发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足水平波宽要求的多频天线,而且具有布局简单、隔离度好的特点。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:
一种多频天线,该多频天线包括至少一个辐射单元阵列组,每个所述辐射单元阵列组包括至少一个第一类辐射单元阵列和相邻的至少一个第二类辐射单元阵列,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元至少能够分离出F1频段和F2频段,第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元至少能够分离出所述F1频段和F2频段,在每个辐射单元阵列组中,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元的F1频段端口和第二类辐射单元阵列中的所述部分辐射单元的F1频段端口通过馈电网络相连接,该馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F1频段输出端口。
作为优选,在每个辐射单元阵列组中,每个所述第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元的F2频段端口和每个所述第二类辐射单元阵列中的每个辐射单元的F2频段端口分别通过相应的馈电网络相连接,且各相应的馈电网络分别连接到各F2频段输出端口。
作为优选,至少一个所述辐射单元阵列组包括一个所述第一类辐射单元阵列和相邻的一个所述第二类辐射单元阵列。
作为优选,至少一个所述辐射单元阵列组包括一个所述第一类辐射单元阵列和位于其两侧的两个所述第二类辐射单元阵列。
作为优选,至少一个所述辐射单元阵列组包括两个所述第一类辐射单元阵列和位于其间的一个所述第二类辐射单元阵列。
作为优选,在该辐射单元阵列组中,该一个第二类辐射单元阵列中的所述部分辐射单元中的一部分辐射单元和另一部分辐射单元的F1频段端口各通过第一和第二馈电网络而分别与该两个第一类辐射单元阵列中不同的辐射单元阵列的各辐射单元的F1频段端口相连接,并且所述第一馈电网络和第二馈电网络分别连接到该辐射单元阵列组的两个F1频段输出端口。
作为优选,在至少一个包括一个第一类辐射单元阵列和一个第二类辐射单元阵列的辐射单元阵列组中,所述第一类辐射单元阵列中的辐射单元相对于所述第二类辐射单元阵列中的辐射单元而交错设置。
作为优选,至少一个辐射单元阵列组中包括移相器,且该辐射单元阵列组的F1频段输出端口和/或F2频段输出端口与所述移相器相连。
作为优选,所述多频天线中至少存在一个包括至少一个辐射单元组的辐射单元阵列,所述辐射单元组至少包含两个通过馈电网络相连接的辐射单元。
作为优选,在至少一个所述辐射单元阵列组中,所述第一类辐射单元阵列的至少一个辐射单元和/或所述第二类辐射单元阵列的至少一个辐射单元还分离出F3频段并通过馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F3频段输出端口,所述F3频段的频率是所述F1频段的频率的大致一半或者是F2频段的频率的大致一半。
其中,所述第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元和所述第二类辐射单元阵列中的所述部分辐射单元的输出端口设有合路器3,用于分离各频段的输出。
所述F1频段和所述F2频段分别为1695MHZ-2690MHZ频率范围内的两个不同频段。如当F1频段的频率范围为1695MHZ-2200MHZ时,频段F2的频率范围为2300MHZ-2690MHZ;同样的,当F2频段的频率范围为1695MHZ-2200MHZ时,频段F1的频率范围为2300MHZ-2690MHZ。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明通过将辐射单元阵列组中的至少一个第一类辐射单元阵列的每个辐射单元的F1频段与其相邻列的至少一个第二类辐射单元阵列的部分辐射单元的F1频段通过馈电网络相连接,实现对频段F1的水平波宽的调节,使其满足波宽的要求;且通常第二类辐射单元阵列中的所述部分辐射单元越多,水平波宽越接近标准值,效果越好。
2、本发明可以通过不同的辐射单元阵列组的组合实现多频天线的布局,且各辐射单元阵列组的排列形式具有多样化的特点;
3、布局简单,便于实施,且隔离度好。
附图说明
图1为本发明实施例的多频天线的结构图;
图2为本发明实施例一的多频天线的一个辐射单元阵列组的结构图;
图3为本发明实施例一中设有辐射单元组的一个辐射单元阵列组的结构图;
图4为本发明实施例一中设有移相器的一个辐射单元阵列组的结构图;
图5为本发明实施例一中的两个辐射单元阵列相对交错设置的辐射单元阵列组的结构图;
图6为本发明实施例一的一个辐射单元阵列组输出其他频段的结构图;
图7为本发明实施例二的多频天线的一个辐射单元阵列组的结构图;
图8为本发明实施例三的多频天线的一个辐射单元阵列组的结构图;
