双频段漏波天线、双频段漏波天线的传输方法及通信系统

1.本技术涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种双频段漏波天线、双频段漏波天线的传输方法及通信系统。


背景技术：

2.随着无线通信技术的发展，一方面要求不断拓宽频段谱范围，对多频段化有了越来越多的需求；另一方面对无线通信系统的小型化和集成化提出了更高的要求。因此，现有技术中通常使用共口径天线进行通信，共口径天线能够同时将不同频段率，不同类型的天线集成到一起，能够减小天线设备所占用的体积，进而减小整个系统所需占用的体积。
3.在波束扫描系统中，双频段漏波天线的主波束能够根据工作频段率的不同而具有不同的波束指向，从而得到广泛的应用和研究。目前已有的共口径滤波天线，虽然能够对不同频段的电磁波进行处理，但是天线在不同的频段中通常需要不同的辐射单元进行辐射，导致目前的天线设备所占用的体积较大，不利于无线通信系统的小型化和集成化。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例的目的在于提供一种双频段漏波天线、双频段漏波天线的传输方法及通信系统，以改善现有技术中存在的双频的滤波天线设备体积较大的问题。
5.为了解决上述问题，第一方面，本技术实施例提供了一种双频段漏波天线，所述双频段漏波天线包括：传输结构、介质板和连接结构；
6.所述介质板上设置有辐射结构；
7.所述传输结构与所述介质板通过所述连接结构连接，以使所述辐射结构安装在所述传输结构的顶部；
8.所述传输结构用于对不同频段的能量进行传输，所述辐射结构用于对不同频段的所述能量进行辐射，形成辐射波束。
9.在上述实现过程中，为了对不同频段的能量进行传输，可以在传输结构中设置辐射结构，以使天线传输结构中的不同频段的能量能够共用同一个辐射结构进行辐射，形成相应的辐射波束。通过共用传输结构和辐射结构的设计，有效地减小了天线对不同频段的能量进行辐射时的辐射结构的体积大小，从而减小了天线以及通信系统所占用的空间大小，利于设备的小型化和集成化。并且，共用传输结构和辐射结构还能够有效地提高辐射时的效率，具有良好的传输带宽，优化了双频段漏波天线的工作效果。
10.可选地，所述介质板的第一面设置为覆铜层；
11.所述辐射结构设置在所述覆铜层上。
12.在上述实现过程中，介质板设为两面不同结构的板状结构，为了对能量进行有效地辐射，可以将安装时介质板靠近传输结构的第一面设置为覆铜层，从而在覆铜层上设置共用的辐射结构。
13.可选地，所述辐射结构包括多个辐射缝隙；
14.多个所述辐射缝隙的长度与宽度相同；
15.多个所述辐射缝隙并排刻蚀在所述覆铜层上，相邻两个所述辐射缝隙之间的距离为第一距离。
16.在上述实现过程中，辐射结构设置为并排刻蚀在覆铜层上的，长度与宽度相同多个辐射缝隙，并且，多个辐射缝隙能够以间隔第一距离进行周期性排列，从而实现周期性的辐射缝隙，以对不同频段的电磁波都进行辐射，有效地提高辐射时的效率。
17.可选地，所述传输结构包括：自可重构传输线结构，所述自可重构传输线结构以预设形状设置在所述传输结构上；
18.所述自可重构传输线结构中包括多个周期性排列的金属柱。
19.在上述实现过程中，传输结构中包括以预设形状设置在其中的自可重构传输线结构，自可重构传输线结构中包括多个周期性排列的金属柱，以组成金属的传输线。能够根据自可重构传输线结构的形状设置，有效地减少不同频段之间能量的耦合情况。
20.可选地，所述传输结构包括：高频段馈电端口和低频段馈电端口；
21.所述高频段馈电端口与所述低频段馈电端口之间通过所述自可重构传输线结构进行隔离，以使所述高频段馈电端口与所述低频段馈电端口共用所述传输线结构和所述辐射结构。
22.在上述实现过程中，传输结构上包括不同频段的电磁波所对应的馈电端口，不同频段的馈电端口之间通过自可重构传输线结构进行隔离，从而减少高频段馈电端口的能量耦合到低频段馈电端口中的情况，能够使不同频段的馈电端口共用传输线结构以及辐射结构进行传输和辐射。
23.可选地，多个所述金属柱的高度与直径相同；
