可重配置径向线缝隙天线阵列制造技术

一种包含了定义相对的第一和第二表面之间波导区域的径向波导的天线。在所述波导区域中设置射频(radio frequency，RF)探针用于生成RF信号，在所述第一表面上设置多个辐射缝隙天线振子用于发射来自所述波导区域的RF信号。在所述波导区域内设置多个隔开的导电元件。所述天线包括可调谐元件，每个可调谐元件包括通过可变电容和电感线分别耦合到一个所述导电元件的四分之一波长RF扼流圈。提供了多条DC控制线，每条DC控制线与所述可调谐元件中的至少一个连接，以调节其所述可变电容。控制电路耦合到所述DC控制线并用于选择性地使用DC电流值调节所述可调谐元件的所述可变电容，以便控制来自所述RF探针的所述RF信号的传播方向。

Reconfigurable Radial Slot Antenna Array

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可重配置径向线缝隙天线阵列交叉申请本专利技术要求2017年1月27日递交的专利技术名称为“可重配置径向线缝隙天线阵列”(ReconfigurableRadial-LineSlotAntennaArray)的第15/418,410号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以全文引入的方式并入本文本中。
本公开涉及一种天线设计，在具体实施例中，涉及一种用于可重配置径向线缝隙天线阵列的装置和方法。
技术介绍
现代无线射频(radiofrequency，RF)信号或天线发射器执行波束转向以便操纵辐射图的主瓣的方向并实现更高的空间选择性。传统的波束转向技术依赖于通过一系列移相器和RF开关操纵RF信号的相位。移相器、RF开关和其它复杂组件的包含增加了灵活天线的制造成本和设计复杂度。因此，需要一种不太复杂的带有宽频能力的灵活天线设计。
技术实现思路
现有的径向波导天线结构使得波束转向通常依赖于不具空间效率的配置或者依赖于昂贵的部件或组件。描述了示例实施例，其中提供了电容性加载的移相元件以实现包括缝隙天线振子阵列的径向波导结构中的波束转向。根据第一方面，为一种包含了定义相对的第一和第二表面之间波导区域的径向波导的天线。在所述波导区域中设置射频(radiofrequency，RF)探针用于生成RF信号，在所述第一表面上设置多个辐射缝隙天线振子用于发射来自所述波导区域的RF信号。在所述波导区域内设置多个隔开的导电元件。所述天线包括多个可调谐元件，每个可调谐元件包括通过可变电容和电感线分别耦合到一个所述导电元件的四分之一波长RF扼流圈。提供了多条DC控制线，每条DC控制线与所述可调谐元件中的至少一个连接，以调节其所述可变电容。控制电路耦合到所述DC控制线并用于选择性地使用DC电流值调节所述可调谐元件的所述可变电容，以便控制来自所述RF探针的所述RF信号的传播方向。可选地，在任一前述示例中，每个所述可调谐元件包括将所述RF扼流圈耦合到所述DC控制线的保护电阻器。可选地，在任一前述示例中，所述径向波导包括定义所述第一表面的第一圆板和定义所述第二表面的第二圆板，所述辐射缝隙天线振子穿过所述第一圆板。可选地，在任一前述示例中，每个所述导电元件穿过所述第一和第二圆板，所述可调谐元件设置在所述第二圆板上。可选地，在任一前述示例中，所述RF探针可以位于所述波导区域的中心，所述导电元件以径向和周向周期性形式围绕所述RF探针设置。可选地，在任一前述示例中，所述缝隙天线振子在所述第一圆板上以环形设置，所述缝隙天线振子到所述探针的径向距离比所述导电元件的大。可选地，在任一前述示例中，所述DC控制线中的至少一些与两个或两个以上所述可调谐元件连接。可选地，在任一前述示例中，所述缝隙天线振子中的至少一些形状和尺寸相同，但在不同方向上定向。可选地，在任一前述示例中，所述缝隙天线振子形状和尺寸相同，并且在相对于所述RF探针的共同方向上定向。可选地，在任一前述示例中，所述缝隙天线振子中的至少一些可以包括第一和第二辐射缝隙。可选地，在任一前述示例中，所述第一和第二辐射缝隙以直角相交。根据第二方面，为一种波束转向RF信号的方法，包括：提供一种径向波导结构，包括：相对的第一和第二表面之间的波导区域；设置在所述波导区域中用于生成RF信号的射频(radiofrequency，RF)探针；设置在所述第一表面上用于发射来自所述波导区域的RF信号的多个辐射缝隙天线振子；设置在所述波导区域内的多个隔开的导电元件；以及多个可调谐元件，每个所述可调谐元件包括通过可变电容和电感线分别耦合到一个所述导电元件的四分之一波长RF扼流圈。所述方法包括通过微控制器控制所述可调谐元件的所述可变电容控制所述波导区域内所述RF信号的传播方向。可选地，在任一前述示例中，所述径向波导包括定义所述第一表面的第一圆板和定义所述第二表面的第二圆板，所述辐射缝隙天线振子穿过所述第一圆板，每个所述导电元件穿过所述第一和第二圆板，所述可调谐元件设置在所述第二圆板上。可选地，在任一前述示例中，所述RF探针位于所述波导区域的中心，所述导电元件以径向和周向周期性形式围绕所述RF探针设置，所述缝隙天线振子以环形设置在所述第一圆板上，所述缝隙天线振子到所述探针的径向距离比所述导电元件的大。根据实施例第三方面，为一种径向波导天线结构，包括：第一和第二圆板，定义了二者之间的径向波导区域；射频(radiofrequency，RF)探针，设置在所述波导区域的中心位置，用于生成RF信号；多个辐射缝隙天线振子，设置在所述第一表面上，用于发射来自所述波导区域的RF信号；以及多个移相器，每个所述移相器包括通过可变电容和电感线耦合到设置在所述波导区域中的导电元件的RF扼流圈。所述移相器的所述可变电容可以调节，以便控制所述波导区域内所述RF信号的传播方向。可选地，在任一前述示例中，所述RF扼流圈为四分之一波长RF扼流圈，每个所述可变电容由通过所述RF扼流圈施加的DC控制信号控制。可选地，在任一前述示例中，所述RF探针位于所述波导区域的中心，所述导电元件以周期性形式围绕所述RF探针设置，所述缝隙天线振子以环形设置在所述第一圆板上。可选地，在任一前述示例中，所述缝隙天线振子到所述探针的径向距离比所述导电元件的大。