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CN203813033U - 一种多频阵列天线 - Google Patents

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CN203813033U
CN203813033U CN201320854759.7U CN201320854759U CN203813033U CN 203813033 U CN203813033 U CN 203813033U CN 201320854759 U CN201320854759 U CN 201320854759U CN 203813033 U CN203813033 U CN 203813033U
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CN
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CN201320854759.7U
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肖伟宏
王乃彪
谢国庆
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Huawei Technologies Co Ltd
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Abstract

本实用新型实施例一种多频阵列天线。多频阵列天线包括至少一个双极化低频子阵列和至少一个双极化高频子阵列，所述双极化低频子阵列与所述双极化高频子阵列在同一天线罩中沿多频阵列天线的轴向并行排列；其中，所述双极化低频子阵列包括至少两种双极化低频辐射单元对，每个所述双极化低频辐射单元对由至少四个低频辐射单元组成。本实施例中双极化低频子阵列由多个双极化低频辐射单元对组成，每个双极化低频辐射单元对又由多个低频辐射单元组成，该结构与现有技术相比，每个双极化低频辐射单元对中的多个低频辐射单元的有效工作区所包围的面积更大，从而双极化低频辐射单元对的口径利用效率更高，低频子阵列的增益也就更高。

Description

一种多频阵列天线
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种多频阵列天线。
背景技术
随着移动通信的发展，用户对高速数据传输越来越高的要求，以及用户需求类型的日益多样化，现代移动通信正在向着多频多模方向发展。移动通信设备的更新换代速度正逐步加快，而城区可用站点资源的获取却越来越难，因此多频多模工作成为基站天线未来的发展方向之一。多频多模基站天线也为移动通信运营商的站点共用提供了更有效的解决手段，符合在网设备平滑升级和绿色节能要求。
多频多模基站天线，也即多频阵列天线，需要在同一个天线中包含多个可工作于相同或不同频段的天线子阵列，而有限的安装空间和天线子阵列的宽带工作都为天线设计带来了新的挑战。
现有技术中可以采用如图1所示的多频阵列天线，该天线按照高频子阵列11-低频子阵列12-高频子阵列13进行排布。虽然该多频阵列天线尺寸紧凑，两个高频子阵列也具有比较一致的电性能指标，但是，低频子阵列增益较低。
实用新型内容
本实用新型实施例中提供了一种多频阵列天线，能够增大多频阵列天线中低频子阵列的增益。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：
第一方面，提供一种多频阵列天线，包括至少一个双极化低频子阵列和至少一个双极化高频子阵列，所述双极化低频子阵列与所述双极化高频子阵列在同一天线罩中沿多频阵列天线的轴向并行排列；其中，所述双极化低频子阵列包括至少两种双极化低频辐射单元对，每个所述双极化低频辐射单元对由至少四个低频辐射单元组成。
结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，每种所述双极化低频辐射单元对中低频辐射单元的组合方式不同。
结合上述第一方面，和/或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
所述至少两种双极化低频辐射单元对沿所述多频阵列天线的轴向交替排列。
结合上述第一方面，和/或第一种可能的实现方式，和/或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述双极化低频辐射单元对由四个L形低频辐射单元组成。
结合上述第一方面，和/或第一种可能的实现方式，和/或第二种可能的实现方式，和/或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述双极化高频子阵列的数目为2列或4列。
结合上述第一方面，和/或第一种可能的实现方式，和/或第二种可能的实现方式，和/或第三种可能的实现方式，和/或第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述双极化高频子阵列关于所述多频阵列天线的轴线对称。
结合上述第一方面，和/或第一种可能的实现方式，和/或第二种可能的实现方式，和/或第三种可能的实现方式，和/或第四种可能的实现方式，和/或第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述双极化高频子阵列的数目为3列。
