CN106876894A - 一种阵列天线及通讯器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阵列天线及通讯器件，涉及天线技术领域，能够使阵列天线中相邻阵元之间达到更好的去耦效果。该阵列天线，包括反射面和馈电网络，反射面的同一侧设有第一天线阵元和第二天线阵元，馈电网络用于对第一天线阵元和第二天线阵元馈电，第一天线阵元和第二天线阵元的极化方向相同，第一天线阵元和第二天线阵元分别位于第一直线的两侧且关于第一直线对称设置，第一天线阵元和第二天线阵元分别相对于第二直线对称，第一直线和第二直线垂直且相交于第一交点，第一天线阵元和第二天线阵元之间设有耦合单元组，耦合单元组的几何中心在反射面内的投影与第一交点在反射面内的投影重合。本发明可用于通讯器件。

Description

一种阵列天线及通讯器件

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种阵列天线及通讯器件。

背景技术

随着无线通信技术进入5G(The 5th Generation,第5代)时代，人们对于高速无线通信提出了更高的要求。MMA天线(Massive Mimo Antenna超级Mimo天线)是采用大型阵列天线形成多个空间波束，利用空间信道的多径效应来成倍提升频谱效率，然而大型阵列天线给工程安装带来问题，密集城区站址获得困难，天线面安装容量受限，通常减小天线单元的间距能够压缩阵列天线所占用的面积，能够解决阵列天线占用面积大所带来的安装困难的问题，但这样会使天线阵列中阵元或子阵之间的耦合问题日益凸显，辐射单元之间耦合太强会导致驻波恶化、辐射方向图变形、Mimo(Multiple-Input Multiple-Output多输入、多输出)效率降低等很多问题，因此，阵列天线阵元或辐射单元间的去耦显得非常重要。

现有的一种阵列天线，如图1所示，包括：介质板01、第一辐射阵列单元02、第二辐射阵列单元03、去耦单元04、接地板、第一馈电原件和第二馈电原件(图中未示出)，去耦合单元04位于两个辐射阵列单元的中间，去耦合单元04由两条对称放置且不相交的微带线041组成，微带线041与辐射阵列单元不接触，第一辐射阵列单元02、第二辐射阵列单元03、去耦单元04均贴附于介质板01的一侧，第一辐射阵列单元02和第二辐射阵列单元03分别与第一馈电原件和第二馈电原件连接，两个馈电原件与接地板连接，接地板设置于介质板01的另一侧。

现有的这种阵列天线的去耦原理如下，通过在两个辐射阵列单元的中间增加了去耦单元04，这样第一辐射阵列单元02向第二辐射阵列单元03辐射的电磁波会在微带线041上产生感应电流A，同样，第二辐射阵列单元03向第一辐射阵列单元02辐射的电磁波也会在微带线041上产生感应电流B，由于感应电流A和感应电流B的大小相等方向相反会形成抵消，从而降低第一辐射阵列单元02与第二辐射阵列单元03之间的相互耦合。

但是，感应电流A是由第一辐射阵列单元02向第二辐射阵列单元03辐射的部分电磁波产生的，这部分电磁波转化成感应电流A被感应电流B所抵消，而另外一部分电磁波依然会辐射到第二辐射阵列单元03上从而形成空间耦合，同样地，感应电流B是由第二辐射阵列单元03向第一辐射阵列单元02辐射的部分电磁波产生的，这部分电磁波转化成感应电流B被感应电流A所抵消，然而另外一部分电磁波依然会辐射到第一辐射阵列单元02上从而形成空间耦合，由此可知，微带线041只是抵消掉两辐射阵列单元之间的部分耦合电磁波，两辐射阵列单元之间仍会产生一定的耦合。

发明内容

本发明实施提供一种阵列天线及通讯器件，能够使阵列天线中相邻阵元之间达到更好的去耦效果。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，公开了一种阵列天线，包括反射面和馈电网络，所述反射面的同一侧设有第一天线阵元和第二天线阵元，所述馈电网络用于对所述第一天线阵元和所述第二天线阵元馈电，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元的极化方向相同，所述第一天线阵元辐射出的电磁波的一部分通过空间传递被所述第二天线阵元吸收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成空间耦合，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元分别位于第一直线的两侧且关于所述第一直线对称设置，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元分别相对于第二直线对称，所述第一直线和第二直线垂直且相交于第一交点，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间设有耦合单元组，所述耦合单元组的几何中心在所述反射面内的投影与所述第一交点在所述反射面内的投影重合，所述第一天线阵元辐射出的电磁波在所述耦合单元组上产生感应电流，所述感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被所述第二天线阵元接收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成对销耦合，所述对销耦合与所述空间耦合的耦合度相等，且所述对销耦合与所述空间耦合的相位相差180°的奇数倍。

由于本发明实施例提供的阵列天线是通过调整对销耦合与空间耦合的耦合度以及两者之间的相位差来实现去耦的，当对销耦合与空间耦合的耦合度相等，并且相位相差180°的奇数倍时，这样对销耦合就可以将空间耦合完全对销掉，从而达到天线阵元间去耦的目的，提高了天线阵元之间的隔离度。因此，相比现有技术，本发明实施例提供的阵列天线可以使天线阵元之间达到更好去耦效果。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述耦合单元组分别关于第三直线和第四直线对称，所述第三直线和所述第四直线垂直相交，且所述第三直线和所述第四直线的交点为所述耦合单元组的几何中心，所述第三直线与所述第一直线平行，所述第四直线与所述第二直线平行。这样可以使耦合单元组实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元均为双极化天线阵元，所述双极化天线阵元具有第一极化方向和第二极化方向，所述第一天线阵元辐射出的第一极化方向电磁波的一部分通过空间传递被所述第二天线阵元吸收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第一极化空间耦合，所述第一天线阵元辐射出的第二极化方向电磁波的一部分通过空间传递被所述第二天线阵元吸收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第二极化空间耦合，所述第一极化方向电磁波在所述耦合单元组上产生第一感应电流，所述第一感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被所述第二天线阵元接收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第一对销耦合，所述第一对销耦合与所述第一空间耦合的耦合度相等，且所述第一对销耦合与所述第一空间耦合的相位相差180°的奇数倍；所述第二极化方向电磁波在所述耦合单元组上产生第二感应电流，所述第二感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被所述第二天线阵元接收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第二对销耦合，所述第二对销耦合与所述第二空间耦合的耦合度相等，且所述第二对销耦合与所述第二空间耦合的相位相差180°的奇数倍。

