WO2015172291A1

WO2015172291A1 - 一种天线及无线设备

Info

Publication number: WO2015172291A1
Application number: PCT/CN2014/077276
Authority: WO
Inventors: 蔡华; 邹克利
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-11-19
Also published as: EP3091611A4; EP3091611A1; US20160352001A1; EP3091611B1; CN106063035A; US10186757B2; CN106063035B; ES2746398T3

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开一种天线及无线设备，天线包括：本体，本体包括顶板和底板，顶板设有多个辐射结构，底板设有馈电结构；多排增益补偿结构，以将本体划分为至少两个辐射区；每一排增益补偿结构包括多个增益补偿单元和屏蔽结构；屏蔽结构位于顶板和底板之间，每一个增益补偿单元包括：位于屏蔽结构朝向馈电结构一侧的第一耦合结构，且第一耦合结构的至少一部分位于顶板和底板之间；位于屏蔽结构背离馈电结构一侧的第二耦合结构，且第二耦合结构的至少一部分位于顶板和底板之间；第一单级行波放大单元，第一单级行波放大单元工作时，其输入端与第一耦合结构连接，且输出端与第二耦合结构连接。该天线的口径效率和天线增益较高。

Description

一种天线及无线设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种天线及无线设备。背景技术在通信技术领域，随着新兴应用的发展，无线接入网络朝着高容量、毫米波、多频带应用方面发展，因此，无线设备对天线提出了更高的需求，为了适应这种需求，要求天线具有低剖面形式以便满足毫米波段无线设备集成化的需求，同时还需要天线具有高增益特性以适应毫米波段信号传播衰减大的情形。

漏波天线（ Leaky wave antenna, LWA ) 因其馈电单元及辐射单元的结构筒单、适合平面结构、且具有宽频带特性，从而使其成为低成本低剖面宽频带天线的设计中釆用的主要技术方案。

漏波天线的辐射原理为：馈电单元在漏波天线内激励形成的信号波沿着漏波天线形成的口径以漏波形式被辐射出去，实现信号的发射。

但是，现有技术中的漏波天线发射毫米波段的信号时，因为信号在漏波天线的口径上一边传输一边进行漏波辐射，使得漏波天线的信号幅度在口径面上其自馈电单元向周围方向呈指数衰减，由此使得天线的口径效率较低，天线的增益性较低。发明内容本发明提供了一种天线及无线设备，该天线能够提高天线的口径效率，提高天线的增益性。

第一方面，提供一种天线，包括：

本体，所述本体具有平行设置的顶板和底板，所述顶板设有多个泄漏信号用的辐射结构，所述底板设有信号激励用的馈电结构，以在顶板和底板之间产生能够传播的 TE波及 TM波；

多排增益补偿结构，以将所述本体划分为至少两个辐射区，每个辐射区包括所述多个辐射结构中的一部分辐射结构；每一排所述增益补偿结构包括多个增益补偿单元，和沿所述多个增益补偿单元排列方向延伸的屏蔽结构；其中，所述展蔽结构位于所述顶板和所述底板之间，以将两个所述辐射区之间隔离，且每一个增益补偿单元包括：

第一耦合结构，所述第一耦合结构位于所述展蔽结构朝向所述馈电结构一侧，且所述第一耦合结构的至少一部分位于所述顶板和所述底板之间；第二耦合结构，所述第二耦合结构位于所述展蔽结构背离所述馈电结构一侧，且所述第二耦合结构的至少一部分位于所述顶板和所述底板之间；

第一单级行波放大单元，所述第一单级行波放大单元工作时，其输入端与所述第一耦合结构连接，且输出端与所述第二耦合结构连接。

结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述顶板为具有左手材料或右手材料结构的金属板；所述底板为良导体金属、或者具有左手材料或右手材料结构的金属板。

结合上述第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述顶板和底板之间填充有空气，且所述顶板和所述底板设有支撑结构，支撑于所述顶板和底板之间；或者，

