【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种相模控制单元、相控阵、通信设备及方法。
技术介绍
1、在现代无线通信技术中，电磁波在传输过程中难以对全空间进行覆盖，需要相控阵对热点区域进行扫描，以满足大范围内无线通信信号的传输。因此，宽角扫描相控阵以其可以覆盖更广的扫描范围，确保用户的通信稳定性，显著提升天线的使用效率等特性变得越来越重要。
2、目前，全世界诸多学者基于多种方法，对宽角扫描相控阵进行了深入地研究，包括使用宽波束单元、改变阵列因子和使用方向图可重构技术。第一现有技术方案中使用宽波束寄生像素层天线作为相控阵中的宽波束单元实现了宽角扫描；但是，增加辐射单元的波束会导致辐射增益下降，导致阵列增益不高的问题。第二现有技术方案通过改变阵列因子，使用曲面阵列结构构建了宽角扫描相控阵；然而，这种方法设计的相控阵体积庞大、结构复杂，不利于相控阵的大规模集成和小型化。第三现有技术方案利用pin管使相控阵单元的方向图可以重新配置，以此构建宽角扫描相控阵；但是，这种方法需要使用有源器件，会引入额外的有源损耗。
技术实现思路
1、为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种相模控制单元、相控阵、通信设备及方法。
2、本专利技术提供的第一技术方案是：
3、一种相模控制单元，包括：
4、第一端口，用于激励具备边射方向图的第一辐射体；
5、第二端口，用于激励具备端射方向图的第二辐射体；
6、当两个端口
7、进一步地，所述第一辐射体工作在tm01模式或tm10模式，所述第二辐射体工作在tm22模式。
8、进一步地，两个端口的激励形式包括直连激励或耦合激励。
9、进一步地，所述第一辐射体和所述第二辐射体设置在同一平面上或者设置在不同的平面上。
10、本专利技术提供的第二技术方案是：
11、一种设计方法，用于设计如上所述的一种相模控制单元，包括以下步骤：
12、根据辐射体的工作模式，确定所述第一辐射体的初始尺寸为0.25λ0-0.75λ0，以及确定所述第二辐射体的初始尺寸为0.75λ0-1.25λ0；其中，λ0表示中心工作频率f0处电磁波在真空中的波长；
13、通过控制两个端口间的相位差以控制所述相模控制单元的方向图发生相应的偏转。
14、本专利技术提供的第三技术方案是：
15、一种相控阵，包括多个如上所述的相模控制单元，将所述相模控制单元按照预设间隔排布组成相控阵。
16、进一步地，所述相控阵的阵列排布方式包括平面阵列排布或曲面阵列排布；多个所述相模控制单元排列成单行或者多行。
17、进一步地，所述相控阵中具备边射方向图的所有辐射体的极化方式保持一致，所述相控阵中具备端射方向图的所有辐射体的极化方式保持一致。
18、本专利技术提供的第四技术方案是：
19、一种波束控制方法，用于控制如上所述的一种相控阵，包括以下步骤：
20、在所述相控阵在进行波束扫描时，控制各所述相模控制单元之间保持预设的相位差δα；
21、控制各所述相模控制单元的两个端口的相位差使所述相模控制单元的波束方向与相控阵扫描方向保持一致。
22、本专利技术提供的第五技术方案是：
23、一种无线通信设备，包括如上所述的一种相模控制单元或者如上所述的一种相控阵。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、(1)本专利技术的相模控制单元结构简单，通过控制端口之间的相位差，实现波束方向的切换，而不需要使用任何有源器件，通过该相模控制单元构建成相控阵，可以实现大范围的宽角扫描。
26、(2)本专利技术的相模控制单元在实现波束切换时的辐射性能不会受到影响，在多种辐射模式下，相控阵单元的增益稳定，通过该相模控制单元构建成相控阵，可以保证相控阵的增益稳定。
27、(3)本专利技术的相模控制单元尺寸紧凑、制作工艺简单，容易拓展至大规模相控阵，利于相控阵的小型化和集成。
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1.一种相模控制单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种相模控制单元，其特征在于，所述第一辐射体工作在TM01模式或TM10模式，所述第二辐射体工作在TM22模式。
3.根据权利要求1所述的一种相模控制单元，其特征在于，两个端口的激励形式包括直连激励或耦合激励。
4.根据权利要求1所述的一种相模控制单元，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体设置在同一平面上或者设置在不同的平面上。
5.一种设计方法，用于设计如权利要求1-4任一项所述的一种相模控制单元，其特征在于，
6.一种相控阵，其特征在于，包括多个如权利要求1-4任一项所述的相模控制单元，将所述相模控制单元按照预设间隔排布组成相控阵。
7.根据权利要求6所述的一种相控阵，其特征在于，所述相控阵的阵列排布方式包括平面阵列排布或曲面阵列排布；多个所述相模控制单元排列成单行或者多行。
8.根据权利要求6所述的一种相控阵，其特征在于，所述相控阵中具备边射方向图的所有辐射体的极化方式保持一致，所述相控阵中具备端射方向图的所有辐射体的极
9.一种波束控制方法，用于控制如权利要求6-8任一项所述的一种相控阵，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种无线通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-4所述的一种相模控制单元或者如权利要求6-8所述的一种相控阵。
...【技术特征摘要】
1.一种相模控制单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种相模控制单元，其特征在于，所述第一辐射体工作在tm01模式或tm10模式，所述第二辐射体工作在tm22模式。
3.根据权利要求1所述的一种相模控制单元，其特征在于，两个端口的激励形式包括直连激励或耦合激励。
4.根据权利要求1所述的一种相模控制单元，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体设置在同一平面上或者设置在不同的平面上。
5.一种设计方法，用于设计如权利要求1-4任一项所述的一种相模控制单元，其特征在于，
6.一种相控阵，其特征在于，包括多个如权利要求1-4任一项所述的相模控制单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹云飞，王隽颀，薛泉，车文荃，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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