耦合单元组通过反射第一天线阵元两个极化方向辐射的电磁波从而形成第一对销耦合和第二对销耦合，通过第一对销耦合与两个天线阵元间第一极化方向上形成的第一空间耦合相抵消，第二对销耦合与两个天线阵元间第二极化方向上形成的第二空间耦合相抵消，来实现第一天线阵元和第二天线阵元之间同极化的去耦，提高了第一天线阵元和第二天线阵元之间同极化的隔离度。另外，第一天线阵元和第二天线阵元也可以为单极化天线阵元。但在无线通信领域，相比单极化天线阵元，双极化天线阵元，可以降低呼损，降低干扰，从而能够提高全网的服务质量。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一天线阵元包括一个或多个第一辐射单元，所述第一辐射单元为双极化辐射单元，所述第一辐射单元具有所述第一极化方向和第二极化方向；所述第二天线阵元包括一个或多个第二辐射单元，所述第二辐射单元为双极化辐射单元，所述第二辐射单元具有所述第一极化方向和第二极化方向。

第一天线阵元中的第一辐射单元的极化方向与第一天线阵元的极化方向相同，第二天线阵元中的第二辐射单元的极化方向与第二天线阵元的极化方向相同。

结合第一方面的第二种或第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述耦合单元组包括一个或多个耦合单元，所述耦合单元具有第一对称轴和第二对称轴，所述第一对称轴的延伸方向与所述第一极化方向平行，所述第二对称轴的延伸方向与所述第二极化方向平行。这样可以使耦合单元实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述辐射单元为±45°双极化的辐射单元，所述第一对称轴与+45°极化方向平行，所述第二对称轴与-45°极化方向平行。

辐射单元也可以为0°和90°双极化的辐射单元，耦合单元的第一对称轴与0°极化方向平行，第二对称轴与90°极化方向平行。但是，在目前的移动通信中，阵列天线的辐射单元大多数采用的是±45°双极化的辐射单元。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述耦合单元具有第三对称轴和第四对称轴，所述第三对称轴与所述第四对称轴垂直相交，且所述第三对称轴与所述第一对称轴的夹角为45度，所述第一对称轴、第二对称轴、第三对称轴和第四对称轴相交于同一交点。这样可以使耦合单元实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

结合第一方面的第四种至第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述耦合单元包括长度相等的第一条状辐射片和第二条状辐射片，所述第一条状辐射片沿所述第一对称轴延伸，所述第二条状辐射片沿所述第二对称轴延伸，所述第一条状辐射片和所述第二条状辐射片的中心在所述反射面上的投影重合。

另外，耦合单元可以为块状结构。但是，相比块状结构，耦合单元为平面结构可以大大提高阵列天线的组装效率，比如可以把平面结构的耦合单元集成到一个PCB上，这样节省了阵列天线的安装成本。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第一条状辐射片和所述第二条状辐射片在垂直于所述反射面的方向上间隔设置。

第一条状辐射片和第二条状辐射片可以在同一平面直接交叉，也可以在垂直于反射面的方向上间隔设置，但在实际应用中第一条状辐射片和第二条状辐射片通常会使用一块双面PCB的上下两个导体层进行制作，由此，第一条状辐射片和第二条状辐射片在垂直于反射面的方向上间隔设置。

结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述第一条状辐射片和所述第二条状辐射片之间的距离为0.5毫米。这样可以方便第一条状辐射片和第二条状辐射片在一块双面PCB的上下两个导体层上的制作。

结合第一方面的第四种至第六种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述耦合单元为圆形辐射片或正方形辐射片。

圆形或正方形的耦合单元可以达到对±45°两种极化方向上的去耦，同时±45°两个极化方向上的去耦能够彼此独立，相互影响较小。

结合第一方面的第四种至第十种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述第一天线阵元包括多个所述第一辐射单元，多个所述第一辐射单元沿平行于所述第一直线的方向间隔排列，所述第二天线阵元包括多个所述第二辐射单元，多个所述第二辐射单元沿平行于所述第一直线的方向间隔排列。

结合第一方面的第十一种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述第一天线阵元包括L个所述第一辐射单元，所述第二天线阵元包括L个所述第二辐射单元，所述耦合单元组包括L-1个耦合单元，且当(L-1)≥2时，多个所述耦合单元沿平行于所述第一直线的方向间隔排列。

耦合单元是放置在与其相邻四个辐射单元中心处，即耦合单元的中心在反射面内的投影与相邻的四个辐射单元的排列中心在反射面内的投影重合，耦合单元这样设置可以拉远耦合单元到辐射单元之间的距离，最大程度降低耦合单元引入对辐射单元性能的影响。

另外，耦合单元组也可以包括3个耦合单元，3个耦合单元沿平行于第一直线的方向间隔排列，其中，耦合单元设置在第一辐射单元和第二辐射单元之间，并且三者的中心共线，虽然此方案也能够满足去耦的要求，但此方案中需要的耦合单元数目相对较多，而且耦合单元到辐射单元之间的距离相对较近容易对辐射单元性能产生的影响。

结合第一方面或第一方面的第一种至第十二种可能的实现方式，在第一方面的第十三种可能的实现方式中，所述耦合单元组位于第一平面内，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元位于第二平面内，所述第一平面位于所述第二平面的上方。

耦合单元组位于第一平面内，第一天线阵元和第二天线阵元位于第二平面内，第一平面位于第二平面的下方，另外，耦合单元组位于第一平面内，第一天线阵元和第二天线阵元位于第二平面内，第一平面位于第二平面的上方。相比第一平面位于第二平面的下方，由于耦合单元组所在第一平面的上方有足够的空间，将第一平面位于第二平面的上方，不但更加方便耦合单元组的安装，同时，可以有足够的空间去调整第一平面与第二平面之间的距离，使对销耦合与空间耦合的耦合度大小相等，相位相差180°的奇数倍，从而使对销耦合能够完全对销掉空间耦合，使阵列天线获得较好的去耦效果。