所述顶板与所述底板之间设有介盾层。

结合上述第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述多排增益补偿单元中：至少一排所述增益补偿结构的增益补偿单元的排列方向与所述馈电结构激励产生的 TE波传播方向垂直，且至少一排所述增益补偿结构的增益补偿单元的排列方向与所述馈电结构激励产生的 TM波传播方向垂直；或者，

各排所述增益补偿结构中的增益补偿单元的排列方向相互平行，且排列方向与所述馈电结构激励产生的 TE波传播方向垂直；或者，

各排所述增益补偿结构中的增益补偿单元的排列方向相互平行，且排列方向与所述馈电结构激励产生的 TM波传播方向垂直。

结合上述第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述多排增益补偿结构形成至少一个封闭环形的增益补偿结构，其中：

每一个所述增益补偿结构包括两排增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直的增益补偿结构，和两排增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直的增益补偿结构，所述馈电结构在所述底板背离所述顶板一面的投影位于所述环形增益结构在所述底板背离所述顶板一面的投影围成的区域内。

结合上述第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，每一个所述增益补偿单元中，所述第一耦合结构和所述第二耦合结构之间为无源互易结构。

结合上述第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，每一个所述增益补偿单元中：

所述第一耦合结构为耦合探针 , 且耦合探针的第一端与其对应的第一单级行波放大单元的输入端之间通过导体连接，耦合探针的第二端伸入所述顶板和所述底板之间；所述第二耦合结构为耦合探针，且耦合探针的第一端与其对应的第一单级行波放大单元的输出端之间通过导体连接，耦合探针的第二端伸入所述顶板和所述底板之间；其中：

当一排增益补偿结构中增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直时，每一个所述耦合探针的第二端形成一对称偶极子，且第一端与所述第一单级行波放大单元之间的导体具有 18。巴伦结构；

当一排增益补偿结构中增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直时，每一个所述耦合探针的第二端形成环形结构。

结合上述第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，当一排增益补偿结构中增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直时，每一个耦合探针距离所述展蔽结构的间距为所述 TE波波长的四分之一；

当一排增益补偿结构中增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直时，每一个耦合探针距离所述展蔽结构的间距为所述 TM波波长的二分之一。

结合上述第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，当一排增益补偿结构中增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直时，相邻的两个耦合探针之间的间距小于等于所述 TE波波长的二分之一；

当一排增益补偿结构中增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直时，相邻的两个耦合探针之间的间距小于等于所述 TM波波长的二分之一。

结合上述第一方面，在第九种可能的实现方式中，所述顶板设有的多个泄漏用的辐射结构，包括：

所述顶板开设的多个矩形开槽，每一个所述辐射区内的矩形开槽阵列分布，且每一个矩形开槽中，任意相邻的两个侧壁中，一个侧壁与所述馈电结构激励产生的 TM波传播方向垂直，另一个侧壁与所述馈电结构激励产生的 TE波传播方向垂直；或者，

所述顶板开设的多个相互平行的长槽，且所述长槽的长度方向与所述馈电结构激励产生的 TM波传播方向垂直，或者，所述长槽的长度方向与所述馈电结构激励产生的 TE波传播方向垂直。

结合上述第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式、第三种可能的实现方式、第四种可能的实现方式、第五种可能的实现方式、第六种可能的实现方式、第七种可能的实现方式、第八种可能的实现方式、第九种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，每一个所述增益补偿单元中，每一排所述增益补偿单元具有的第一单级行波放大单元位于所述顶板背离所述底板的一侧，且所述顶板与每一个所述单级行波放大单元之间具有介盾层，每一个所述单级行波放大单元的接地端通过接地线与所述顶板连接。