24.任意两个相邻的所述金属柱之间的距离为第二距离。
25.在上述实现过程中，为了保持金属传输线的一致性，自可重构传输线结构中的多个金属柱的高度、直径以及向量金属柱之间的间距都相同，从而由多个参数相同且周期性排列的金属柱组成预设形状的金属传输线，减少了传输线所占用的面积，提高自可重构传输线结构的有效性。
26.可选地，所述金属柱的高度小于第三距离，所述第三距离为所述自可重构传输线结构的下表面与所述自可重构传输线结构的上表面之间的距离。
27.在上述实现过程中，金属柱的高度不超过自可重构传输线结构之间的距离，以使金属柱与自可重构传输线结构的上表面之间具有间隙，金属柱不会与自可重构传输线结构的顶部接触，不会对传输和辐射造成不利影响。
28.可选地，所述介质板上设置有第一通孔，所述传输结构上设置有第二通孔；
29.所述连接结构基于所述第一通孔和所述第二通孔，将所述介质板安装在所述传输结构的顶部。
30.在上述实现过程中，介质板与传输结构对应的位置处都设置有通孔，以供连接结构在通孔的基础上将介质板安装在传输结构的顶部，从而使辐射结构位于传输线的顶部，以实现对不同频段的电磁波进行辐射。
31.第二方面，本技术实施例还提供了一种双频段漏波天线的传输方法，所述方法包括：
32.在介质板上设置辐射结构；
33.通过连接结构连接所述介质板和传输结构，以使所述辐射结构设置在所述传输结构的顶部；
34.通过所述传输结构对不同频段的能量进行传输；通过所述辐射结构对不同频段的所述能量进行辐射，形成辐射波束。
35.第三方面，本技术实施例还提供了一种通信系统，所述系统包括上述任一项所述的双频段漏波天线。
36.综上所述，本技术提供了一种双频段漏波天线、双频段漏波天线的传输方法及通信系统，通过在传输结构中设置辐射结构，能够使天线的不同频段共用同一个辐射结构，从而减小天线以及通信系统所占用的空间大小，能够对不同频段都进行辐射，且具有较好的辐射效果。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
38.图1为本技术实施例提供的一种双频段漏波天线的侧视结构图；
39.图2为本技术实施例提供的一种介质板的平面结构图；
40.图3为本技术实施例提供的一种传输结构的俯视结构图；
41.图4为本技术实施例提供的一种传输结构的侧视结构图；
42.图5为本技术实施例提供的一种双频段漏波天线的传输方法。
43.图标：100-传输结构；110-自可重构传输线结构；111-金属柱；112-上表面；113-下表面；120-高频段馈电端口；130-低频段馈电端口；140-短路壁；150-第二通孔；200-介质板；210-辐射结构；211-辐射缝隙；220-覆铜层；230-第一通孔；300-连接结构。
具体实施方式
44.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术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技术实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术实施例保护的范围。
45.目前的共口径的滤波天线中，虽然能够对不同频段的电磁波进行处理，但是双频段漏波天线在处于不同的频段时，需要不同的辐射单元进行辐射。因此，在能够对多频段进行处理的滤波天线中，由于频段的不同，其对应的辐射单元也不同，导致总的辐射单元所占空间较大，从而导致目前的天线设备所占用的体积较大，不利于无线通信系统的小型化和集成化。
46.为了解决上述问题，请参阅图1，图1为本技术实施例提供的一种双频段漏波天线的侧视结构图，双频段漏波天线中可以包括：传输结构100、介质板200和连接结构300。
47.其中，介质板200上设置有辐射结构；传输结构100与介质板200通过连接结构300
连接，以使辐射结构安装在传输结构100的顶部；传输结构100用于对不同频段的能量进行传输，辐射结构用于对不同频段的能量进行辐射，以形成辐射波束。通过共用传输结构和辐射结构的设计，有效地减小了天线对不同频段的能量进行辐射时的辐射结构的体积大小，从而减小了天线以及通信系统所占用的空间大小，利于设备的小型化和集成化。并且，共用传输结构和辐射结构还能够有效地提高传输和辐射时的效率，具有良好的传输带宽，优化了双频段漏波天线的工作效果。