结合第一方面的第十三种可能的实现方式，在第一方面的第十四种可能的实现方式中，所述第一平面与所述第二平面之间的距离为d，所述阵列天线的工作频率所对应的波长为λ，所述d＜λ。

经实验测得，当d＜λ时，对销耦合与空间耦合之间的相位差靠近或者达到180°的奇数倍，从而使对销耦合能够对销掉空间耦合，使阵列天线获得较好的去耦效果。

结合第一方面的第十四种可能的实现方式，在第一方面的第十五种可能的实现方式中，0.1λ＜d＜0.75λ。

通过进一步地实验和仿真得出，当d的范围为0.1λ＜d＜0.75λ时，对销耦合能够完全对销掉空间耦合，使阵列天线获得更好地去耦效果。

结合第一方面或第一方面的第一至第十二种可能的实现方式，在第一方面的第十六种可能的实现方式中，所述耦合单元组、所述第一天线阵元以及所述第二天线阵元形成于同一PCB上。

这样可以减少一层PCB的使用，可以大大降低了物料成本和阵列天线的组装难度。

结合第一方面的第三至第十六种可能的实现方式，在第一方面的第十七种可能的实现方式中，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元均为正方形辐射片。

辐射单元可以为圆形辐射片，另外，辐射单元为正方形辐射片。相比圆形辐射片，正方形辐射片的制作更容易，而且能够保持较佳的辐射特性。

结合第一方面或第一方面的第一至第十七种可能的实现方式，在第一方面的第十八种可能的实现方式中，所述第一天线阵元与所述第二天线阵元的几何中心的间距为0.3～2倍所述阵列天线的工作频率所对应的波长。

这样使第一天线阵元与第二天线阵元的几何中心的间距既不过大，也不过小，能够在不增加了阵列天线的安装难度和成本的同时，又可以降低去耦的难度和成本。

结合第一方面的第十八种可能的实现方式，在第一方面的第十九种可能的实现方式中，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元组成天线阵元组，沿第一直线方向上间隔排布多组天线阵元组，多个所述第一天线阵元沿平行于所述第一直线方向上间隔排布，相邻两个所述第一天线阵元的几何中心的间距为0.3～2倍所述阵列天线的工作频率所对应的波长。

这样使相邻两个第一天线阵元的几何中心的间距既不过大，也不过小，能够在不增加了阵列天线的安装难度和成本的同时，又可以降低去耦的难度和成本。

结合第一方面的第四至第十八种可能的实现方式，在第一方面的第二十种可能的实现方式中，当所述耦合单元组包括多个所述耦合单元时，相邻两所述耦合单元的边沿的间距大于0.1倍所述阵列天线的工作频率所对应的波长。

这样耦合单元组中的耦合单元就不会过密而具有滤波功能，90％以上的电磁波就能够穿过耦合单元组，从而不影响阵列天线的正常收发信号。

第二方面，公开了一种通讯器件，还包括上述任一实施例中的阵列天线，阵列天线的馈电网络与基站收发机连接。

由于通讯器件中的阵列天线中通过设置耦合单元组不但使阵列天线阵元之间达到更好的去耦效果，在提高阵元之间同极化的隔离度的同时，对异极化隔离度不造成影响，而且又能够降低天线的安装难度和成本，进而也降低了通讯器件的成本，提高了其工作的可靠性。

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为现有的一种阵列天线(辐射单元为一对时)去耦的结构示意图；

图2为本发明实施例中阵列天线的结构示意图；

图3为本发明实施例中阵列天线的俯视图；

图4为本发明实施例中阵列天线的主视图；

图5为本发明实施例中阵列天线中耦合单元组去耦的原理示意图；

图6为本发明实施例中的阵列天线中耦合单元结构设计不恰当的示意图；

图7为本发明实施例中的阵列天线中耦合单元放置位置不恰当的一种情形；

图8为本发明实施例中的阵列天线中耦合单元放置位置不恰当的另一种情形；

图9为本发明实施例中的阵列天线中耦合单元可采用的几种形状；

图10为本发明实施例中的阵列天线中方形耦合单元在受到辐射单元﹢45°极化方向电磁波入射时的感应电流分布；

图11为本发明实施例中阵列天线两个天线阵元间的去耦结构示意图(天线阵元包括一个辐射单元，耦合单元组中包括两个耦合单元)；

图12为本发明实施例中阵列天线两个天线阵元间的去耦结构示意图(天线阵元包括两个辐射单元，耦合单元组中包括一个耦合单元)；

图13为本发明实施例中阵列天线为多个阵元时的去耦结构示意图；

图14为图12的俯视图；

图15为图12中的阵列天线在采用耦合单元去耦前的隔离度的测试结果；

图16为图12中的阵列天线在采用耦合单元去耦后的隔离度的测试结果；

图17为本发明实施例中当辐射单元为微带贴片时阵列天线的俯视图；

图18为本发明实施例中当辐射单元为微带贴片时阵列天线的主视图。

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。

参见图2和图4，本发明实施例提供一种阵列天线，包括反射面1和馈电网络2，反射面1的同一侧设有第一天线阵元3和第二天线阵元3＇，馈电网络2用于对第一天线阵元3和第二天线阵元3＇馈电，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇的极化方向相同，如图3所示，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇分别位于第一直线(图中直线L₁)的两侧且关于第一直线对称设置，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇分别相对于第二直线(图中直线L₂)对称，第一直线和第二直线垂直且相交于第一交点(图中的O点)，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间设有耦合单元组4，耦合单元组4的几何中心(图中的O₁点)在反射面1内的投影与第一交点在反射面1内的投影重合。

为了便于理解耦合单元组4对第一天线阵元3和第二天线阵元3＇去耦的原理，下面进行详细说明，如图5所示，第一天线阵元3辐射出的电磁波的一部分通过空间传递被第二天线阵元3＇吸收，使第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间形成空间耦合(即图中的A)，第一天线阵元3辐射出的电磁波在耦合单元组4上产生感应电流，感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被第二天线阵元3＇接收，使第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间形成对销耦合(即图中的B)，对销耦合与空间耦合的耦合度相等，且对销耦合与空间耦合的相位相差180°的奇数倍，这样对销耦合就可以将第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间的空间耦合对销掉，从而使耦合单元组4实现天线阵元间去耦的目的。