结合上述第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式、第三种可能的实现方式、第四种可能的实现方式、第五种可能的实现方式、第六种可能的实现方式、第七种可能的实现方式、第八种可能的实现方式、第九种可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，每一个所述增益补偿单元中，还包括第二单级行波放大单元；所述第二单级行波放大单元的输入端与所述第二耦合结构之间、以及所述第一单级行波放大单元的输出端与所述第二耦合结构之间设有开关结构，所述第二单级行波放大单元的输出端与所述第一耦合结构之间、所述第一单级行波放大单元的输入端与所述第一耦合结构之间设有开关结构；其中，

当所述开关结构和开关结构均处于第一状态时，所述第一单级行波放大单元的输入端与所述第一耦合结构连接 , 且输出端与所述第二耦合结构连接；

当所述开关结构和开关结构均处于第二状态时，所述第二单级行波放大单元的输出端与所述第一耦合结构连接 , 且输入端与所述第二耦合结构连接。

第二方面，提供一种无线设备，包括上述第一方面及其各种可能的实现方式中提供的任一种天线

上述第一方面提供的天线、以及第二方面提供的无线设备，上述天线中底板设有的馈电结构可以在天线的顶板和底板之间激励产生 TE波和 TM波，然后 TE波与 TM波通过顶板设有的辐射结构以漏波形式被辐射出去，天线具有的多排增益补偿结构中，每一个增益补偿单元具有的第一单级行波放大单元工作时，其输入端与屏蔽结构朝向馈电结构一侧的第一耦合结构连接，输出端与屏蔽结构背离馈电结构一侧的第二耦合结构连接，因此，第一单级行波放大单元工作时，每一排增益补偿结构两侧的辐射区中，第一耦合结构可以将距离馈电结构较近的辐射区对应的天线结构内的信号导入到第一单级行波放大单元中，以通过第一单级行波放大单元对已经衰减的信号幅度进行增益补偿，然后再通过第二耦合结构输入到距离馈电结构较远的辐射区对应的天线结构内。已经衰减了的信号在通过第一单级行波放大单元之后其衰减的信号幅度可以通过第一单级行波放大单元进行增益补偿，进而抑制了信号由于天线逐步漏波辐射导致的幅度逐步衰减这种削推效应，因此，提高了天线的口径效率，提高了天线增益。

所以，本发明提供的天线能够提高天线的口径效率，提高天线的增益性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作筒单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明一种实施例提供的天线的结构示意图；

图 2为本发明一种实施例提供的天线中增益补偿单元的结构示意图；

图 3为本发明一种实施例提供的天线中增益补偿单元的原理示意图；

图 4a〜图 4c为本发明提供的天线中增益补偿单元的几种分布结构示意图；

图 5为本发明另一种实施例提供的天线中增益补偿单元的结构示意图；

图 6为本发明一种实施例提供的天线中一种耦合结构的结构示意图；图 7为本发明另一种实施例提供的天线中一种耦合结构的结构示意图；图 8为图 7所示结构的耦合结构的侧视图；

图 9a〜图 9c为本发明一种实施例提供的天线中顶板设置的辐射结构的结构示意图；图 10 为本发明一种实施例提供的天线中增益补偿单元具有分时双向增益补偿的原理示意图。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。

本发明实施例提供了一种天线及具有该天线的无线设备，该天线能够对天线顶板和底板之间的信号进行增益补偿，进而抑制了信号由于天线逐步漏波辐射导致的幅度逐步衰减这种削推效应，提高了天线的口径效率，提高了天线增益。下面结合附图对上述天线及无线设备进行描述。

请参考图 1、图 2和图 3 , 图 1为本发明一种实施例提供的天线的结构示意图；图 2 为本发明一种实施例提供的天线中增益补偿单元的结构示意图；图 3为本发明一种实施例提供的天线中增益补偿单元的原理示意图。

如图 1所示，本发明实施例提供的天线包括：

本体，本体具有平行设置的顶板 1和底板 2, 顶板 1设有多个泄漏用的辐射结构 11 , 底板 2设有馈电结构 21 , 馈电结构 21用于信号激励，以在顶板 1和底板 2之间产生能够传播的 TE波及 TM波；

