CN110870132A - 多频段天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种天线(100)。天线(100)包括用于在第一频段中辐射的多个第一辐射单元(101)和用于在第二频段中辐射的多个第二辐射单元(104)，第二频段与第一频段至少部分重叠。第一辐射单元(101)沿天线(100)的纵向(102)布置在第一列(103)中，并且第二辐射单元(104)沿天线(100)的纵向(102)布置在第二列(105)中。第二列(105)沿天线(100)的横向(106)与第一列(103)隔开。进一步地，每个第一辐射单元(101)的馈电点(107)沿天线(100)的视轴方向(109)与每个第二辐射单元(104)的馈电点(108)隔开。

Description

多频段天线
技术领域
本发明涉及一种多频段天线，即，涉及用于在至少两个频段中进行操作的天线。特别地，本发明涉及用于优选地在两个较低频段(lower frequency band，LB)和两个较高频段(higher frequency band，HB)中进行多频段操作的天线。更具体地，本发明涉及具有两列LB阵列和三列HB阵列的天线，也称为2L3H天线。
背景技术
随着LTE系统的部署，网络运营商向网络添加新的频谱，以便增加网络容量。因此，需要天线供应商在不增加传统天线尺寸的情况下开发出具有更多端口和/或阵列并支持新频段的新天线。
特别地，为了充分利用LTE标准的所有能力，新天线应支持在较高频段中尤其必要的且在较低频段中也需要的4x4多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)，以便为将来的部署做好准备。下表中显示了当前LTE部署中的典型MIMO需求，其中，第一列表示工作频段，第二列表示相关的MIMO需求。
工作频段 MIMO需求
700 2x2
800 2x2
900 2x2
1500(L-频段) 2x2
1800 4x4
2100 4x4
2600 4x4
因此，至少在较高频段中需要将端口和/或天线阵列的数量加倍。值得注意的是，除了上述获得的MIMO能力之外，端口数量的增加还可以实现非常有趣的场景，例如“站点共享”，根据该场景，天线在至少两个不同的运营商之间共享，站点共享将大大降低运营成本。
目前正在拍卖的诸如补充下行链路(supplementary downlink，SDL)或L-频段(1.427GHz–1.52GHz)的新频段已在多个国家获得许可。因此，新的天线架构应优选地特别支持这些新频段。
另外，为了促进站点获取并满足有关天线站点升级的本地法规，新天线的宽度应与传统产品相当。此外，为了继续使用当前部署在天线站点中的机械支撑结构，新天线的风荷载也应该与传统天线的风荷载相当。这些因素必然会对新天线的高度和宽度产生非常严格的限制。然而，尽管存在这些严格的站点限制，并且还需要增加带宽和/或增加新频段，但是新天线的射频(radio frequency，RF)性能也不应比传统天线的性能差。这是为了至少维持甚至改善当前的覆盖范围和网络性能。
以上说明表明，研究出端口数量增多、工作带宽增大和/或支持新频段、并且至少保持与以前相同的RF性能的新的多频段天线架构，对天线设计人员来说是一个巨大的挑战。此外，上述要求当然是在不影响新天线的高度和宽度的情况下实现的。
已知的将两列LB阵列和三列HB阵列相结合的传统天线被称为2L3H天线。例如，已知的是，布置两列同轴阵列(HB/LB)并在该两列同轴阵列之间布置附加的第三阵列(HB)。然而，这种传统天线的主要缺点是其宽度不是最佳的，因为两列LB阵列之间的距离较大，导致在中间的HB阵列上无法产生太多阴影(shadow)。另外，对于这种传统天线，无法在两列LB阵列之间设置屏蔽壁。
在另一种传统的2L3H天线中，天线中心实际上只有一列LB阵列，通过使用元件级的双工器将该LB阵列分成两列阵列。但是，所得的双工LB阵列不能在全带宽中工作，而只能在其子频段中工作。因此，在这种传统天线的LB中无法实现4x4 MIMO。此外，双工器是非常复杂的设备(保护频带非常小)，其会引入损耗并显著增加天线的无源互调(passiveintermodulation,PIM)风险。