需要说明的是：上述对空间耦合和对销耦合的描述只是单向过程，即假定第一天线阵元3发射电磁波，第二天线阵元3＇接收电磁波，实际的阵列天线中每个天线阵元是既可发射电磁波，也可以同时接收电磁波，因此，也可以假设第二天线阵元3＇发射电磁波，第一天线阵元3接收电磁波，表述方式和上述第一天线阵元3发射电磁波，第二天线阵元3＇接收电磁波的这种假设相同，在此不再赘述。

由于本发明实施例提供的阵列天线是通过调整对销耦合与空间耦合的耦合度以及两者之间的相位差来实现去耦的，当对销耦合与空间耦合的耦合度相等，并且相位相差180°的奇数倍时，这样对销耦合就可以将空间耦合完全对销掉，从而达到天线阵元间去耦的目的，提高了天线阵元之间的隔离度。因此，相比现有技术，本发明实施例提供的阵列天线可以使天线阵元之间达到更好去耦效果。

耦合单元组4的位置会影响天线阵元的一致性，如图3所示，耦合单元组4的几何中心(图中的O₁点)在反射面1内的投影与第一交点(图中的O点)在反射面1内的投影重合。如图7和图8所示，如果耦合单元组4的几何中心在反射面1内的投影与第一交点在反射面1内的投影不重合，这样会使各耦合单元组4对两个天线阵元辐射出的电磁波的反射能力不相同，此时为了使耦合单元组4能达到较佳的去耦效果，就需要调整第一天线阵元3、第二天线阵元3＇的结构或排列方式，破坏了天线阵元的一致性，但这增加了阵列天线的设计难度和成本。因此，耦合单元组4的几何中心在反射面1内的投影与第一交点在反射面1内的投影重合，使耦合单元组4实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

耦合单元组4的自身结构排列也会影响天线阵元的一致性，如图3所示，耦合单元组4分别关于第三直线(图中直线L₃)和第四直线(图中直线L₄)对称，第三直线和第四直线垂直相交，且第三直线和第四直线的交点为耦合单元组4的几何中心O₁，第三直线与第一直线平行，第四直线与第二直线平行，即直线L₃平行于直线L₁(包括重合)，直线L₄平行于直线L₂(包括重合)。如图6所示，如果耦合单元组4关于第三直线(图中直线L₃)和第四直线(图中直线L₄)不对称，同样地，这样也会使耦合单元组4对两个天线阵元辐射出的电磁波的反射能力不相同，此时为了使耦合单元组4能达到较佳的去耦效果，就需要调整第一天线阵元3、第二天线阵元3＇的结构或排列方式，破坏了天线阵元的一致性，这使阵列天线的设计难度和成本增加。因此，耦合单元组4分别关于第三直线和第四直线对称，使耦合单元组4实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

其中，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇可以为单极化天线阵元，也可以为双极化天线阵元。在无线通信领域，相比单极化天线阵元，双极化天线阵元，可以降低呼损，降低干扰，从而能够提高全网的服务质量。

参见图2，双极化天线阵元具有第一极化方向(直线u的方向)和第二极化方向(直线v的方向)，第一天线阵元3辐射出的第一极化方向电磁波的一部分通过空间传递被第二天线阵元3＇吸收，使第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间形成第一极化空间耦合(即图中点画线r)，第一天线阵元3辐射出的第二极化方向电磁波的一部分通过空间传递被第二天线阵元3＇吸收，使第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间形成第二极化空间耦合(即图中点画线s)；第一极化方向电磁波在耦合单元组4上产生第一感应电流，第一感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被第二天线阵元3＇接收，使第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间形成第一对销耦合(即图中虚线q)，第一对销耦合与第一空间耦合的耦合度相等，且第一对销耦合与第一空间耦合的相位相差180°的奇数倍，这样对第一对销耦合就可以将第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间的第一空间耦合对销掉；第二极化方向电磁波在耦合单元组4上产生第二感应电流，第二感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被第二天线阵元3＇接收，使第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间形成第二对销耦合(即图中虚线p)，第二对销耦合与第二空间耦合的耦合度相等，且第二对销耦合与第二空间耦合的相位相差180°的奇数倍。这样对第二对销耦合就可以将第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间的第二空间耦合对销掉。耦合单元组4通过反射第一天线阵元3两个极化方向辐射的电磁波从而形成第一对销耦合和第二对销耦合，通过第一对销耦合与两个天线阵元间第一极化方向上形成的第一空间耦合相抵消，第二对销耦合与两个天线阵元间第二极化方向上形成的第二空间耦合相抵消，来实现第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间同极化的去耦，提高了第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间同极化的隔离度。

其中，第一天线阵元3包括一个或多个第一辐射单元，图2、图11中的第一天线阵元3只包括一个第一辐射单元，图12和图13中的第一天线阵元3包括多个(2个及以上)第一辐射单元，如图13所示，第一辐射单元(图中第一辐射单元3e、第一辐射单元3f、第一辐射单元3g)为双极化辐射单元，第一辐射单元具有第一极化方向和第二极化方向，第一天线阵元3中的第一辐射单元的极化方向与第一天线阵元3的极化方向相同，比如当第一天线阵元3具有±45°极化方向时，第一天线阵元3中的第一辐射单元也具有±45°极化方向；第二天线阵元3＇包括一个或多个第二辐射单元，图2、图11中的第二天线阵元3＇只包括一个第二辐射单元，图12和图13中的第二天线阵元3＇包括多个(2个及以上)第二辐射单元，如图13所示，第二辐射单元(图中第二辐射单元3＇h、第二辐射单元3＇i、第二辐射单元3＇j)为双极化辐射单元，第二辐射单元具有第一极化方向和第二极化方向，第二天线阵元3＇中的第二辐射单元的极化方向与第二天线阵元3＇的极化方向相同，比如当第二天线阵元3＇具有±45°极化方向时，第二天线阵元3＇中的第二辐射单元也具有±45°极化方向。