图9为本发明实施例四的多频天线的结构图;
图10为本发明实施例四中的设有两个辐射单元阵列相对交错设置的辐射单元阵列组的结构图;
图11为本发明实施例四的多频天线输出其他频段的结构图。
附图标记说明
1-多频天线 2-辐射单元
3-合路器 4-馈电网络
5-辐射单元组 6-移相器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。
如图1所示,为本发明实施例的多频天线1的结构图,其中本实施例的多频天线1包括至少一个辐射单元阵列组,如图1a所示为一个组,图1b所示为两个组;且每个辐射单元阵列组中包括至少一个第一类辐射单元阵列和与其相邻的至少一个第二类辐射单元阵列,其中,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2至少能够分离出F1频段和F2频段,第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元2至少能够分离出所述F1频段和F2频段,所述F1频段和所述F2频段分别为:1695MHZ-2690MHZ频率范围内的两个不同频段。如当F1频段的频率范围为1695MHZ-2200MHZ时,频段F2的频率范围为2300MHZ-2690MHZ;同样的,当F2频段的频率范围为1695MHZ-2200MHZ时,频段F1的频率范围为2300MHZ-2690MHZ。且每个辐射阵列中都可以包括多个辐射单元2,辐射单元2可以通过合路器3分别输出不同频段的频率,并通过相应的馈电网络连接到该辐射单元阵列组的相应频段输出端口进行输出。下面结合具体的实施例,对本发明的内容进行详细的描述。
如图2所示,为本发明实施例一的多频天线的一个辐射单元阵列组的结构示意图,该辐射单元阵列组包括一个第一类辐射单元阵列(图2中右侧的阵列)和一个第二类辐射单元阵列(图2中左侧的阵列),其中第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2至少能够分离出F1频段和F2频段,而第二类辐射单元阵列中存在部分辐射单元2至少可以分离出F1频段和F2频段,且该列中能分离出F1频段和F2频段的辐射单元2的个数大于一个且小于其所在阵列的辐射单元2的总数,如图1所示的实施例中这样的辐射单元2为2个,一般这样的辐射单元2越多,F1频段的水平波宽越理想。
第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F1频段端口与第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元2的F1频段端口通过馈电网络4相连接,该馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F1频段输出端口,这种连接方式能够有效的使F1频段水平波宽满足要求,如降到65度以下。同时该第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F2频段端口通过一馈电网络连接到该阵列组的一个F2频段输出端口,该第二类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F2频段端口通过另一馈电网络连接到该阵列组的另一个F2频段输出端口。因此,本实施例中,如果采用单极化的辐射单元则可实现2个F2频段的端口输出,以及1个F1频段的端口输出;同理,如果采用双极化的辐射单元则可以实现4个F2频段的端口输出,以及2个F1频段的端口输出。
在如图3所示的优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个辐射单元组5,其至少包含两个通过馈电网络相连接的辐射单元2,用于简化输出频段的端口。采用辐射单元组5这种方式进一步简化了天线的结构布局,且便于实施操作。优选的,所述各辐射单元2或辐射单元组5的输出端口还设有合路器3,用于分离输出的F1频段和F2频段。
在如图4所示的另一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个移相器6,且该辐射单元阵列组的F1频段输出端口和/或F2频段输出端口与相应的移相器6相连接,用于实现各频段的相位的改变。
在如图5所示的另一优选实施例中,该辐射单元阵列组中,所述第一类辐射单元阵列中的辐射单元2相对于所述第二类辐射单元阵列中的辐射单元2交错设置,从而进一步减小F1频段的水平波宽。
如图6所示,在本发明的一个实施例中,辐射单元阵列组中的至少一个辐射单元阵列可以分离出F3频段,如本实施例中的所述第一类辐射单元阵列的至少一个辐射单元2和/或所述第二类辐射单元阵列的至少一个辐射单元2还分离出F3频段,并通过馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F3频段输出端口,其中F3频段的频率可以是F1频段的频率的大致一半或者是F2频段的频率的大致一半。因此,在该实施例中,如果采用单极化的辐射单元则可实现2个F2频段的端口输出,以及1个F1频段的端口输出和1个F3频段的端口输出;同理,如果采用双极化的辐射单元则可以实现4个F2频段的端口输出,以及2个F1频段的端口输出和2个F3频段的端口输出。