发明内容
鉴于上述挑战和缺点，本发明旨在改进传统的多频段天线。因此，本发明的目的是提供一种多频段天线，该多频段天线在支持新的频段的同时，还能保持甚至改善RF性能，并且保持对天线高度和天线宽度的非常严格的限制。特别地，期望获得的是支持至少两个频段且优选地甚至支持更多频段的多频段天线。特别地，本发明的至少一些实施例将提供具有两列LB阵列和三列HB阵列的2L3H天线，其中，LB到LB的耦合被最小化。因此，2L3H天线的宽度可以不超过430mm。
本发明的目的通过所附独立权利要求中所提供的解决方案来实现。在从属权利要求中进一步定义了本发明的有利实施方式。
特别地，本发明的解决方案提出了一种多频段天线，在该多频段天线中，辐射单元的两列不同(LB)阵列之间的相互作用被最小化，使得辐射单元的阵列可以更紧密地配置在一起。
本发明的第一方面提供了一种天线。该天线包括用于在第一频段中辐射的多个第一辐射单元，以及用于在第二频段中辐射的多个第二辐射单元，其中，第一辐射单元沿天线的纵向布置在第一列中，第二频段与第一频段至少部分重叠，其中，第二辐射单元沿天线的纵向布置在第二列中且第二列沿天线的横向与第一列隔开，其中，每个第一辐射单元的馈电点沿天线的视轴方向与每个第二辐射单元的馈电点隔开。
馈电点是天线的馈电网络和辐射单元之间产生传输的点。馈电点是辐射单元的指定激励点，即电流在这些点被激励至各个辐射单元。
当天线被布置在天线杆上使用时，天线的纵向对应于天线的垂直延伸方向。这意味着，在天线被布置在天线杆上的这种情况下，天线的其中一个纵向端向下指向(即指向大地)，而天线的另一个纵向端向上指向(即指向天空)。在这种使用情况下，视轴方向沿背离天线杆的方向。
由于馈电点处于不同的高度(在天线的视轴方向上的位置)，因此大大减少了第一辐射单元和第二辐射单元之间的耦合。第一辐射单元和第二辐射单元之间耦合的减少允许两列靠得更近。例如，如果天线的第一列和第二列提供(例如，2L3H天线的)两列LB阵列，则天线宽度可以保持在430mm或甚至更小。此外，该天线的RF性能至少与宽度更大且两列辐射单元彼此相距更远的天线相当。
天线的这些小尺寸有利于站点获取和站点升级，并且由于天线的风荷载与传统天线的风荷载相当，因此允许再利用现有的机械支撑结构。天线也可以提供更多的端口并适用于站点共享，从而显著降低网络运营商的运营成本。
第一辐射单元和第二辐射单元可以分别工作在例如690MHz到960MHz之间的频段中，并且在这种情况下第一辐射单元和第二辐射单元将被视为LB辐射单元。第一辐射单元和第二辐射单元都可以用于在相同频段或彼此重叠的两个不同频段中进行辐射。
在第一方面的实现形式中，第一辐射单元的形状和/或类型不同于第二辐射单元的形状和/或类型。
在本文中，表述方式“A和/或B”应被理解为是“A和B中的至少之一”的更紧凑的表述方式。
例如，第一辐射单元和第二辐射单元中的至少之一可以是具有低剖面设计的辐射单元，例如，该辐射单元的高度仅为70mm，该高度对应于例如690MHz频率下的0.16λ，其中，λ是690MHz频率对应的波长。
在第一方面的另一实现形式中，第一辐射单元为杯形，并且第二辐射单元为十字形。
这样的辐射单元是本发明的优选解决方案，因为这样的辐射单元由于耦合被最小化而允许两列靠近在一起。
在第一方面的另一实现形式中，每个第一辐射单元的馈电点距第一辐射单元的中心的距离不同于每个第二辐射单元的馈电点距第二辐射单元的中心的距离。
因此，减少了第一辐射单元和第二辐射单元各自所在的列中的第一辐射单元和第二辐射单元之间的耦合。
在第一方面的另一实现形式中，第一频段和第二频段相同。
如上所述，优选地，第一频段和第二频段至少覆盖690MHz–960MHz的频率范围。
在第一方面的另一实现形式中，第一列中的第一辐射单元的间隔和/或第二列中的第二辐射单元的间隔是均匀的。
这种均匀的间隔会实现最简单的天线架构。这种均匀的间隔还允许例如重用分路器和/或重用传统天线的零件和生产工艺步骤。
在第一方面的另一实现形式中，第一列中的第一辐射单元的间隔和/或第二列中的第二辐射单元的间隔是非均匀的。