48.可选地，图1中的连接结构300为根据传输结构100与介质板200的形状设置的对应形状的固定框，连接结构300还可以为各种类型的卡扣、螺丝、销钉等多种能够将介质板200安装在传输结构100的顶部的结构，以使辐射结构能够对多频段的电磁波进行辐射。
49.可选地，请参阅图2，图2为本技术实施例提供的一种介质板200的平面结构图，介质板200的第一面为安装后靠近传输结构100的一面，设置为覆铜层220，辐射结构210设置在覆铜层220上。
50.示例地，介质板200可以为型号为rogers4350，厚度为0.254mm的介质基板。
51.可选地，辐射结构210中包括多个辐射缝隙211，每个辐射缝隙211的长度和宽度都相同，例如都设置为长度为8mm，宽度为0.5mm的缝隙，多个辐射缝隙211并排刻蚀在覆铜层220上，相邻两个辐射缝隙211之间的距离设置为第一距离，从而使多个辐射缝隙211能够周期性地排列在介质板200上，以对不同频段的电磁波都进行辐射，有效地提高辐射时的效率。
52.可选地，请参阅图3，图3为本技术实施例提供的一种传输结构100的俯视结构图。传输结构100中还可以包括自可重构传输线结构110，自可重构传输线结构110以预设形状设置在传输结构100上，例如，以图3所示的交叉形状设置在传输结构100上，也可以以其他形状设置在传输结构100上。
53.示例地，自可重构传输线结构110为金属结构，能够通过机械加工技术加工，可以包括多条自可重构传输线，每一条自可重构传输线的宽度相等，例如都设为15mm等。
54.可选地，自可重构传输线结构110中还可以包括多个周期性排列的金属柱111，多个金属柱111的高度与直径相同，例如，高度设为2.5mm，直径设为1mm等。并且，任意两个相邻的金属柱111之间的距离也相等，都为第二距离，例如，第二距离为2mm时，则多个金属制能够以2mm的周期进行周期性地排列，从而组成自可重构传输线结构110，减少了传输线所占用的面积，提高自可重构传输线结构110的有效性。
55.可选地，传输结构100中还可以包括不同频段的馈电端口，即高频段馈电端口120和低频段馈电端口130，高频段馈电端口120与低频段馈电端口130之间通过自可重构传输线结构110进行隔离，以使高频段馈电端口120与低频段馈电端口130共用传输线结构和辐射结构210。
56.示例地，高频段馈电端口120和低频段馈电端口130都可以设置为多个馈电端口的结构，图3中仅示出有两个馈电端口的结构，例如，在高频段馈电端口120工作时，会向右侧的另一个高频段馈电端口120发射能量，通过自可重构传输线结构110对高频段馈电端口120和低频段馈电端口130进行隔离，能够防止高频段馈电端口120的能量耦合到低频段馈电端口130中。在低频段馈电端口130工作时，低频段馈电端口130的能量传输时经过高频段馈电端口120，但是两个不同频段的馈电端口的探针尺寸不同，能够有效地减少能量的耦
合。
57.可选地，传输结构100的两侧还设置有短路壁140，以对电磁波进行拦截。
58.示例地，请参阅图4，图4为本技术实施例提供的一种传输结构100的侧视结构图。由图4可知，自可重构传输线结构110的下表面113与上表面112之间的距离为第三距离，而金属柱111的高度小于第三距离，以使金属柱111与自可重构传输线结构110的上表面112之间具有间隙，例如，间隙距离设为1mm，金属柱111不会与自可重构传输线结构110的顶部接触，不会对传输和辐射造成不利影响。