如图7所示,为本发明实施例二的多频天线的一个辐射单元阵列组的结构图,其中,该辐射单元阵列组包括位于中央的一个第一类辐射单元阵列和位于其两侧的两个述第二类辐射单元阵列。其中,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2至少可以分离出F1频段和F2频段,而另外两个第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元2至少可以分离出F1频段和F2频段,且任意一个第二类辐射单元阵列中能分离出F1频段和F2频段的辐射单元2的个数大于一个且小于其所在阵列辐射单元2的总数,如图7所示,本实施例中每列中这样的辐射单元2都为2个,一般这样的辐射单元2越多,F1频段的水平波宽越理想。本实施例中的第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F1频段端口和与其相邻的两个第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元2的F1频段端口通过馈电网络相连接,该馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F1频段输出端口,这种连接方式能够有效的使F1频段水平波宽满足要求,如降到65度以下。同时每个所述第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F2频段端口和每个所述第二类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F2频段端口分别通过相应的馈电网络相连接,且各相应的馈电网络分别连接到该阵列组的各F2频段输出端口。因此,本实施例中,如果采用单极化的辐射单元则可实现3个F2频段的端口输出,以及1个F1频段的端口输出;同理,如果采用双极化的辐射单元则可以实现6个F2频段的端口输出,以及2个F1频段的端口输出。
同样的,在一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个辐射单元组5,其至少包含两个通过馈电网络相连接的辐射单元,用于简化输出频段的端口,采用辐射单元组5这种方式进一步简化了天线的结构布局,且便于实施操作。优选的,所述各辐射单元2或辐射单元组5的输出端口还设有合路器3,用于分离输出的F1频段和F2频段。
在另一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个移相器6,且该辐射单元阵列组的F1频段输出端口和/或F2频段输出端口与移相器6相连接,用于实现各频段的相位的改变。
另外,本实施例中的辐射单元阵列组中的也可以至少包括一个辐射单元阵列可以分离出F3频段,并通过馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F3频段输出端口,且F3频段的频率可以是F1频段的频率的大致一半或者是F2频段的频率的大致一半。
如图8所示,为本发明实施例三的多频天线的一个辐射单元阵列组的结构图,其中,该辐射单元阵列组包括位于两侧的两个第一类辐射单元阵列和位于其间的一个第二类辐射单元阵列。其中,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2至少可以分离出F1频段和F2频段,而第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元2至少可以分离出F1频段和F2频段,且该第二类辐射单元阵列中能分离出F1频段和F2频段的辐射单元2的个数大于一个且小于其所在阵列辐射单元2的总数,如图8所示,本实施例中的第二类辐射单元阵列中这样的能分离出F1和F2频段的辐射单元2都为4个,一般这样的辐射单元2越多,F1频段的水平波宽越理想。本实施例中,第二类辐射单元阵列中的该4个辐射单元2中的2个辐射单元2的F1频段端口与第一个第一列辐射单元阵列中的各辐射单元2的F1频段端口通过第一馈电网络连接,且第二类辐射单元阵列中的该4个辐射单元2中的另外2个辐射单元2的F1频段端口与第二个第一类辐射单元阵列中的各辐射单元2的F1频段端口通过第二馈电网络连接,并且第一馈电网络和第二馈电网络分别连接到该辐射单元阵列组的两个F1频段输出端口。同时,每个所述第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元的F2频段端口和每个所述第二类辐射单元阵列中的每个辐射单元的F2频段端口分别通过相应的馈电网络相连接,且各相应的馈电网络分别连接到各F2频段输出端口。因此,本实施例中,如果采用单极化的辐射单元则可实现3个F2频段的端口输出,以及2个F1频段的端口输出;同理,如果采用双极化的辐射单元则可以实现6个F2频段的端口输出,以及4个F1频段的端口输出。