耦合单元组4包括一个或多个耦合单元，图2、图12中的耦合单元组4中只包括一个耦合单元40，图11、图13中的耦合单元组4包括多个(2个及以上)耦合单元，如图11所示，耦合单元具有第一对称轴(即图中直线M₁)和第二对称轴(即图中直线M₂)，第一对称轴的延伸方向与第一极化方向平行(即M₁平行于u)，第二对称轴的延伸方向与第二极化方向平行(即M₂平行于v)。如果耦合单元关于直线M₁、直线M₂不对称(如图6所示，耦合单元关于直线M₂不对称)，这样也会使耦合单元在直线M₂两侧对两个天线阵元第二极化方向上辐射出的电磁波的反射能力不相同，此时为了使耦合单元在直线M₂两侧对两个天线阵元第二极化方向上辐射出的电磁波的反射能力达到相同从而达到较佳的去耦效果，就需要调整第一天线阵元3、第二天线阵元3＇的结构或排列方式，这样使阵列天线的设计难度和成本增加。因此，耦合单元具有第一对称轴和第二对称轴，使耦合单元实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

辐射单元的双极化方向并不唯一，比如辐射单元可以为0°和90°双极化的辐射单元，耦合单元的第一对称轴与0°极化方向平行，第二对称轴与90°极化方向平行。另外，如图11所示，辐射单元为±45°双极化的辐射单元，耦合单元的第一对称轴与+45°极化方向平行，第二对称轴与-45°极化方向平行。但是，在目前的移动通信中，阵列天线的辐射单元大多数采用的是±45°双极化的辐射单元。

参见图11，耦合单元具有第三对称轴和第四对称轴，第三对称轴与第四对称轴垂直相交，且第三对称轴(直线M₃)与第一对称轴(直线M₁)的夹角为45度，第一对称轴(直线M₁)、第二对称轴(直线M₂)、第三对称轴(直线M₃)和第四对称轴(直线M₄)相交于同一交点(点O₂)。耦合单元组4中耦合单元的结构同样也会影响天线的一致性，如果耦合单元不具有第三对称轴和第四对称轴，即耦合单元关于直线M₃、M₄不对称，这样也会使耦合单元对两个天线阵元辐射出的电磁波的反射能力不相同，此时为了使耦合单元能达到较佳的去耦效果，就需要调整第一天线阵元3、第二天线阵元3＇的结构或排列方式，破坏了天线阵元的一致性，这使阵列天线的设计难度和成本增加。因此，耦合单元具有第三对称轴和第四对称轴，第三对称轴与第四对称轴垂直相交，可以使耦合单元实现天线阵元间去耦的同时又不破坏天线阵元的一致性。

耦合单元的形状并不唯一，比如耦合单元可以块状结构，另外，耦合单元也可以为平面结构，相比块状结构，耦合单元为平面结构可以大大提高阵列天线的组装效率，比如可以把平面结构的耦合单元集成到一个PCB上，这样节省了阵列天线的安装成本。

进一步地，平面结构的耦合单元的形状也不唯一，比如耦合单元可以为两个条状辐射片组合而成，如图3所示，具体地，耦合单元40包括长度相等的第一条状辐射片401和第二条状辐射片402，第一条状辐射片401沿第一对称轴(即直线M₁)延伸，第二条状辐射片402沿第二对称轴(即直线M₂)延伸，第一条状辐射片401和第二条状辐射片402的中心在反射面1上的投影重合，这样当+45°极化方向(直线M₂的方向)的电磁波辐射到耦合单元40时，沿+45°方向延伸的第二条状辐射片402与电磁波的辐射方向一致，会感应出较强电流，从而辐射出电磁波形成二次辐射，而沿-45°延伸的第一条状辐射片401与+45°极化方向辐射的电磁波辐射垂直，产生的感应电流几乎为0，当第二条状辐射片402的二次辐射电磁波照射到相邻的辐射单元时，由于辐射单元的极化选择特性，相邻的辐射单元也只会在+45°极化方向上产生感应信号，此处产生的感应信号就是用于对销辐射单元耦合所需的对销信号；

当-45°极化方向(直线M₁的方向)的电磁波辐射到耦合单元40时，沿-45°方向延伸的第一条状辐射片401与电磁波的辐射方向一致，会感应出较强电流，从而辐射出电磁波形成二次辐射，而沿+45°延伸的第二条状辐射片402与-45°极化方向辐射的电磁波辐射垂直，产生的感应电流几乎为0，当第一条状辐射片401的二次辐射电磁波照射到相邻的辐射单元时，由于辐射单元的极化选择特性，相邻的辐射单元也只会在-45°极化方向上产生感应信号，此处产生的感应信号就是用于对销辐射单元耦合所需的对销信号，由上述分析可知，由第一条状辐射片401和第二条状辐射片402组成的耦合单元40可以达到对±45°两种极化方向上的去耦，同时±45°两个极化方向上的去耦能够彼此独立，相互影响较小；

同时，第一条状辐射片401和第二条状辐射片402的中心在反射面1上的投影重合，这样为了使耦合单元40关于第一对称轴(直线M₁)、第二对称轴(直线M₂)、第三对称轴(直线M₃)和第四对称轴(直线M₄)对称(如图3所示)，在耦合单元40去耦的同时不破坏天线阵元中辐射单元的一致性。需要说明的是：在图3中耦合单元组4只包括一个耦合单元40，那么第二直线L₂、第四直线L₄、第四对称轴M₄三条直线重合共线，第一直线L₁、第三直线L₃、第四对称轴M₄三条直线重合共线。

其中，第一条状辐射片401和第二条状辐射片402可以在同一平面直接交叉，也可以在垂直于反射面1的方向上间隔设置，但在实际应用中第一条状辐射片401和第二条状辐射片402通常会使用一块双面PCB的上下两个导体层进行制作，由此，第一条状辐射片401和第二条状辐射片402在垂直于反射面1的方向上间隔设置，并且第一条状辐射片401和第二条状辐射片402之间的距离为0.5毫米。

平面结构的耦合单元的形状除了交叉的第一条状辐射片401和第二条状辐射片402结构外，如图9所示，耦合单元也可以为圆形辐射片或正方形辐射片，图10所示为当正方形或圆形的耦合单元在受到+45°极化方向的电磁波入射时产生的感应电流分布，虽然在-45°极化方向也会出现感应电流分量，但是由于耦合单元的关于+45°轴线对称，在-45°方向上下部分的电流大小和方向都是关于+45°完全对称的，其远场辐射具有抵消效果，因此最终产生的二次辐射电磁波主要成分仍然是+45°极化；当正方形或圆形的耦合单元在受到-45°极化方向的电磁波入射时的情况与+45°时的情况相类似，在此不再赘述。由上述分析可知，由圆形或正方形的耦合单元可以达到对±45°两种极化方向上的去耦，同时±45°两个极化方向上的去耦能够彼此独立，相互影响较小。

