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CN107317120A - 一种紧凑型双极化多频天线、阵列及其构造方法 - Google Patents

一种紧凑型双极化多频天线、阵列及其构造方法 Download PDF

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CN107317120A
CN107317120A CN201710546175.6A CN201710546175A CN107317120A CN 107317120 A CN107317120 A CN 107317120A CN 201710546175 A CN201710546175 A CN 201710546175A CN 107317120 A CN107317120 A CN 107317120A
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罗英涛
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Suzhou Lixun Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种紧凑型双极化多频天线、阵列及其构造方法，该紧凑型双极化多频天线包括金属反射板及安装在所述金属反射板上的低频辐射单元，其中，所述低频辐射单元包括四个辐射臂、四组巴伦面和一个馈电装置；四组所述巴伦面的底边置于所述金属反射板上，形成两个相互正交的缝隙，四组所述巴伦面的顶边分别与四个所述辐射臂连接；所述辐射臂为金属面结构，至少一个所述辐射臂的上方设置有一个高频辐射单元，所述低频辐射单元的辐射臂金属面为高频辐射单元的反射器。通过本发明的技术方案，可以减小现有技术中双极化多频天线及其阵列的尺寸，提高性能。

Description

一种紧凑型双极化多频天线、阵列及其构造方法
技术领域
本发明涉及内天线技术领域，具体涉及一种紧凑型双极化多频天线、阵列及其构造方法。
背景技术
随着移动通信的发展，对天线的要求越来越高，对多频多端口的天线需求越来越大，对小型化天线需求越来越大，尤其是1列低频+2列高频阵列(690-960/1690-2690/1690-2690)。
目前市面上此类的天线尺寸非常大，一般都大于330mm，甚至到达400mm的宽度，并且由于高低频相互耦合，从而导致方向图很差。例如申请公布号为CN 103545621A所公开的名称为结构紧凑的多频段阵列天线的发明专利，该发明专利提供的天线尺寸大，方向图指标差，结构复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种紧凑型双极化多频天线、阵列及其构造方法，以减小现有技术中双极化多频天线及其阵列的尺寸。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种紧凑型双极化多频天线，包括金属反射板及安装在所述金属反射板上的低频辐射单元，其中，
所述低频辐射单元包括四个辐射臂、四组巴伦面和一个馈电装置；四组所述巴伦面的底边置于所述低频金属反射板上，形成两个相互正交的缝隙，四组所述巴伦面的顶边分别与四个所述辐射臂连接；所述辐射臂为金属面结构，至少一个所述辐射臂的上方设置有一个高频辐射单元，所述低频辐射单元的辐射臂金属面为高频辐射单元的反射器。
优选地，所述低频辐射单元的馈电装置设置在所述两个缝隙的正交位置处，分别对对角线上的两个辐射臂与缝隙馈电，以实现±45°极化的辐射方向图。
优选地，所述低频辐射单元的馈电装置设置在巴伦面的中间区域，对相邻两个辐射臂与缝隙馈电，以实现垂直水平极化的辐射方向图。
优选地，所述巴伦面为一体延伸件，其横截面呈半包围状以形成开口槽，对角线上的两个巴伦面彼此以其开口槽相背设置。
优选地，所述巴伦面的开口槽的横截面呈L形。
优选地，所述高频辐射单元为微带贴片天线、缝隙天线或正交偶极子单元。
优选地，所述低频辐射单元的工作频段范围属于690-960MHz，所述高频辐射单元的工作频段范围属于1690-2690MHz。
一种紧凑型双极化多频天线阵列，包括上述的紧凑型双极化多频天线，多个所述紧凑型双极化多频天线沿所述紧凑型双极化多频天线阵列的轴线均匀等距地设置或者不等间距设置。
一种紧凑型双极化多频天线阵列构造方法，应用于上述的紧凑型双极化多频天线阵列中，包括：
步骤S1、在低频反射器上安装工作在同频段的低频辐射单元；其中，所述低频辐射单元包含四组巴伦面和四个辐射臂，相邻两个辐射臂的巴伦面相对设置，形成两个相互正交的缝隙；
步骤S2、在低频辐射单元的辐射臂上布置有高频辐射单元；其中，所述低频辐射单元的辐射臂为面状结构，所述面状结构的辐射臂作为高频辐射单元的反射器。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
由上述技术方案可知，本发明提供的这种紧凑型双极化多频天线，由于低频辐射单元的辐射臂金属面为高频辐射单元的反射器，低频辐射单元和高频辐射单元互不影响(高频辐射单元位于低频辐射单元的上方，不受低频辐射单元的影响，对低频辐射单元也不产生任何影响)，在保证了双极化多频天线的性能的同时，将金属反射板的尺寸大幅缩减(相当于节省了现有技术中高频辐射单元占用的面积)，实现了尺寸超级小型化。实践证明，本发明提供的这种紧凑型双极化多频天线能够做到260mm左右。