59.可选地，自可重构传输线结构110为一种新型双频传输线，能够在其他参数保持不变的情况下，根据不同频率下边界条件的不同，在一定范围内对工作频率进行调节。自可重构传输线结构110中可以包括一个矩形波导，矩形波导中可以包括由周期性不连续的金属柱111构成的电磁带隙结构，金属柱111可以沿电磁波的传输方向设置。金属柱111与矩形波导下表面，即自可重构传输线结构110的下表面113相接，且与自可重构传输线结构110的上表面112之间留有间隙，即第三距离，以使矩形波导的上表面等同于本技术中介质板200中具有覆铜层220一面。在对低频段的电磁波进行处理时，电磁波可在电磁带隙结构与矩形波导上表面之间的间隙中传输；对高频段的电磁波进行处理时，电磁带隙结构呈现带阻特性，对其上方的待传输的电磁波进行阻断，电磁波可在电磁带隙结构之间的等效波导中传输。能够在一定范围内对工作频率进行调节，即可以工作在两个频段，相比于多个传输线的结构而言结构紧凑，能够减小传输线结构的尺寸，进而减小天线乃至整个通信系统所占用的空间，并且具有良好的传输带宽。
60.示例地，介质板200上还可以设置有第一通孔230，传输结构100上设置有第二通孔150；以供连接结构300基于第一通孔230和第二通孔150，将介质板200安装在传输结构100的顶部。
61.其中，第一通孔230与第二通孔150的位置以及大小互相对应，以使连接结构300能够通过第一通孔230可第二通孔150连接介质板200与传输结构100。第一通孔230和第二通孔150可以为圆形通孔，也可以为其他形状的通孔，可以根据连接结构300的参数和特性进行设置。
62.请参阅图5，图5为本技术实施例提供的一种双频段漏波天线的传输方法，该方法包括步骤s400-s600。
63.步骤s400，在介质板上设置辐射结构。
64.其中，通过在介质板的覆铜层上刻蚀周期性排列的辐射缝隙组成的辐射结构，能够使不同频段的电磁波能量共用同一个辐射结构进行辐射，从而提高辐射时的效率。
65.步骤s500，通过连接结构连接介质板和传输结构，以使辐射结构设置在传输结构的顶部。
66.其中，在连接结构将介质板与传输结构进行连接，以使辐射结构能够设置在传输结构的顶部进行工作。
67.步骤s600，通过传输结构对不同频段的能量进行传输；通过辐射结构对不同频段的能量进行辐射，形成辐射波束。
68.可选地，在对本技术实施例提供的双频段漏波天线进行测试时，测试得到的低频段的反射系数在8.7ghz到10.5ghz频率范围内小于-10db，高频段的反射系数在26ghz到
35.5ghz频率范围内小于-10db。低频段的增益最大为13dbi，高频段的增益最大为24dbi。工作在低频段时，高频段馈电端口耦合到低频段馈电端口的能量小于-18db；工作在高频段时，低频段馈电端口耦合到高频段馈电端口的能量小于-45db。本技术提供的双频段漏波天线共用传输结构和辐射结构的涉及能够减少天线的尺寸，还具有良好的辐射特性，能够实现稳定的增益。
69.本技术实施例还提供了一种通信系统，系统包括上述任一项的双频段漏波天线。通信系统可以为多种类型的无线通信系统。
70.综上所述，本技术实施例提供了一种双频段漏波天线、双频段漏波天线的传输方法及通信系统，通过在传输结构中设置辐射结构，能够使天线的不同频段共用同一个辐射结构，从而减小天线以及通信系统所占用的空间大小，能够对不同频段都进行辐射，且具有较好的辐射效果。
71.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的框图显示了根据本技术的多个实施例的设备的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框、以及框图的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
72.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
73.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
74.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
75.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。
76.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。