参见图11，图中第一天线阵元3只包括一个第一辐射单元3a，第二天线阵元3＇只包括一个第二辐射单元3＇b，耦合单元组4设置在第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间，耦合单元组4包括两个耦合单元，即耦合单元40a、耦合单元40b，两个耦合单元上下布置，两个耦合单元的中心与第一辐射单元3a、第二辐射单元3＇b的中心在反射面1上重合，每个耦合单元的结构关于第一对称轴(直线M₁)、第二对称轴(直线M₂)、第三对称轴(直线M₃)和第四对称轴(直线M₄)对称。

本发明实施例提供的阵列天线中，第一天线阵元3包括多个第一辐射单元，多个第一辐射单元沿平行于第一直线的方向间隔排列，第二天线阵元3＇包括多个第二辐射单元，多个第二辐射单元沿平行于第一直线的方向间隔排列。下面以图12与图13为例说明：

参见图12，图中第一天线阵元3包括2个第一辐射单元(即第一辐射单元3a和第一辐射单元3c)，两个第一辐射单元沿平行于第一直线(直线L₁)的方向间隔排列，第二天线阵元3＇包括2个第二辐射单元(即第二辐射单元3＇b和第二辐射单元3＇d)，两个第二辐射单元沿平行于第一直线(直线L₁)的方向间隔排列，耦合单元组4只包括一个耦合单元40。针对第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间的去耦需要以天线阵元为单位进行设计，而不是单纯针对辐射单元进行去耦设计，这是由于第一天线阵元3和第二天线阵元3＇之间除了相邻的辐射单元(即第一辐射单元3a和第二辐射单元3＇b或者第一辐射单元3c和第二辐射单元3＇d)存在耦合之外，上下的辐射单元(即第一辐射单元3a和第一辐射单元3c或者第二辐射单元3＇b和第二辐射单元3＇d)之间还存在交错耦合，为了达到对两个相邻天线阵元间去耦的目的，耦合单元40也不仅要在相邻辐射单元之间进行去耦，也要在上下辐射单元之间进行去耦，由此，在针对相邻天线阵元进行去耦时，要将天线阵元看成一个整体进行设计。

参见图13，图中第一天线阵元3包括3个第一辐射单元，即第一辐射单元3e、第一辐射单元3f、第一辐射单元3g，3个第一辐射单元沿平行于第一直线(直线L₁)的方向间隔排列，第二天线阵元3＇包括3个第二辐射单元，即第二辐射单元3＇h、第二辐射单元3＇i、第二辐射单元3＇j，3个第二辐射单元沿平行于第一直线的方向间隔排列。由于水平方向相邻天线阵元之间只有两个辐射单元相邻(即图中第一辐射单元3g和辐射单元3k相邻)，第一辐射单元3g和辐射单元3k之间耦合量相比纵向辐射单元间的耦合量要小，通常在水平方向相邻天线阵元之间不加耦合单元也能满足阵列天线去耦的要求。图13所示的阵列天线中包括4排、2列天线阵元，每个天线阵元包含2个馈电端口，分别针对天线阵元中的辐射单元的±45°极化进行馈电，馈电端口馈入的射频信号经馈电网络2进行分配后连接到各个辐射单元辐射到空间，其中，第一天线阵元3与第二天线阵元3＇是指图中纵向相邻的两个天线阵元。

本发明实施例提供的阵列天线中，第一天线阵元3包括L个第一辐射单元，第二天线阵元3＇包括L个第二辐射单元，耦合单元组4包括(L-1)个耦合单元，且当(L-1)≥2时，多个耦合单元沿平行于第一直线的方向间隔排列。下面以图13为例说明：

参见图13，第一天线阵元3包括3个第一辐射单元，第二天线阵元3＇包括3个第二辐射单元，耦合单元组4包括2个耦合单元，2个耦合单元(即耦合单元40c和耦合单元40d)沿平行于第一直线(直线L₁)的方向间隔排列。在这种耦合单元的排列方式中，耦合单元是放置在与其相邻四个辐射单元中心处，即耦合单元40c的中心在反射面1内的投影与相邻的四个辐射单元(第一辐射单元3e、第一辐射单元3f、第二辐射单元3＇h、第二辐射单元3＇i)的排列中心在反射面1内的投影重合，耦合单元这样设置可以拉远耦合单元到辐射单元之间的距离，最大程度降低耦合单元引入对辐射单元性能的影响。

另外，耦合单元组4也可以包括3个耦合单元，3个耦合单元(即耦合单元40e、耦合单元40f和耦合单元40g)沿平行于第一直线(直线L₁)的方向间隔排列，其中，耦合单元40e设置在第一辐射单元3e和第二辐射单元3＇h之间，并且三者的中心共线；耦合单元40f设置在第一辐射单元3f和第二辐射单元3＇i之间，并且三者的中心共线；耦合单元40g设置在第一辐射单元3g和第二辐射单元3＇j之间，并且三者的中心共线。虽然此方案也能够满足去耦的要求，但此方案中需要的耦合单元数目相对较多，而且耦合单元到辐射单元之间的距离相对较近容易对辐射单元性能产生的影响。

为了研究阵列天线去耦前后阵元之间隔离度的变化情况，对图13中所示的阵列天线进行去耦前后隔离度测试，测试结果如图15和图16所示，图15为去耦前的测试结果，图16为去耦后的测试结果，从图示结果可以看出，辐射单元同极化端口的隔离度取得了显著改善，从16-21dB改善到19-30dB，平均改善超过5dB；而异极化隔离度变化非常微弱，由此可以得出设置耦合单元改善了相邻阵元两对同极化端口之间的隔离度，而对异极化隔离度基本不会造成影响。