多排增益补偿结构 12, 多排增益补偿结构 12将天线的本体划分为多个辐射区，每一个辐射区内包括一部分辐射结构，以图 1所示的天线为例，如四排增益补偿结构 122围成的辐射区 a、位于四排增益补偿结构 122和四排增益补偿结构 121之间的辐射区 b、以及位于四排增益补偿结构 121之外的辐射区 c。

以图 1所示的天线结构、以及辐射区 b和辐射区 c之间的增益补偿单元 121为例，具体地，每一排增益补偿结构 121包括多个增益补偿单元，和沿多个增益补偿单元的排列方向延伸的屏蔽结构 124, 屏蔽结构 124位于顶板 1和底板 2之间，以将辐射区 b和辐射区 c之间隔离，进而对辐射区 b和辐射区 c位于顶板 1和底板 2之间的信号通道隔断；其中，请结合图 1参考图 2, 如图 2所示，每一个增益补偿单元包括：

第一耦合结构 123 , 第一耦合结构 123位于屏蔽结构 124朝向馈电结构 21—侧，且第一耦合结构 123的至少一部分位于顶板 1和底板 2之间；第二耦合结构 125 , 第二耦合结构 125位于屏蔽结构 124背离馈电结构 21—侧，且第二耦合结构 125的至少一部分位于顶板 1和底板 2之间；

第一单级行波放大单元 126, 第一单级行波放大单元 126工作时，其输入端与第一耦合结构 123连接，且输出端与第二耦合结构 125连接。优选地，第一单级行波放大单元 126 位于本体的外侧。

上述天线中，底板 2设有的馈电结构 21可以在天线的顶板 1和底板 2之间激励产生 TE波和 TM波，然后 TE波与 TM波通过顶板 1设有的辐射结构 11以漏波形式被辐射出去；继续以图 2所示结构的增益补偿单元为例，请结合图 2和图 3 , 天线具有的多排增益补偿结构 12中，每一个增益补偿单元具有的第一单级行波放大单元 126工作时，其输入端与屏蔽结构 124朝向馈电结构 21—侧的第一耦合结构 123连接，输出端与屏蔽结构 124 背离馈电结构 21—侧的第二耦合结构 125连接，因此，第一单级行波放大单元 126工作时，辐射区 b和辐射区 c中，第一耦合结构 123可以将距离馈电结构 21较近的辐射区 b 对应的天线结构内的信号导入到第一单级行波放大单元 126中，以通过第一单级行波放大单元 126对已经衰减的信号幅度进行增益补偿，然后再经过第二耦合结构 125输入到距离馈电结构 21较远的辐射区 c对应的天线结构内。已经衰减了的信号在通过第一单级行波放大单元 126之后其衰减的信号幅度可以通过第一单级行波放大单元 126进行增益补偿，进而抑制了信号由于天线逐步漏波辐射导致的幅度逐步衰减这种削推效应 , 由此提高了天线的口径效率以及天线增益。

所以，本发明提供的天线能够提高天线的口径效率和天线的增益。

一种实施例中，天线具有的顶板 1为具有左手材料、或右手材料结构的金属板；底板 2为良导体金属、或者具有左手材料或右手材料结构的金属板。顶板 1和底板 2釆用金属左手材料或者金属右手材料制备，能够对辐射波形进行灵活控制，以能够实现对特定波束以及从边射到端射的扫描波束的控制。

一种实施例中，天线具有的顶板 1和底板 2之间填充有空气，且顶板 1与底板 2之间设有支撑结构，该支撑结构支撑于顶板 1与底板 2之间；或者，

顶板 1与底板 2之间设有介盾层，这样在实际生产中可以釆用低成本的 PCB工艺制备上述天线，以降低天线的设备成本。

一种实施例中，请结合图 1参考图 4a〜图 4c, 多排增益补偿单元 12中：

如图 4a和图 4c所示，至少一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向 E1和 E2垂直，且至少一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TM波传播方向 Ml和 M2垂直；或者，每一排增益补偿结构 12的增益补偿单元的排列方向与馈电结构激励产生的 TE波传播方向 E1和 E2垂直；或者，如图 4b所示，每一排增益补偿结构 12的增益补偿单元的排列方向与馈电结构激励产生的 TM波传播方向 Ml和 M2垂直。