另外，由于低频辐射臂和高频辐射单元一一配对设置，相比现有技术，简化了紧凑型双极化多频天线的结构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的低频辐射单元和低频金属反射板装配在一起后的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的整体结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的整体结构示意图；
图4为图3所示的紧凑型双极化多频天线改装为±45°极化天线的改装装置示意图；
图5是本发明另一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的整体结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的整体结构示意图；
图7是本发明另一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的整体结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的整体结构示意图；
图9为本发明另一实施例提供的紧凑型双极化多频天线的俯视图；
图10为本发明一实施例提供的紧凑型双极化多频天线阵列的整体结构示意图；
图11为本发明一实施例提供的紧凑型双极化多频天线阵列的整体结构示意图；
图12为图11所示的紧凑型双极化多频天线阵列的俯视图；
图13为本发明一实施例提供的紧凑型双极化多频天线阵列的整体结构示意图；
图14为本发明一实施例提供的紧凑型双极化多频天线阵列的整体结构示意图；
图15为图14所示的紧凑型双极化多频天线阵列的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
参见图1和图2，本发明一实施例提供的一种紧凑型双极化多频天线，包括低频金属反射板1及安装在所述低频金属反射板1上的低频辐射单元，其中，
所述低频辐射单元包括四个辐射臂2、四组巴伦面3和一个馈电装置4；四组所述巴伦面3的底边置于所述低频金属反射板1上，形成两个相互正交的缝隙，四组所述巴伦面3的顶边分别与四个所述辐射臂2连接；所述辐射臂2为金属面结构，至少一个所述辐射臂2的上方设置有一个高频辐射单元5，所述低频辐射单元的辐射臂金属面为高频辐射单元5的反射器。
需要说明的是，上述预设高度根据用户需要和天线的精度要求进行设置。
由上述技术方案可知，本发明提供的这种紧凑型双极化多频天线，由于低频辐射单元的辐射臂金属面为高频辐射单元的反射器，低频辐射单元和高频辐射单元互不影响(高频辐射单元位于低频辐射单元的上方，不受低频辐射单元的影响，对低频辐射单元也不产生任何影响)，在保证了双极化多频天线的性能的同时，将金属反射板的尺寸大幅缩减(相当于节省了现有技术中高频辐射单元占用的面积)，实现了尺寸超级小型化。实践证明，本发明提供的这种紧凑型双极化多频天线能够做到260mm左右。
另外，由于低频辐射臂和高频辐射单元一一配对设置，相比现有技术，简化了紧凑型双极化多频天线的结构。
参见图2，优选地，所述低频辐射单元的馈电装置4设置在所述两个缝隙的正交位置处，分别对对角线上的两个辐射臂2与缝隙馈电，以实现±45°极化的辐射方向图。
参见图3，优选地，所述低频辐射单元的馈电装置4设置在巴伦面3的中间区域，对相邻两个辐射臂2与缝隙馈电，以实现垂直水平极化的辐射方向图。
参见图4，优选地，把上述垂直水平极化的两个端口通过一个电桥连接，也可以把垂直水平极化的天线更改为±45°极化的天线。A端口对应的两个输出端口其中一个端口与垂直水平极化的一个极化相连，另外一个端口先通过一个90度移相器再和垂直水平极化的另外一个极化相连，从而把垂直水平极化的天线矢量合成为正负45度极化的天线。
优选地，所述巴伦面3为一体延伸件，其横截面呈半包围状以形成开口槽，对角线上的两个巴伦面3彼此以其开口槽相背设置。
优选地，所述巴伦面3的开口槽的横截面呈L形。
优选地，所述高频辐射单元5为微带贴片天线(参见图5)、缝隙天线(参见图6)或正交偶极子单元。
优选地，所述高频辐射单元5为正交偶极子天线，所述正交偶极子单元通过压铸(参见图7)或钣金工艺(参见图8)固定在所述辐射臂上，或者通过印制板印制在所述辐射臂上(参见图9)。
优选地，所述低频辐射单元的工作频段范围属于为690-960MHz，所述高频辐射单元的工作频段范围属于为1690-2690MHz。
另外，参见图10～图15，本发明还提出了一种紧凑型双极化多频天线阵列，包括多个上述的紧凑型双极化多频天线，多个所述紧凑型双极化多频天线沿所述紧凑型双极化多频天线阵列的轴线均匀等距地设置或者不等间距设置。
另外，本发明还提出了一种紧凑型双极化多频天线阵列构造方法，应用于上述的紧凑型双极化多频天线阵列中，包括：
步骤S1、在低频反射器上安装工作在同频段的低频辐射单元；其中，所述低频辐射单元包含四组巴伦面和四个辐射臂，相邻两个辐射臂的巴伦面相对设置，形成两个相互正交的缝隙；
步骤S2、在低频辐射单元的辐射臂上布置有高频辐射单元；其中，所述低频辐射单元的辐射臂为面状结构，所述面状结构的辐射臂作为高频辐射单元的反射器。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (10)

