

8.根据权利要求7所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：所述第一阵列天线与所述第二阵列天线分别设置于所述介质基板上的两端。

9.根据权利要求7所述的圆极化阵列天线模块，其特征在于：所述第一阵列天线及所述第二阵列天线激发至少四个工作频段。

10.一种无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置包括如权利要求1-9任一项所述的圆极化阵列天线模块。