如图 1和图 4a所示，一种优选实施方式中，当多排增益补偿单元 12中，至少一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向 E1 和 E2垂直，且至少一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TM波传播方向 Ml和 M2垂直时，上述多排增益补偿单元 12形成至少一个环形增益补偿结构，如图 1中所示的四排增益补偿单元 121形成的环形增益补偿结构，和四排增益补偿单元 122形成的环形增益补偿结构，其中：

每一个环形增益补偿结构包括两排增益补偿单元的排列方向与 TE波传播方向垂直的增益补偿结构 12,和两排增益补偿单元的排列方向与与 TM波传播方向垂直的增益补偿结构 12, 馈电结构 21在底板 2背离顶板 1一面的投影位于环形增益结构在底板 1背离顶板 2—面的投影围成的区域内。如图 1中所示，馈电结构 21在底板 1背离顶板 2—面的投影位于辐射区 a在底板 1背离顶板 2—面的投影内。

另一种优选实施方式中，如图 2所示，每一排增益补偿单元 12中，第一耦合结构 123 和第二耦合结构 125之间为无源互易结构。

进一步地，请结合图 5参考图 6和图 7, 每一个增益补偿单元中，第一耦合结构 123 为耦合探针，如图 7中所示的耦合探针 1231 , 耦合探针 1231的第一端与其对应的第一单级行波放大单元 126的输入端之间通过导体 127连接，且耦合探针 1231的第二端伸入顶板 1和底板 2之间；第二耦合结构 125为耦合探针，如图 6中所示的 1251 , 每一个耦合探针 1251的第一端与其对应的第一单级行波放大单元 126的输出端之间通过导体 128连接，且第二端伸入顶板 1和底板 2之间。

其中，如图 6所示，当一排增益补偿结构 12中增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向垂直时，如图 6中所示，与该排增益补偿单元对应的每一个耦合探针 1231和耦合探针 1251的第二端形成对称偶极子，且耦合探针 1231的第一端与第一单级行波放大单元 126之间的导体 127具有 180。巴伦结构，且耦合探针 1251的第一端与第一单级行波放大单元 126之间的导体 128具有 180。巴伦结构；因电场方向平行于天线板，对称偶极子上的感应电流反向需要经过 180° 巴伦结构实现合并。

如图 7所示，当一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TM波传播方向垂直时，如图 7中所示，与该排增益补偿单元对应的每一个耦合探针 1231和耦合探针 1251的第二端形成环形结构。

更近一步地，如图 6所示，当一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向 E1和 E2垂直时，每一个耦合探针 1231和耦合探针 1251距离屏蔽结构 124的间距 d为 TE波波长的四分之一，因为此处为 TE波的电场强度最强处。

如图 7和图 8所示，当一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TM波传播方向垂直时，每一个耦合探针 1231以及耦合探针 1251距离屏蔽结构 124的间距 D为 TM波波长的二分之一，因为此处为 TM波的磁场最强处。

更近一步地，当一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向垂直时，相邻的两个耦合探针之间的间距小于等于 TE波波长的二分之一，以避免高次模传播；

当一排增益补偿结构 12中的增益补偿单元的排列方向与馈电结构 21激励产生的 TM 波传播方向垂直时，相邻的两个耦合探针之间的间距小于等于 TM波波长的二分之一，以避免高次模传播。

一种实施例中，请参考图 9a〜图 9c, 顶板 1设有的多个泄漏用的辐射结构 11 , 包括：如图 9a所示，辐射结构 11可以为顶板 1开设的多个矩形开槽，每一个辐射区内的矩形开槽阵列分布，且每一个矩形开槽中，任意相邻的两个侧壁中，一个侧壁与馈电结构 21 激励产生的 TM波传播方向垂直，另一个侧壁与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向垂直；或者，