可选地，在任一前述示例中，所述缝隙天线振子中的至少一些包括第一和第二辐射缝隙。可选地，在任一前述示例中，所述第一和第二辐射缝隙以直角相交。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：图1示出了用于传送数据的无线网络的图。图2为根据示例实施例的可重配置径向线缝隙天线的等轴顶视图和前视图。图3为天线顶板部分切除以示出天线内部结构的图2的天线的等轴视图。图4为图2的天线的侧视示意图。图5为去除了顶板的图2的天线的顶视图。图6为图2的天线的底部视图。图7为根据示例实施例的图2的天线的可调谐元件电路的示意图。图8为图2的天线的顶视图。图9为图2的天线的另一实施例的顶视图。图10示出了根据示例实施例的由于电容性负载变化导致的天线的模拟RF信号辐射图。图11为天线的另一示例实施例的顶视图。除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。描述方位的术语，例如顶、底、前、后、左和右，在本公开中用作相对术语。具体实施方式本文公开了波束转向宽带无线传输，例如在RF或微波频率范围内的信号的灵活天线的示例实施例。在本文中使用的术语RF频率和RF信号分别用来表示RF、微波以及无线通信频谱中其它合适区域中的频率和信号。图1示出了用于传送数据的网络100。网络100包括具有覆盖区域112的接入点(accesspoint，AP)110、多个用户设备(userequipment，UE)120和回程网络130。AP110可以包括能够提供无线接入例如用以与UE120建立上行链路(短划线)和/或下行链路(点线)连接的任何组件。AP110的示例包括基站(nodeB)、增强型基站(eNB)、毫微微小区、无线LAN或WiFi接入点以及其它无线使能设备。UE120可以包括能够与AP110建立无线连接的任何组件。回程网络130可以是使数据能够在AP110和远程终端(未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线，其特征在于，包括：径向波导，定义了相对的第一和第二表面之间的波导区域；射频(radio frequency，RF)探针，设置在所述波导区域中，用于生成RF信号；多个辐射缝隙天线振子，设置在所述第一表面上，用于发射来自所述波导区域的RF信号；多个隔开的导电元件，设置在所述波导区域内；多个可调谐元件，每个可调谐元件包括通过可变电容和电感线分别耦合到一个所述导电元件的四分之一波长RF扼流圈；多条DC控制线，每条DC控制线与所述可调谐元件中的至少一个连接，以调节其所述可变电容；控制电路，耦合到所述DC控制线并用于选择性地使用DC电流值调节所述可调谐元件的所述可变电容，以便控制来自所述RF探针的所述RF信号的传播方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.27 US 15/418,4101.一种天线，其特征在于，包括：径向波导，定义了相对的第一和第二表面之间的波导区域；射频(radiofrequency，RF)探针，设置在所述波导区域中，用于生成RF信号；多个辐射缝隙天线振子，设置在所述第一表面上，用于发射来自所述波导区域的RF信号；多个隔开的导电元件，设置在所述波导区域内；多个可调谐元件，每个可调谐元件包括通过可变电容和电感线分别耦合到一个所述导电元件的四分之一波长RF扼流圈；多条DC控制线，每条DC控制线与所述可调谐元件中的至少一个连接，以调节其所述可变电容；控制电路，耦合到所述DC控制线并用于选择性地使用DC电流值调节所述可调谐元件的所述可变电容，以便控制来自所述RF探针的所述RF信号的传播方向。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，每个所述可调谐元件包括将所述RF扼流圈耦合到所述DC控制线的保护电阻器。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述径向波导包括定义所述第一表面的第一圆板和定义所述第二表面的第二圆板，所述辐射缝隙天线振子穿过所述第一圆板。4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，每个所述导电元件穿过所述第一和第二圆板，所述可调谐元件设置在所述第二圆板上。5.根据权利要求3至4中任一项所述的天线，其特征在于，所述RF探针位于所述波导区域的中心，所述导电元件以径向和周向周期性形式围绕所述RF探针设置。6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述缝隙天线振子以环形设置在所述第一圆板上，所述缝隙天线振子到所述探针的径向距离比所述导电元件的大。7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述DC控制线中的至少一些与两个或两个以上所述可调谐元件连接。8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线，其特征在于，所述缝隙天线振子中的至少一些形状和尺寸相同，但在不同方向上定向。9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线，其特征在于，所述缝隙天线振子形状和尺寸相同，并且在相对于所述RF探针的同一方向上定向。10.根据权利要求1至9中任一项所述的天线，其特征在于，所述缝隙天线振子中的至少一些包括第一和第二辐射缝隙。11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，所述第一和第二辐射缝隙以直角相交。12.一种波束转向RF信号的方法，其特征在于，包括：提...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈林姆·博泰亚伯，马莱柯·克莱姆斯，法耶兹·赫加，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44