1.一种紧凑型双极化多频天线，其特征在于，包括金属反射板及安装在所述金属反射板上的低频辐射单元，其中，
所述低频辐射单元包括四个辐射臂、四组巴伦面和一个馈电装置；四组所述巴伦面的底边置于所述低频金属反射板上，形成两个相互正交的缝隙，四组所述巴伦面的顶边分别与四个所述辐射臂连接；所述辐射臂为金属面结构，至少一个所述辐射臂的上方设置有一个高频辐射单元，所述低频辐射单元的辐射臂金属面为高频辐射单元的反射器。
2.根据权利要求1所述的紧凑型双极化多频天线，其特征在于，所述低频辐射单元的馈电装置设置在所述两个缝隙的正交位置处，分别对对角线上的两个辐射臂与缝隙馈电，以实现±45°极化的辐射方向图。
3.根据权利要求1所述的紧凑型双极化多频天线，其特征在于，所述低频辐射单元的馈电装置设置在巴伦面的中间区域，对相邻两个辐射臂与缝隙馈电，以实现垂直水平极化的辐射方向图。
4.根据权利要求1所述的紧凑型双极化多频天线，其特征在于，所述巴伦面为一体延伸件，其横截面呈半包围状以形成开口槽，对角线上的两个巴伦面彼此以其开口槽相背设置。
5.根据权利要求4所述的紧凑型双极化多频天线，其特征在于，所述巴伦面的开口槽的横截面呈L形。
6.根据权利要求1～5任一项所述的紧凑型双极化多频天线，其特征在于，所述高频辐射单元为微带贴片天线、缝隙天线或正交偶极子单元。
7.根据权利要求1～5任一项所述的紧凑型双极化多频天线，其特征在于，所述低频辐射单元的工作频段范围属于690-960MHz，所述高频辐射单元的工作频段范围属于1690-2690MHz。
8.一种紧凑型双极化多频天线阵列，其特征在于，包括多个1～7任一项所述的紧凑型双极化多频天线。
9.根据权利要求8所述的紧凑型双极化多频天线阵列，其特征在于，多个所述紧凑型双极化多频天线沿所述紧凑型双极化多频天线阵列的轴线均匀等距地设置或者不等间距设置。
10.一种紧凑型双极化多频天线阵列构造方法，应用于权利要求8或9所述的紧凑型双极化多频天线阵列中，其特征在于，包括：
步骤S1、在低频反射器上安装工作在同频段的低频辐射单元；其中，所述低频辐射单元包含四组巴伦面和四个辐射臂，相邻两个辐射臂的巴伦面相对设置，形成两个相互正交的缝隙；
步骤S2、在低频辐射单元的辐射臂上布置有高频辐射单元；其中，所述低频辐射单元的辐射臂为面状结构，所述面状结构的辐射臂作为高频辐射单元的反射器。
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