如图 9b和图 9c所示，辐射机构 11还可以为顶板 1开设的多个相互平行的长槽，长槽的长度方向与馈电结构 21激励产生的 TE波传播方向垂直；或者如图 9c所示，长槽的长度方向与馈电结构 21激励产生的 TM波传播方向垂直。

一种实施例中，请参考图 2和图 5 , 上述多排增益补偿结构 12中，每一排增益补偿结构 12具有的第一单级行波放大单元 126位于顶板 1背离底板 2的一侧，且顶板 1与每一个单级行波放大单元 126之间具有介盾层 3 , 每一个第一单级行波放大单元 126的接地端通过接地线 1261与顶板 1连接，以实现第一单级行波放大单元 126的接地。介盾层 3可以仅仅设置在第一单级行波放大单元 126与顶板 1之间，如图 2所示；介盾层 3还可以覆盖顶板 1背离底板 2的侧面，如图 5所示。当然，第一单级行波放大单元 126还可以形成于上述背板 2背离顶板 1的一侧，具体结构这里不再赘述。

请参考图 10,—种实施例中，每一个增益补偿单元还包括第二单级行波放大单元 129; 第二单级行波放大单元 129的输入端与第二耦合结构 125之间、以及第一单级行波放大单元 126的输出端与第二耦合结构 125之间设有开关结构 130, 第二单级行波放大单元 129 的输出端与第一耦合结构 123之间、第一单级行波放大单元的输入端与第一耦合结构 123 之间设有开关结构 131 ; 其中，

当开关结构 130和开关结构 131均处于第一状态时，第一单级行波放大单元 126的输入端与第一耦合结构 123连接，且输出端与第二耦合结构 125连接；

当开关结构 130和开关结构 131均处于第二状态时，第二单级行波放大单元 129的输出端与第一耦合结构 123连接，且输入端与第二耦合结构 125连接。

上述结构的天线中，每一个增益补偿单元中的第一单级行波放大单元 126和第二单级行波放大单元 129并排设置，且通过两个开关 130相互连接，第一单级行波放大单元 126 和第二单级行波放大单元 129之间可以实现分时控制，且由于第一单级行波放大单元 126 与第二单级行波放大单元 129的放大方向相反，对应的信号流向相反，进而使天线实现分时双向通信的作用。

一种实施例中，天线底板 2设置的馈电结构可以有多种结构，如：

同轴线馈电结构；或者，

波导馈电结构，如矩形波导馈电结构，矩形波导的尺寸为对应工作频段的标准波导即可，同样为了能够使矩形波导最大程度的激励起对应的 TE波及 TM波，其放置方法要求矩形波导的长边与 TE波的传播方向相同，短边与 TM波的传播方向相同，矩形波导的波导口面与底板 2平行并位于底板 2的下方，在底板 2上开设与矩形波导的波导口同样大小的矩形口、以将矩形波导的信号引入到天线中，进而实现对天线的馈电；或者，

电偶极子馈电结构，电偶极子的长度通常为半个波长，为了使电偶极子能够最大程度的激励起对应的 TE波及 TM波，电偶极子的放置方法为：电偶极子的方向与底板 2平行、且与 TM波的传播方向平行，电偶极子双馈线的方向垂直于底板 2且并位于底板 2的下方，通过在底板 2设置的开孔使得电偶极子能够置于天线内部从而实现对天线的馈电；或者，或者折叠电偶极子馈电结构；或者，

磁偶极子馈电结构，馈电结构为底板 2上开设的缝隙槽馈电结构，缝隙的长度大约为半个工作波长，为了使波导能够最大程度的激励起对应的 TE波及 TM波，其放置方法要求：缝隙的长边与 TE波的传播方向相同，缝隙可以通过在底板 2下方开缝得到，通过缝隙耦合将波导信号耦合到天线主结构之中。