本实用新型实施例中双极化低频子阵列由多个双极化低频辐射单元对组成，每个双极化低频辐射单元对又由多个低频辐射单元组成，该结构与现有技术中直接由单个低频辐射单元组成的低频子阵列相比，每个双极化低频辐射单元对中的多个低频辐射单元的有效工作区所包围的面积更大，从而双极化低频辐射单元对的口径利用效率更高，低频子阵列的增益也就更高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，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为现有技术中多频阵列天线的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一种多频阵列天线的结构示意图；
图3为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的结构示意图；
图4a为本实用新型实施例一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图4b为图4a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图4c～4h为本实用新型实施例中包含图4a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图；
图5a为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图5b为图5a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图5c～5e为本实用新型实施例中包含图5a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图；
图6a为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图6b为图6a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图6c～6e为本实用新型实施例中包含图6a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图；
图7a为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图7b为图7a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图7c～7e为本实用新型实施例中包含图7a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图；
图8a为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图8b为图8a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图8c～8e为本实用新型实施例中包含图6a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图；
图9a为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图9b为图9a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图9c～9e为本实用新型实施例中包含图9a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图；
图10a为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的双极化低频子阵列的结构示意图；
图10b为图10a所示实施例中的双极化低频子阵列的立体结构示意图；
图10c～10e为本实用新型实施例中包含图10a所示双极化低频子阵列的多频阵列天线的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例中技术方案作进一步详细的说明。
参见图2，为本实用新型实施例一种多频阵列天线的结构示意图。
该多频阵列天线包括至少一个双极化低频子阵列21和至少一个双极化高频子阵列22，所述双极化低频子阵列21与所述双极化高频子阵列22在同一天线罩23中沿多频阵列天线的轴向24并行排列。该多频阵列天线的轴向24即多频阵列天线的轴线所在的方向。
其中，双极化低频子阵列21可以包括两种或两种以上的双极化低频辐射单元对211。每个双极化低频辐射单元对211由两个或两个以上的低频辐射单元组成，例如四个低频辐射单元。每个双极化低频辐射单元对211中的低频辐射单元可以沿多频阵列天线的轴向24排列，也可以垂直该轴向24排列，当然还可以有其他排列方式。
本实用新型实施例中双极化低频子阵列由多个双极化低频辐射单元对组成，每个双极化低频辐射单元对又由多个低频辐射单元组成，该结构与现有技术中直接由单个低频辐射单元组成的低频子阵列相比，每个双极化低频辐射单元对中的多个低频辐射单元的有效工作区所包围的面积更大，从而双极化低频辐射单元对的口径利用效率更高，低频子阵列的增益也就更高。
在本实用新型的另一实施例中，该双极化低频子阵列的每种双极化低频辐射单元对中低频辐射单元的组合方式不同。优选的，不同的双极化低频辐射单元对还可以沿该多频阵列天线的轴向交替排列。以两种双极化低频辐射单元对为例进行说明，如图3所示，该多频阵列天线包含至少一个双极化低频子阵列31，该子阵列中包含两种双极化低频辐射单元对311、312，两双极化低频辐射单元对311、312中的低频辐射单元的组合方式不同，其中，双极化低频辐射单元对311中的低频辐射单元沿多频阵列天线的轴向排列，双极化低频辐射单元对312中的低频辐射单元沿垂直于多频阵列天线的轴向方向排列，且双极化低频辐射单元对311、312沿多频阵列天线的轴向交替排列。