在第一方面的另一实现形式中，第一列中的第一辐射单元的间隔与第二列中的第二辐射单元的间隔不同。
第一列和/或第二列中的这种不同的和/或非均匀的间隔可以获得明显的优势。例如，在阵列级耦合方面获得了很大的优势。对于间隔均匀的情况，第一列和第二列中的各个辐射单元之间的横向间隔在每个阵列位置处均相同。因此，阵列间耦合(相位和幅度)也是相同的。在两列的间隔非均匀和/或不同的情况下，在不同的位置处的横向间隔可能会有所不同，使得耦合也会不同(即，振幅会改变，最重要的是耦合的相位会旋转)，这会使得阵列级别的耦合得到改进。改进的程度可能取决于间隔的非均匀程度。间隔上的很大差异将带来很大的改进，而间隔上的微小差异仍将带来不显著的改进。
在第一方面的另一实现形式中，第二列沿天线的横向与第一列隔开第一频段和/或第二频段中的最低频率处波长的0.40-0.70倍。
在最优选的实现形式中，间隔为在最低频率下的0.48λ。在这种间隔下，所提出的架构实现了非常低的耦合度(coupling level)。
在第一方面的另一实现形式中，在第一列和第二列之间放置有隔离壁。
由于辐射单元的第一列和第二列以及它们的形状和布置，才有可能设置隔离壁(或屏蔽壁)(尤其是当天线是2L3H天线时)。隔离壁有助于进一步显著减少两列之间的耦合。特别地，尽管特别针对先前的实现方式描述了紧密的间隔，但是两列之间的屏蔽壁有助于实现通常所需的两列之间的28dB或甚至更小的隔离度。
在第一方面的另一实现形式中，天线还包括用于在第三频段中辐射的多个第三辐射单元，第三频段高于第一频段和第二频段，其中，第三辐射单元沿天线的纵向布置在第三列中，并且第三列与第一列成一直线。
在第一方面的另一实现形式中，第一列和第三列共同形成辐射单元的同轴阵列，在辐射单元的同轴阵列中，至少一些第一辐射单元和第三辐射单元相互交错布置并且至少一些第一辐射单元嵌入有第三辐射单元。
利用根据以上两种实现方式中的任一种的天线，可以在不增加天线的宽度和高度且不牺牲天线的RF性能的情况下为天线增加至少一个额外的频段。
在第一方面的另一实现形式中，天线还包括用于在第四频段中辐射的多个第四辐射单元，第四频段高于第一频段和第二频段，其中，第四辐射单元沿天线的纵向布置在沿天线的横向彼此隔开的两列第四列中，并且第四列平行于第二列。
在第一方面的另一实现形式中，第二列和两列第四列共同形成辐射单元的并排阵列，在辐射单元的并排阵列中，第四辐射单元布置在第二辐射单元的两侧。
根据以上两种实现方式中的任一种的天线能够在不增加天线的宽度和高度且不牺牲RF性能的情况下增加额外的频段。特别地，通过前述实现形式中的第三辐射单元和第四辐射单元，可以设计出总宽度仅为430mm且RF性能与传统2L3H天线相同(甚至更好)的2L3H天线。
在第一方面的另一实现形式中，第三频段和第四频段相同、部分重叠、或不相交。
特别地，第四频段可以高于第三频段，或者反之亦然。
在第一方面的另一实现形式中，天线用于在两个较低的第一频段和第二频段以及两个较高的第三频段和第四频段中进行多频段操作。
在第一方面的另一实现形式中，天线还包括馈电板，其中，至少每个第一辐射单元和每个第二辐射单元包括中间单元，中间单元具有焊接到馈电板的馈电板焊接点和用于将电流激励到各个辐射单元的馈电点的馈电网络端点，并且其中，馈电板焊接点与馈电网络端点连接。
应注意的是，本申请中描述的所有设备、元件、单元、和装置可以以软件或硬件元件或其任意的组合来实现。由本申请中描述的多个实体所执行的所有步骤以及多个实体要执行的所描述的功能旨在表示各个实体适用于或被配置为执行各个步骤和功能。即使在以下具体实施例的描述中，外部实体要执行的具体功能或步骤并未反映在执行该具体步骤或功能的该实体的具体详细元件的描述中，但技术人员应当清楚的是，这些方法和功能可以以相应的软件或硬件元件或其任意的组合来实现。
附图说明
结合附图在以下具体实施例的描述中对本发明的上述方面和实现形式进行解释，其中：
图1示出了根据本发明实施例的具有两种不同辐射单元的天线。
图2示出了根据本发明实施例的具有两种不同辐射单元和均匀间隔的天线。