另一方面，本发明实施例还提供了一种无线设备，包括上述各实施例及其实施方式中提供的天线。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权利要求

1、一种天线，其特征在于，包括：

本体，所述本体具有平行设置的顶板（ 1 )和底板（2), 所述顶板（ 1 )设有多个泄漏信号用的辐射结构（ 11 ), 所述底板（ 2 )设有信号激励用的馈电结构（ 21 ), 以在顶板（ 1 ) 和底板（ 2 )之间产生能够传播的 TE波及 TM波；

多排增益补偿结构（ 12), 以将所述本体划分为至少两个辐射区，每个辐射区包括所述多个辐射结构（11 ) 中的一部分辐射结构；每一排所述增益补偿结构（12) 包括多个增益补偿单元和沿所述多个增益补偿单元排列方向延伸的屏蔽结构（ 124); 其中，所述展蔽结构（ 124)位于所述顶板（ 1 )和所述底板（2)之间，以将两个所述辐射区之间隔离，且每一个增益补偿单元包括：

第一耦合结构（123), 所述第一耦合结构（123)位于所述展蔽结构（124)朝向所述馈电结构（21 )—侧，且所述第一耦合结构（123) 的至少一部分位于所述顶板（1 )和所述底板（2)之间；

第二耦合结构（ 125 ), 所述第二耦合结构（ 125 )位于所述展蔽结构（ 124) 背离所述馈电结构（21 )—侧，且所述第二耦合结构（125) 的至少一部分位于所述顶板（1 )和所述底板（2)之间；

第一单级行波放大单元（126), 所述第一单级行波放大单元（126) 工作时，其输入端与所述第一耦合结构（123)连接，且输出端与所述第二耦合结构（125)连接。

2、根据权利要求 1所述的天线，其特征在于，所述顶板（ 1 ) 为具有左手材料或右手材料结构的金属板；所述底板（2) 为良导体金属、或者具有左手材料或右手材料结构的金属板。

3、根据权利要求 1所述的天线，其特征在于，

所述顶板（ 1 )和底板（ 2 )之间填充有空气，且所述顶板（ 1 )和所述底板（ 2 )设有支撑结构，支撑于所述顶板（ 1 )和底板（2)之间；或者，

所述顶板（ 1 ) 与所述底板（2)之间设有介盾层。

4、根据权利要求 1所述的天线，其特征在于，所述多排增益补偿结构（12) 中：至少一排所述增益补偿结构（12) 的增益补偿单元的排列方向与所述馈电结构（21 ) 激励产生的 TE波传播方向垂直，且至少一排所述增益补偿结构（12) 的增益补偿单元的排列方向与所述馈电结构（21 )激励产生的 TM波传播方向垂直；或者，

每一排所述增益补偿结构（12) 中的增益补偿单元的排列方向与所述馈电结构（21 ) 激励产生的 TE波传播方向垂直；或者，

每一排所述增益补偿结构（12) 中的增益补偿单元的排列方向与所述馈电结构（21 ) 激励产生的 TM波传播方向垂直。

5、根据权利要求 4 所述的天线，其特征在于，所述多排增益补偿结构（12 )形成至少一个封闭环形的增益补偿结构，其中：

每一个所述增益补偿结构包括两排增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直的增益补偿结构（12 ), 和两排增益补偿单元的排列方向与所述 TM 波传播方向垂直的增益补偿结构（ 12 ), 所述馈电结构（21 )在所述底板（2 ) 背离所述顶板（ 1 )一面的投影位于所述环形增益结构在所述底板（2 ) 背离所述顶板（1 )一面的投影围成的区域内。

6、根据权利要求 4 所述的天线，其特征在于，每一个所述增益补偿单元中，所述第一耦合结构（123 )和所述第二耦合结构（125 )之间为无源互易结构。

7、根据权利要求 6 所述的天线，其特征在于，每一个所述增益补偿单元中，所述第一耦合结构（123 ) 为耦合探针，且耦合探针的第一端与其对应的第一单级行波放大单元

