本公開實(shí)施例涉及但不限于通信,具體涉及一種天線及其驅(qū)動(dòng)方法、電子設(shè)備。
背景技術(shù):
1、天線的工作性能對(duì)于大多數(shù)無線通信系統(tǒng)的整體性能而言至關(guān)重要,隨著科技的發(fā)展,對(duì)天線性能的要求越來越高,除了傳統(tǒng)的增益、極化等傳統(tǒng)指標(biāo)有高要求以外,很多時(shí)候還要求天線具有低剖面、重量輕、易于共形、頻率獨(dú)立等特性。全息天線作為一種高增益天線,能同時(shí)滿足低剖面、輕重量等要求,因而很適應(yīng)當(dāng)下科技發(fā)展的需求,發(fā)展?jié)摿κ恪?/p>
2、在實(shí)踐應(yīng)用中,全息天線存在副瓣電平較高的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開實(shí)施例所要解決的問題是,提供一種天線及其驅(qū)動(dòng)方法、電子設(shè)備,以解決天線存在副瓣電平較高的技術(shù)問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題,本技術(shù)實(shí)施例提供了一種天線,包括至少一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu),所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個(gè)輻射元件以及分別與所述多個(gè)輻射元件對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)元件,所述多個(gè)輻射元件沿所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向間隔設(shè)置;所述多個(gè)開關(guān)元件設(shè)置為控制對(duì)應(yīng)的輻射元件對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行輻射;
3、在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,所述多個(gè)輻射元件位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的兩側(cè),自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離依次增大。
4、在示例性實(shí)施方式中,在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的一側(cè),相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離大于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的五分之一,且小于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的二分之一。
5、在示例性實(shí)施方式中,自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離以等差數(shù)列的方式依次增大。
6、在示例性實(shí)施方式中,自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離通過以下公式表達(dá):
7、ln=ln+1-δl;
8、其中,δl為相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離之差,ln為第n個(gè)輻射單元與第n+1個(gè)輻射元件中心之間的距離,ln+1為第n+1個(gè)輻射單元與第n+2個(gè)輻射元件中心之間的距離,n為大于或者等于1的整數(shù),δl大于0。
9、在示例性實(shí)施方式中,δl的值為0.01毫米至0.7毫米;
10、所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為中心饋電結(jié)構(gòu),l1的值為2.5±0.5毫米,l1的值大于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的五分之一;或者所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為邊緣饋電結(jié)構(gòu),與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心最鄰近的兩個(gè)輻射單元之間的距離l0的值為2.5±0.5毫米,l0的值大于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的五分之一,l1的值為l0+δl;
11、其中,ln+1的值小于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的二分之一。
12、在示例性實(shí)施方式中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為邊緣饋電結(jié)構(gòu),自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離通過以下公式表達(dá):
13、ln=l0+δl*|n-n/2-1|;
14、其中,δl為相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離之差,ln為第n個(gè)輻射單元與第n+1個(gè)輻射元件中心之間的距離,l0為與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心最鄰近的兩個(gè)輻射單元之間的距離,n為位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中輻射元件的總數(shù)量,n為大于1的整數(shù),δl大于0,1≤n≤n。
15、在示例性實(shí)施方式中,自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離以等比數(shù)列的方式依次增大。
16、在示例性實(shí)施方式中,自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離通過以下公式表達(dá):
17、ln=ln+1/r;
18、其中,r為相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離之比,ln為第n個(gè)輻射單元與第n+1個(gè)輻射元件中心之間的距離,ln+1為第n+1個(gè)輻射單元與第n+2個(gè)輻射元件中心之間的距離,n為大于或者等于1的整數(shù),r大于1。
19、在示例性實(shí)施方式中,r的值為1.02±0.1,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為中心饋電結(jié)構(gòu),l1的值為2.5±0.5毫米,l1的值大于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的五分之一;或者所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為邊緣饋電結(jié)構(gòu),與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心最鄰近的兩個(gè)輻射單元之間的距離l0的值為2.5±0.5毫米,l0的值大于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的五分之一,l1的值為r*l0;
20、其中,ln+1的值小于或者等于波導(dǎo)波長(zhǎng)的二分之一。
21、在示例性實(shí)施方式中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括頂壁、側(cè)壁、底壁和波導(dǎo)腔,所述波導(dǎo)腔由所述頂壁、側(cè)壁和底壁圍成,所述多個(gè)輻射元件設(shè)置于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的頂壁。
22、在示例性實(shí)施方式中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)還包括第一介質(zhì)層,所述第一介質(zhì)層填充在所述波導(dǎo)腔中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中設(shè)有多個(gè)導(dǎo)電過孔,所述導(dǎo)電過孔貫穿所述第一介質(zhì)層和所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的底壁,所述開關(guān)元件通過對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電過孔與外部控制電路電連接。
23、在示例性實(shí)施方式中,所述輻射元件包括開口,所述開口形成互補(bǔ)電感電容結(jié)構(gòu)。
24、在示例性實(shí)施方式中,所述互補(bǔ)電感電容結(jié)構(gòu)包括一個(gè)環(huán)形開槽和兩個(gè)t型開槽,所述環(huán)形開槽包括相對(duì)設(shè)置的第一開槽和第二開槽以及在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上相對(duì)設(shè)置的第三開槽和第四開槽,所述第一開槽至所述第四開槽相互連通;所述兩個(gè)t型開槽包括第一t型開槽和第二t型開槽,所述第一t型開槽與所述第二t型開槽相對(duì)設(shè)置,所述第一t型開槽與所述第一開槽連通,所述第二t型開槽與所述第二開槽連通。
25、在示例性實(shí)施方式中,所述開關(guān)元件包括兩個(gè)開關(guān)結(jié)構(gòu),所述兩個(gè)開關(guān)結(jié)構(gòu)包括第一開關(guān)結(jié)構(gòu)和第二開關(guān)結(jié)構(gòu),所述第一開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)置為控制所述第三開槽的打開狀態(tài);所述第二開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)置為控制所述第四開槽的打開狀態(tài)。