本实施例中，每个双极化低频辐射单元对中的多个低频辐射单元的有效工作区所包围的面积更大，从而双极化低频辐射单元对的口径利用效率更高，低频子阵列的增益也就更高。在本实用新型的另一实施例中，每个双极化低频辐射单元对可以由至少两个低频辐射单元组成，例如可以由两个T形的低频辐射单元组成，也可以由四个L形的低频辐射单元组成，当然还可以由其他形状的低频辐射单元组成。
本实用新型实施例不对双极化高频子阵列进行限定。该多频阵列天线可以包括2列、3列或4列等双极化高频子阵列，每个双极化高频子阵列可以包括至少一个高频辐射单元。优选的，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
下面通过具体实例说明本实用新型实施例中的多频阵列天线。
参见图4a～4c，为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的结构示意图。
如图4a、4b所示，该多频阵列天线包括一个双极化低频子阵列，该双极化低频子阵列包括两种双极化低频辐射单元对41、42，双极化低频辐射单元对41、42沿多频阵列天线的轴线40交替排列。每种双极化低频辐射单元对包含两个T形低频辐射单元411，其中，双极化低频辐射单元对41中的两个T形低频辐射单元的排列方式为关于垂直于多频阵列天线轴线40的方向对称排列，双极化低频辐射单元对42中的两个T形低频辐射单元的排列方式为关于多频阵列天线轴线40的方向对称排列。
如图4c所示，该多频阵列天线包括两个双极化高频子阵列43、44，,两双极化高频子阵列43、44关于该多频阵列天线的轴线40对称。每个双极化高频子阵列均由独立的高频辐射单元沿多频阵列天线的轴线40所在的方向排列形成。该两个双极化高频子阵列的排列位置还可以如图4d所示，其中，双极化高频子阵列45、46的间距相对于图4c中两个双极化高频子阵列43、44的间距更大。
在另一实施例中，该多频阵列天线还可以包括3个或4个双极化高频子阵列，该双极化高频子阵列的排列方式可以如图4e、4f、4g、4h所示。其中，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
参见图5a～5c，为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的结构示意图。
如图5a、5b所示，该多频阵列天线中也包括一个双极化低频子阵列，该双极化低频子阵列包括两种双极化低频辐射单元对51、52，双极化低频辐射单元对51、52沿多频阵列天线的轴线50交替排列。该双极化低频子阵列与前述图4a、4b所示的双极化低频子阵列之间的区别在于，双极化低频辐射单元对52中两个T形低频辐射单元的排列方式与双极化低频辐射单元对42中两个T形低频辐射单元的排列方式不同，双极化低频辐射单元对42中两个T形低频辐射单元沿垂直于多频阵列天线轴线50的方向相对排列，而双极化低频辐射单元对52中两个T形低频辐射单元背对背排列。双极化低频辐射单元对51与双极化低频辐射单元对41中低频辐射单元的排列方式相同。
如图5c所示，该多频阵列天线包括两个双极化高频子阵列53、54，,两双极化高频子阵列53、54关于该多频阵列天线的轴线50对称。每个双极化高频子阵列均由独立的高频辐射单元沿多频阵列天线的轴线50所在的方向排列形成。
在另一实施例中，该多频阵列天线还可以包括3个或4个双极化高频子阵列，该双极化高频子阵列的排列方式可以如图5d、5e所示。其中，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
参见图6a～6c，为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的结构示意图。
如图6a、6b所示，该多频阵列天线中也包括一个双极化低频子阵列，该双极化低频子阵列包括两种双极化低频辐射单元对61、62，双极化低频辐射单元对61、62沿多频阵列天线的轴线60交替排列。每种双极化低频辐射单元对包含四个L形低频辐射单元611，其中，双极化低频辐射单元对61的四个L形低频辐射单元中两两组合成C形结构，两个C形结构开口方向相背沿多频阵列天线的轴线60排列，双极化低频辐射单元对62的四个L形低频辐射单元中也两两组合成C形结构，两个C形结构开口方向相对沿多频阵列天线的轴线60排列。
如图6c所示，该多频阵列天线包括两个双极化高频子阵列63、64，,两双极化高频子阵列63、64关于该多频阵列天线的轴线60对称。每个双极化高频子阵列均由独立的高频辐射单元沿多频阵列天线的轴线60所在的方向排列形成。
在另一实施例中，该多频阵列天线还可以包括3个或4个双极化高频子阵列，该双极化高频子阵列的排列方式可以如图6d、6e所示。其中，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
参见图7a～7c，为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的结构示意图。