其中，耦合单元组4的安装位置并不唯一，比如耦合单元组4位于第一平面5内，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇位于第二平面6内，第一平面5位于第二平面6的下方，另外，如图14所示，耦合单元组4位于第一平面5内，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇位于第二平面6内，第一平面5位于第二平面6的上方。相比第一平面5位于第二平面6的下方，由于耦合单元组4所在第一平面5的上方有足够的空间，将第一平面5位于第二平面6的上方，不但更加方便耦合单元组4的安装，同时，可以有足够的空间去调整第一平面5与第二平面6之间的距离，使对销耦合与空间耦合的耦合度大小相等，相位相差180°的奇数倍，从而使对销耦合能够完全对销掉空间耦合，使阵列天线获得较好的去耦效果。

参见图14，由于阵列天线中需要的耦合单元数量较多，为了天线组装的方便，耦合单元组4可以集成在一个PCB上，即耦合单元组4中的耦合单元由PCB上蚀刻出的导体图形构成，但考虑到将耦合单元组4集成在一个PCB上，则会使单个PCB的面积较大，PCB容易发生变形，这样对耦合单元组4的安装平整度有一定的影响，由此，也可以将耦合单元组4设计到多个PCB上，每个PCB上包含一定数量的耦合单元，这样PCB的面积就会相对较小，发生的变形相对较小，更容易满足耦合单元组4安装平整度的要求。

由于调整第一平面5与第二平面6之间的距离d可以改变耦合单元40产生的对销耦合与辐射单元之间产生的空间耦合之间的相位差，为了使对销耦合与空间耦合之间的相位差靠近或者达到180°的奇数倍，d满足d＜λ，其中，λ为阵列天线的工作频率所对应的波长。经实验测得，当d＜λ时，对销耦合与空间耦合之间的相位差靠近或者达到180°的奇数倍，从而使对销耦合能够对销掉空间耦合，使阵列天线获得较好的去耦效果。

通过进一步地实验和仿真得出，当d的范围为0.1λ＜d＜0.75λ时，对销耦合能够完全对销掉空间耦合，使阵列天线获得更好地去耦效果。

天线阵元与馈电网络2的连接方式也不唯一，比如天线阵元与馈电网络2可以直接连接，另外，如图14所示，天线阵元与馈电网络2也可以间隔一定距离。当天线阵元与馈电网络2间隔一定的距离时，天线阵元与馈电网络2之间形成电容，馈电网络2可以利用电容耦合效应对天线阵元传输信号。

当辐射单元采用微带贴片结构时，为了降低物料成本和阵列天线的组装难度，如图17和图18所示，耦合单元组4、第一天线阵元3以及第二天线阵元3＇形成于同一PCB7上，耦合单元组4、第一天线阵元3以及第二天线阵元3＇均可以采用PCB7蚀刻图形制作，耦合单元组4、第一天线阵元3以及第二天线阵元3＇形成于同一PCB7上，可以减少一层PCB7的使用，可以大大降低了物料成本和阵列天线的组装难度。

其中，辐射单元的形状并不唯一，比如辐射单元可以为圆形辐射片，另外，如图3、图13、图17所示，辐射单元为正方形辐射片。相比圆形辐射片，正方形辐射片的制作更容易，而且能够保持较佳的辐射特性。

参见图13，第一天线阵元3与第二天线阵元3＇的几何中心的间距(图中的dy)不宜过大，也不宜过小，如果间距过大，会使阵列天线的总面积增大，增加了阵列天线的安装难度和成本；如果间距过小，会使第一天线阵元3与第二天线阵元3＇之间的耦合问题就越突出，这会增加去耦的难度和成本。为了使第一天线阵元3与第二天线阵元3＇的几何中心保持合适的间距，第一天线阵元3与第二天线阵元3＇的几何中心的间距为0.3～2倍阵列天线的工作频率所对应的波长。这样使第一天线阵元3与第二天线阵元3＇的几何中心的间距既不过大，也不过小，能够在不增加了阵列天线的安装难度和成本的同时，又可以降低去耦的难度和成本。

参见图13，第一天线阵元3和第二天线阵元3＇组成天线阵元组，沿第一直线(直线L₁)方向上间隔排布多组天线阵元组，多个第一天线阵元沿平行于第一直线方向上间隔排布。同样地，相邻两个第一天线阵元的几何中心的间距(图中的dx)不宜过大，也不宜过小，如果间距过大，会使阵列天线的总面积增大，增加了阵列天线的安装难度和成本；如果间距过小，会使相邻两个第一天线阵元之间的耦合问题就越突出，这会增加去耦的难度和成本。为了使相邻两个第一天线阵元的几何中心保持合适的间距，相邻两个第一天线阵元的几何中心的间距为0.3～2倍阵列天线的工作频率所对应的波长。这样使相邻两个第一天线阵元的几何中心的间距既不过大，也不过小，能够在不增加了阵列天线的安装难度和成本的同时，又可以降低去耦的难度和成本。

参见图13，在阵列天线中，当耦合单元组4包括至少两个耦合单元时，如果相邻两耦合单元(比如图中耦合单元40c、耦合单元40d)的边沿的间距过小，这样增加了耦合单元的密度，耦合单元在天线阵元的上方形成一个较密的周期性结构，这样耦合单元组4会具有一定的滤波功能，能将一定频率的电磁波给过滤掉，对阵列天线的正常收发信号有一定的影响。为了能够使90％以上的电磁波能够穿过耦合单元组4，相邻两耦合单元的边沿的间距大于0.1倍阵列天线的工作频率所对应的波长，这样耦合单元组4中的耦合单元就不会过密而具有滤波功能，90％以上的电磁波就能够穿过耦合单元组4，从而不影响阵列天线的正常收发信号。

另一方面，本发明实施例还提供了一种通讯器件，包括基站收发机，还包括上述任一实施例中的阵列天线，阵列天线的馈电网络与基站收发机连接。

由于通讯器件中的阵列天线中通过设置耦合单元组，这样不但使阵列天线阵元之间达到更好的去耦效果，在提高阵元之间同极化的隔离度的同时，对异极化隔离度不造成影响，而且又能够降低天线的安装难度和成本，进而也降低了通讯器件的成本，提高了其工作的可靠性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种阵列天线，其特征在于，包括反射面和馈电网络，

所述反射面的同一侧设有第一天线阵元和第二天线阵元，所述馈电网络用于对所述第一天线阵元和所述第二天线阵元馈电，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元的极化方向相同，所述第一天线阵元辐射出的电磁波的一部分通过空间传递被所述第二天线阵元吸收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成空间耦合，