26、在示例性實(shí)施方式中,所述第三開槽的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)與所述第三開槽連通的第一容納開槽,所述第四開槽的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)與所述第四開槽連通的第二容納開槽,所述第一開關(guān)結(jié)構(gòu)和所述第二開關(guān)結(jié)構(gòu)均包括兩個(gè)電極,所述第一開關(guān)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極分別設(shè)置于兩個(gè)所述第一容納開槽,所述第二開關(guān)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極分別設(shè)置于兩個(gè)所述第二容納開槽,所述第一開關(guān)結(jié)構(gòu)和所述第二開關(guān)結(jié)構(gòu)中的電極分別通過對(duì)應(yīng)的連接過孔與外部控制電路電連接。
27、在示例性實(shí)施方式中,所述輻射元件包括開口,所述開關(guān)元件包括一個(gè)開關(guān)結(jié)構(gòu),所述開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)置為控制所述開口的打開狀態(tài)。
28、在示例性實(shí)施方式中,所述開關(guān)結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)電極,在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)延伸的方向上,所述開口的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)與所述開口連通的第三容納開槽,所述開關(guān)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極分別設(shè)置于兩個(gè)所述第三容納開槽,并且分別通過兩個(gè)連接過孔與外部控制電路電連接。
29、在示例性實(shí)施方式中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為矩形波導(dǎo),所述側(cè)壁的數(shù)量為四個(gè);在所述頂壁到所述底壁的方向上,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸為6.85±0.5毫米;在寬度方向上,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸為13.7±0.5毫米,所述寬度方向?yàn)榕c所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向相平行的兩個(gè)側(cè)壁的排布方向。
30、在示例性實(shí)施方式中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于所述底壁上的饋電探針和負(fù)載探針,所述饋電探針和所述負(fù)載探針貫穿所述底壁與所述波導(dǎo)腔連通,所述饋電探針設(shè)置為饋電,所述負(fù)載探針設(shè)置為連接負(fù)載。
31、在示例性實(shí)施方式中,所述負(fù)載探針包括兩個(gè),在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,兩個(gè)負(fù)載探針設(shè)置于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)端部位置,所述饋電探針設(shè)置于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的居中位置,所述多個(gè)輻射元件相對(duì)于所述饋電探針對(duì)稱設(shè)置,所述多個(gè)輻射元件位于所述兩個(gè)負(fù)載探針之間。
32、在示例性實(shí)施方式中,在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,所述饋電探針和所述負(fù)載探針位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)端部位置,所述多個(gè)輻射元件位于所述饋電探針和所述負(fù)載探針之間。
33、在示例性實(shí)施方式中,在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,與所述饋電探針最鄰近的輻射元件的中心到所述饋電探針的距離為4毫米至12毫米。
34、在示例性實(shí)施方式中,所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個(gè),所述多個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)沿列方向間隔排列,所述列方向與所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向相交。
35、在示例性實(shí)施方式中,所述多個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)沿所述列方向等間距排布。
36、在示例性實(shí)施方式中,在所述列方向上,所述多個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)自第一中線到遠(yuǎn)離第一中線的方向上,相鄰兩個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間的距離依次增大;其中,所述第一中線為所述多個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)沿所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上的中線,在所述列方向上,所述多個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)分布于所述第一中線的兩側(cè)。
37、在示例性實(shí)施方式中,在所述列方向上,在所述第一中線的一側(cè),相鄰兩個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間的距離通過以下公式表達(dá):
38、ym-ym-1=δy|m-m/2-1|;
39、其中,ym為第m+1個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與第m個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間的距離,ym-1為第m個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與第m-1個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間的距離,δy為相鄰兩個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間的距離之差,m為波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的總數(shù)量,1<m≤m,m為大于1的整數(shù)。
40、本公開實(shí)施例還提供一種電子設(shè)備,包括控制電路以及上述任一實(shí)施例所述的天線,所述控制電路與所述天線電連接。
41、本公開實(shí)施例還提供一種天線的驅(qū)動(dòng)方法,應(yīng)用于上述任一實(shí)施例所述的天線,所述天線包括至少一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu),所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個(gè)輻射元件以及分別與所述多個(gè)輻射元件對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)元件,所述多個(gè)輻射元件沿所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向間隔設(shè)置;在所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,所述多個(gè)輻射元件位于所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的兩側(cè),自所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離依次增大,所述驅(qū)動(dòng)方法包括:
42、通過所述多個(gè)開關(guān)元件分別控制所述多個(gè)輻射元件對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行輻射。
43、本公開實(shí)施例提供的天線及其驅(qū)動(dòng)方法、電子設(shè)備,天線包括至少一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu),波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個(gè)輻射元件以及分別控制多個(gè)輻射單元對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行輻射的多個(gè)開關(guān)元件,在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的延伸方向上,自波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心到遠(yuǎn)離波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中心的方向上,相鄰兩個(gè)輻射元件中心之間的距離依次增大,可以實(shí)現(xiàn)降低天線的副瓣電平,解決了天線存在副瓣電平較高的技術(shù)問題。
44、在閱讀并理解了附圖和詳細(xì)描述后,可以明白其他方面。