如图7a、7b所示，该多频阵列天线中也包括一个双极化低频子阵列，该双极化低频子阵列包括两种双极化低频辐射单元对71、72，双极化低频辐射单元对71、72沿多频阵列天线的轴线70交替排列。该双极化低频子阵列与前述图6a、6b所示的双极化低频子阵列之间的区别在于，双极化低频辐射单元对71中四个L形低频辐射单元的排列方式与双极化低频辐射单元对61中四个L形低频辐射单元的排列方式不同，双极化低频辐射单元对61中的四个L形低频辐射单元中两两组合成C形结构，两个C形结构开口方向相背沿多频阵列天线的轴线60排列，而双极化低频辐射单元对71中四个L形低频辐射单元排列成十字形，L的开口方向分别朝向四个方向。双极化低频辐射单元对72与双极化低频辐射单元对62中低频辐射单元的排列方式相同。
如图7c所示，该多频阵列天线包括两个双极化高频子阵列73、74，,两双极化高频子阵列73、74关于该多频阵列天线的轴线70对称。每个双极化高频子阵列均由独立的高频辐射单元沿多频阵列天线的轴线70所在的方向排列形成。
在另一实施例中，该多频阵列天线还可以包括3个或4个双极化高频子阵列，该双极化高频子阵列的排列方式可以如图7d、7e所示。其中，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
在本实用新型的另一实施例中，如图8a、8b所示，该多频阵列天线中包含与图7a、7b所示类似的双极化低频子阵列，其中，双极化低频辐射单元对81、82与双极化低频辐射单元对71、72的结构类似，区别仅在于，双极化低频辐射单元对81中低频辐射单元在多频阵列天线轴线80方向上的间距变小，而双极化低频辐射单元对82中的低频辐射单元在多频阵列天线轴线80方向上的间距变大。如图8c、8d、8e所示，该多频阵列天线也可以包括2个、3个或4个双极化高频子阵列，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
在本实用新型的另一实施例中，如图9a、9b所示，该多频阵列天线中也包含一个双极化低频子阵列，其中，双极化低频辐射单元对91与双极化低频辐射单元对81相同，双极化低频辐射单元对92与双极化低频辐射单元对61相同，两双极化低频辐射单元对91、91在双极化低频子阵列中沿多频阵列天线的轴线90交替排列。如图9c、9d、9e所示，该多频阵列天线也可以包括2个、3个或4个双极化高频子阵列，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
参见图10a～10c，为本实用新型实施例另一种多频阵列天线的结构示意图。
如图10a、10b所示，该多频阵列天线包括一个双极化低频子阵列，该双极化低频子阵列包括两种双极化低频辐射单元对101、102，双极化低频辐射单元对101、102沿多频阵列天线的轴线100交替排列。每种双极化低频辐射单元对包含四个L形低频辐射单元，其中，双极化低频辐射单元对102中的四个L形低频辐射单元的排列方式与双极化低频辐射单元对61相同，另一种双极化低频辐射单元对101的四个L形低频辐射单元中两两组合成C形结构，两个C形结构开口方向相背沿垂直于多频阵列天线的轴线60的方向对称排列。
如图10c、10d、10e所示，该多频阵列天线也可以包括2个、3个或4个双极化高频子阵列，当双极化高频子阵列的数目为偶数时，双极化高频子阵列关于该多频阵列天线的轴线对称，这样可以使得双极化高频子阵列的电性能较为一致。
当然，在本实用新型的其他实施例中，该双极化低频子阵列还可以包含其他类型的双极化低频辐射单元对，以上仅为示例。
本实用新型实施例不仅通过在双极化低频子阵列中包含由多个低频辐射单元构成的双极化低频辐射单元对，增大了口径利用效率，提高了低频子阵列的增益，而且上述多频阵列天线中阵列设计得更加紧凑，两种或者两种以上低频辐射单元对形式多样，排布灵活度大，因此能够根据低频辐射单元、高频辐射单元对的结构形式避让排布，增大了辐射单元的间距，减小了低频、高频的互耦，并进一步通过将双极化高频子阵列设置为关于多频阵列天线的轴线对称，使得高频子阵列的电性能指标也相对比较一致。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多频阵列天线，其特征在于，包括至少一个双极化低频子阵列和至少一个双极化高频子阵列，所述双极化低频子阵列与所述双极化高频子阵列在同一天线罩中沿多频阵列天线的轴向并行排列；其中，所述双极化低频子阵列包括至少两种双极化低频辐射单元对，每个所述双极化低频辐射单元对由至少四个低频辐射单元组成。 
2.根据权利要求1所述的多频阵列天线，其特征在于，每种所述双极化低频辐射单元对中低频辐射单元的组合方式不同。 
3.根据权利要求2所述的多频阵列天线，其特征在于，所述至少两种双极化低频辐射单元对沿所述多频阵列天线的轴向交替排列。 
4.根据权利要求1所述的多频阵列天线，其特征在于，所述双极化低频辐射单元对由四个L形低频辐射单元组成。 
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的多频阵列天线，其特征在于，所述双极化高频子阵列的数目为2列或4列。 
6.根据权利要求5所述的多频阵列天线，其特征在于，所述双极化高频子阵列关于所述多频阵列天线的轴线对称。 
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的多频阵列天线，其特征在于，所述双极化高频子阵列的数目为3列。 
CN201320854759.7U 2013-12-23 2013-12-23 一种多频阵列天线 Expired - Lifetime CN203813033U (zh)

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