( 126 ) 的输入端之间通过导体（ 127 ) 连接，耦合探针的第二端伸入所述顶板（ 1 )和所述底板（2 )之间；所述第二耦合结构（125 )为耦合探针，且耦合探针的第一端与其对应的第一单级行波放大单元（126 ) 的输出端之间通过导体（128 )连接，耦合探针的第二端伸入所述顶板（ 1 )和所述底板（2 )之间；其中：

当一排增益补偿结构（12 )中增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直时，每一个所述耦合探针的第二端形成一对称偶极子，且第一端与所述第一单级行波放大单元 ( 126 )之间的导体具有 180。巴伦结构；

当一排增益补偿结构（ 12 )中增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直时，每一个所述耦合探针的第二端形成环形结构。

8、根据权利要求 7所述的天线，其特征在于，

当一排增益补偿结构（12 )中增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直时，每一个耦合探针距离所述展蔽结构（124 ) 的间距为所述 TE波波长的四分之一；

当一排增益补偿结构（ 12 )中增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直时，每一个耦合探针距离所述展蔽结构（124 ) 的间距为所述 TM波波长的二分之一。

9、根据权利要求 8所述的天线，其特征在于，

当一排增益补偿结构（12 )中增益补偿单元的排列方向与所述 TE波传播方向垂直时，相邻的两个耦合探针之间的间距小于等于所述 TE波波长的二分之一；

当一排增益补偿结构（ 12 )中增益补偿单元的排列方向与所述 TM波传播方向垂直时，相邻的两个耦合探针之间的间距小于等于所述 TM波波长的二分之一。

10、根据权利要求 1 所述的天线，其特征在于，所述顶板（ 1 )设有的多个泄漏用的辐射结构（ 11 ), 包括：

所述顶板（ 1 )开设的多个矩形开槽，每一个所述辐射区内的矩形开槽阵列分布，且每一个矩形开槽中，任意相邻的两个侧壁中，一个侧壁与所述馈电结构（21 )激励产生的 TM波传播方向垂直，另一个侧壁与所述馈电结构（21 )激励产生的 TE波传播方向垂直；或者，

所述顶板（1 )开设的多个相互平行的长槽，且所述长槽的长度方向与所述馈电结构 (21 )激励产生的 TM波传播方向垂直，或者，所述长槽的长度方向与所述馈电结构（21 ) 激励产生的 TE波传播方向垂直。

11、根据权利要求 1~10任一项所述的天线，其特征在于，每一个所述增益补偿单元中，所述第一单级行波放大单元（126)位于所述顶板（1 ) 背离所述底板（2) 的一侧，且所述顶板（1 ) 与每一个所述单级行波放大单元之间具有介盾层（3), 每一个所述单级行波放大单元的接地端通过接地线（ 1261 ) 与所述顶板（ 1 )连接。

12、根据权利要求 1~10任一项所述的天线，其特征在于，每一个所述增益补偿单元还包括第二单级行波放大单元（129); 所述第二单级行波放大单元（129) 的输入端与所述第二耦合结构（125)之间、以及所述第一单级行波放大单元（126) 的输出端与所述第二耦合结构（125)之间设有开关结构（130), 所述第二单级行波放大单元（129) 的输出端与所述第一耦合结构（123)之间、所述第一单级行波放大单元的输入端与所述第一耦合结构（ 123 )之间设有开关结构（ 131 ); 其中，

当所述开关结构（130)和开关结构（131 ) 均处于第一状态时，所述第一单级行波放大单元（126) 的输入端与所述第一耦合结构（123)连接，且输出端与所述第二耦合结构 ( 125 )连接；

当所述开关结构（130)和开关结构（131 ) 均处于第二状态时，所述第二单级行波放大单元（129) 的输出端与所述第一耦合结构（123)连接，且输入端与所述第二耦合结构 ( 125 )连接。

13、一种无线设备，其特征在于，包括如权利要求 1~12任一项所述的天线。