同样的,在一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个辐射单元组5,其至少包含两个通过馈电网络相连接的辐射单元2,用于简化输出频段的端口,采用辐射单元组5这种方式进一步简化了天线的结构布局,且便于实施操作。优选的,所述各辐射单元2或辐射单元组5的输出端口还设有合路器3,用于分离输出的F1频段和F2频段。
在另一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个移相器6,且该辐射单元阵列组的F1频段输出端口和/或F2频段输出端口与移相器6相连接,用于实现各频段的相位的改变。
另外,本实施例中的辐射单元阵列组中的也可以至少包括一个辐射单元阵列可以分离出F3频段,并通过馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F3频段输出端口,且F3频段的频率可以是F1频段的频率的大致一半或者是F2频段的频率的大致一半。
如图9所示,为本发明实施例四的多频天线的结构图。其中,包括两个辐射单元阵列组,每个辐射单元阵列组包括:一个第一类辐射单元阵列和一个第二辐射单元阵列,且该两个第一类辐射阵列相邻布置;其中,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2都可以至少分离出F1频段和F2频段,而第二类辐射单元阵列存在部分辐射单元2至少可以分离出F1频段和F2频段,且该阵列能分离出F1频段和F2频段的辐射单元的个数大于一个且小于其所在阵列中辐射单元2的总数,如图9所示,本实施例中每个第二类辐射阵列中的这样的辐射单元2为2个,一般这样的辐射单元2越多,F1频段的水平波宽越理想。本实施例中,在每个辐射单元阵列组中,第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F1频段端口和与其相邻的第二类辐射单元阵列中的部分辐射单元2的F1频段端口通过馈电网络相连接,该馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F1频段输出端口,这种连接方式能够有效的使F1频段水平波宽满足要求,如降到65度以下。同时每个所述第一类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F2频段端口和每个所述第二类辐射单元阵列中的每个辐射单元2的F2频段端口分别通过相应的馈电网络相连接,且各相应的馈电网络分别连接到各F2频段输出端口。因此,本实施例中,如果采用单极化的辐射单元则可实现4个F2频段的端口输出,以及2个F1频段的端口输出;同理,如果采用双极化的辐射单元则可以实现8个F2频段的端口输出,以及4个F1频段的端口输出。
同样的,在一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个辐射单元组5,其至少包含两个通过馈电网络相连接的辐射单元2,用于简化输出频段的端口,采用辐射单元组这种方式进一步简化了天线的结构布局,且便于实施操作。优选的,所述各辐射单元2或辐射单元组5的输出端口还设有合路器3,用于分离输出的F1频段和F2频段。
同样的,在如图10所示的一优选实施例中,在每个辐射单元阵列组中,所述第一类辐射单元阵列中的辐射单元2相对于所述第二类辐射单元阵列中的辐射单元2交错设置,从而进一步减小F1频段的水平波宽。
在另一优选实施例中,该辐射单元阵列组中还可以包括至少一个移相器6,且该辐射单元阵列组的F1频段输出端口和/或F2频段输出端口与移相器6相连接,用于实现各频段的相位的改变。
另外,如图11所示的实施例中的多频天线,各辐射单元阵列组中也可以至少有一个辐射单元阵列能够分离出F3频段,并通过馈电网络连接到该辐射单元阵列组的F3频段输出端口,且F3频段的频率可以是F1频段的频率的大致一半或者是F2频段的频率的大致一半。在该实施例中,如果采用单极化的辐射单元则可实现4个F2频段的端口输出,以及2个F1频段的端口输出和1个F3频段的端口输出;同理,如果采用双极化的辐射单元则可以实现8个F2频段的端口输出,以及4个F1频段的端口输出和2个F3频段的端口输出。
在本实用实施例中的辐射单元阵列组的组数和各辐射单元阵列组之间的排列组合不限于上述实施例,只要至少有一个第一类辐射单元阵列和相邻的至少一个第二类辐射单元阵列,即可视为是本发明的实施方式。例如可以将一个或多个实施例一至三中的辐射单元阵列组进行各种组合。并且本发明的多频天线除了包括上述的辐射单元阵列组之外,还可以包括一个或多个仅输出单一频段的辐射单元阵列。
综上所述,本发明将至少一个辐射单元阵列组中的至少一个第一类辐射阵列中的每个辐射单元的F1频段与其相邻的至少一个第二类辐射单元阵列的部分辐射单元的F1频段通过馈电网络相连接,实现对F1频段的水平波宽的调节,使其满足波宽的要求;且通常第二类辐射单元阵列中包含的能够输出F1频段的辐射单元越多,输出的F1频段的水平波宽越接近标准值,效果越好。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。