图3示出了根据本发明实施例的具有两种不同辐射单元和均匀间隔的天线。
图4示出了根据本发明实施例的具有两种不同辐射单元和不同间隔的天线。
图5示出了根据本发明实施例的具有两种不同辐射单元和非均匀间隔的天线。
图6示出了根据本发明的具有两种不同辐射单元并具有不同且非均匀间隔的实施例。
图7示出了根据本发明实施例的具有四种不同辐射单元和均匀间隔的实施例。
图8示出了根据本发明实施例的具有四种不同辐射单元和非均匀间隔的天线。
图9示出了根据本发明实施例的天线的横截面。
图10示出了根据本发明实施例的具有四种不同辐射单元和均匀间隔的天线。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的天线100。图1的天线100用于在至少两个频段中工作。
特别地，天线100包括用于在第一频段中辐射的多个第一辐射单元101和用于在第二频段中辐射的多个第二辐射单元104。第二频段与第一频段至少部分重叠，即，两个频段相交。然而，第一频段和第二频段可以相同，即完全重叠。例如，第一频段和/或第二频段可以是，或至少可以覆盖从690MHz到960MHz的频段。因此，第一辐射单元和第二辐射单元均可以形成低频段(low band，LB)阵列。
第一辐射单元101沿天线100的纵向102布置在第一列103中。即，第一辐射单元101形成第一列，该列103表示辐射单元101的阵列。第二辐射单元104也沿天线100的纵向102布置在第二列105中。即，第二辐射单元104形成第二列105，该列105表示辐射单元104的另一阵列。列103和列105沿天线100的横向相互隔开。优选地，列103和列105在其延伸方向上沿天线100的纵向102相互平行，即，列103和列105之间沿纵向102的间隔在沿纵向102的每个位置处至少基本相同。另外，列103和列105在纵向102上的延伸也可以基本相等。此外，第一辐射单元101的数量和第二辐射单元104的数量可以相等。
图1示出了第一辐射单元101和第二辐射单元104相对于天线100的纵向102被放置在相同的位置并且具有相同的间隔，然而这只是示例性的。以下将详细描述该示例性实施例的细节以及辐射单元101、104的其他可能布置。
第一辐射单元101包括馈电点107，第二辐射单元104包括馈电点108。馈电点107和馈电点108是将电流激励到各个辐射单元101、104中以使各个辐射单元101、104进行辐射的点。在天线100中，每个第一辐射单元101的馈电点107沿天线100的视轴(bore sight)方向109(即沿垂直于横向106和纵向102的方向)与每个第二辐射单元104的馈电点108隔开。也就是说，馈电点107与馈电点108布置在不同的高度处。
图2示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1的天线100为基础。图2示意性地突出了第一辐射单元101具有不同于第二辐射单元104的形状和/或类型。特别地，此处所示的第一辐射单元101为示例性的正方形，并且所示的第二辐射单元104为示例性的十字形。在该实施方式中，十字形的臂与天线100的横向106和纵向102成直线。此外，图2示出了第一列103中的第一辐射单元101之间的间隔200和第二列105中的第二辐射单元104之间的间隔201。具体地，图2中示出了示例性的天线100，在该示例性的天线100中，间隔200和间隔201都是均匀且相同的。此外，辐射单元101和辐射单元104布置在沿天线100的纵向102的相同的位置处。
图3示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1的天线100为基础。同样，示出了不同的第一辐射单元101和第二辐射单元104。此处所示的第二辐射单元104为十字形，但是以与图2不同的方式布置。即，在该实现方式中，第二辐射单元104被布置为使得十字形的臂不与天线100的纵向102和横向106对齐。所示的第一辐射单元101也为正方形。此外，间隔200和间隔201也是均匀且相同的，同时，辐射单元101和辐射单元104布置在沿纵向102的相同的位置处。