所述第一天线阵元和所述第二天线阵元分别位于第一直线的两侧且关于所述第一直线对称设置，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元分别相对于第二直线对称，所述第一直线和第二直线垂直且相交于第一交点，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间设有耦合单元组，所述耦合单元组的几何中心在所述反射面内的投影与所述第一交点在所述反射面内的投影重合，

所述第一天线阵元辐射出的电磁波在所述耦合单元组上产生感应电流，所述感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被所述第二天线阵元接收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成对销耦合，所述对销耦合与所述空间耦合的耦合度相等，且所述对销耦合与所述空间耦合的相位相差180°的奇数倍。

2.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元组分别关于第三直线和第四直线对称，所述第三直线和所述第四直线垂直相交，且所述第三直线和所述第四直线的交点为所述耦合单元组的几何中心，所述第三直线与所述第一直线平行，所述第四直线与所述第二直线平行。

3.根据权利要求2所述的阵列天线，其特征在于，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元均为双极化天线阵元，所述双极化天线阵元具有第一极化方向和第二极化方向，所述第一天线阵元辐射出的第一极化方向电磁波的一部分通过空间传递被所述第二天线阵元吸收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第一极化空间耦合，所述第一天线阵元辐射出的第二极化方向电磁波的一部分通过空间传递被所述第二天线阵元吸收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第二极化空间耦合，

所述第一极化方向电磁波在所述耦合单元组上产生第一感应电流，所述第一感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被所述第二天线阵元接收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第一对销耦合，所述第一对销耦合与所述第一空间耦合的耦合度相等，且所述第一对销耦合与所述第一空间耦合的相位相差180°的奇数倍；

所述第二极化方向电磁波在所述耦合单元组上产生第二感应电流，所述第二感应电流形成的二次辐射电磁波的一部分被所述第二天线阵元接收，使所述第一天线阵元和所述第二天线阵元之间形成第二对销耦合，所述第二对销耦合与所述第二空间耦合的耦合度相等，且所述第二对销耦合与所述第二空间耦合的相位相差180°的奇数倍。

4.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于，所述第一天线阵元包括一个或多个第一辐射单元，所述第一辐射单元为双极化辐射单元，所述第一辐射单元具有所述第一极化方向和第二极化方向；

所述第二天线阵元包括一个或多个第二辐射单元，所述第二辐射单元为双极化辐射单元，所述第二辐射单元具有所述第一极化方向和第二极化方向。

5.根据权利要求3或4所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元组包括一个或多个耦合单元，所述耦合单元具有第一对称轴和第二对称轴，所述第一对称轴的延伸方向与所述第一极化方向平行，所述第二对称轴的延伸方向与所述第二极化方向平行。

6.根据权利要求5所述的阵列天线，其特征在于，所述辐射单元为±45°双极化的辐射单元，所述第一对称轴与+45°极化方向平行，所述第二对称轴与-45°极化方向平行。

7.根据权利要求6所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元具有第三对称轴和第四对称轴，所述第三对称轴与所述第四对称轴垂直相交，且所述第三对称轴与所述第一对称轴的夹角为45度，所述第一对称轴、第二对称轴、第三对称轴和第四对称轴相交于同一交点。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元包括长度相等的第一条状辐射片和第二条状辐射片，所述第一条状辐射片沿所述第一对称轴延伸，所述第二条状辐射片沿所述第二对称轴延伸，所述第一条状辐射片和所述第二条状辐射片的中心在所述反射面上的投影重合。

9.根据权利要求8所述的阵列天线，其特征在于，所述第一条状辐射片和所述第二条状辐射片在垂直于所述反射面的方向上间隔设置。

10.根据权利要求9所述的阵列天线，其特征在于，所述第一条状辐射片和所述第二条状辐射片之间的距离为0.5毫米。

11.根据权利要求5～7中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元为圆形辐射片或正方形辐射片。

12.根据权利要求5～11中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述第一天线阵元包括多个所述第一辐射单元，多个所述第一辐射单元沿平行于所述第一直线的方向间隔排列，所述第二天线阵元包括多个所述第二辐射单元，多个所述第二辐射单元沿平行于所述第一直线的方向间隔排列。

13.根据权利要求12所述的阵列天线，其特征在于，所述第一天线阵元包括L个所述第一辐射单元，所述第二天线阵元包括L个所述第二辐射单元，所述耦合单元组包括L-1个耦合单元，且当(L-1)≥2时，多个所述耦合单元沿平行于所述第一直线的方向间隔排列。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元组位于第一平面内，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元位于第二平面内，所述第一平面位于所述第二平面的上方。

15.根据权利要求14所述的阵列天线，其特征在于，所述第一平面与所述第二平面之间的距离为d，所述阵列天线的工作频率所对应的波长为λ，所述d＜λ。

16.根据权利要求15所述的阵列天线，其特征在于，0.1λ＜d＜0.75λ。

17.根据权利要求1～13中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述耦合单元组、所述第一天线阵元以及所述第二天线阵元形成于同一PCB上。

18.根据权利要求4～17中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述第一辐射单元和所述第二辐射单元均为正方形辐射片。

19.根据权利要求1～18中任一项所述的阵列天线，其特征在于，所述第一天线阵元与所述第二天线阵元的几何中心的间距为0.3～2倍所述阵列天线的工作频率所对应的波长。

20.根据权利要求19所述的阵列天线，其特征在于，所述第一天线阵元和所述第二天线阵元组成天线阵元组，沿第一直线方向上间隔排布多组天线阵元组，多个所述第一天线阵元沿平行于所述第一直线方向上间隔排布，相邻两个所述第一天线阵元的几何中心的间距为0.3～2倍所述阵列天线的工作频率所对应的波长。

21.根据权利要求5～19中任一项所述的阵列天线，其特征在于，当所述耦合单元组包括多个所述耦合单元时，相邻两所述耦合单元的边沿的间距大于0.1倍所述阵列天线的工作频率所对应的波长。

22.一种通讯器件，包括基站收发机，其特征在于，还包括权利要求1～20中任一项所述的阵列天线，所述阵列天线的馈电网络与所述基站收发机连接。