图4示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1的天线100为基础。图4具体突出了第一列103中的第一辐射单元101的间隔200不同于第二列105中的第二辐射单元104的间隔201。特别地，示例性地示出了第二辐射单元104的间隔201大于第一辐射单元101的间隔200。因此，第一辐射单元101和第二辐射单元和104也未放置在沿天线100的纵向102的相同的位置。类似于图2，第一辐射单元101为示例性的正方形，第二辐射单元104为示例性的十字形。
图5示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1的天线100为基础。图5突出显示了第一列103中的第一辐射单元101的间隔200和第二列105中的第二辐射单元104的间隔201都是非均匀的。因此，至少一些第一辐射单元101放置在沿天线100的纵向102的未放置第二辐射单元104的位置处。类似于图2，第一辐射单元101为示例性的正方形，第二辐射单元104为示例性的十字形。
就图2到图5的示例而言，需要说明的重要一点是，本发明不限于第一辐射单元101和/或第二辐射单元104的任何特定类型和/或形状，而仅限于第一辐射单元101应不同于第二辐射单元104，且这些辐射单元101的馈电点107沿天线100的视轴方向109的位置(也称为高度)不同于这些辐射单元104的馈电点108。
此外，在列103和列105中沿天线100的纵向102的间隔200和/或间隔201可以不同，并且也可以不均匀。这些特征可以帮助改善(即减少)阵列级别的耦合。这是由于在不同的列103和列105中的各个辐射单元101、104之间的不同距离以及这些辐射单元之间的耦合的不同相位所导致的。
图6示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1的天线100为基础。特别地，图6是示出了天线100、以及第一列103中的第一辐射单元101和第二列105中的第二辐射单元104的立体图。图6中，第一辐射单元101之间的间隔200示例性地是均匀的，而第二辐射单元104之间的间隔201示例性地是非均匀的。
在图6中还可以清楚看到，可以在第一列103和第二列105之间放置隔离壁600，即在第一辐射单元101和第二辐射单元104之间放置隔离壁600。该措施更进一步地减小了不同辐射单元101、104的这两个阵列(列)之间的耦合。
图7示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1的天线100为基础。特别地，图7示出了具有2L3H架构的天线100的俯视图。天线100包括布置在第一列103中的第一辐射单元101和布置在第二列105中的第二辐射单元104。在图7中，示例性地，第一辐射单元101之间的间隔200是均匀的，且该间隔200与第二辐射单元104之间的同样也是均匀的间隔201相同。
此外，天线100包括多个第三辐射单元700，其沿天线100的纵向102布置在第三列701中。由此，第三列701与第一列103共线。特别地，第一列103和第三列701的这种共线布置是通过将第一辐射单元101与第三辐射单元700交错布置来实现的，其中，至少一些第一辐射单元101之间嵌入有第三辐射单元701。因此，第一列103和第三列701共同形成辐射单元101和辐射单元700的同轴阵列。
此外，天线100包括沿天线100的纵向102布置在两列第四列703中的多个第四辐射单元702。这两列第四列703沿天线100的横向106彼此隔开。此外，两列第四列703优选平行于第二列105布置，并且因此，两列第四列703相互平行。由于第四辐射单元702布置在第二辐射单元104的两侧，因此，第二列105和两列第四列703共同形成辐射单元104和辐射单元702的并排阵列。
即，图7的天线100将辐射单元的同轴阵列与并排阵列组合。优选地，第一辐射单元101和第二辐射单元104均为LB辐射单元，即，第一频段和第二频段低于第三频段和第四频段。因此，第三辐射单元700和第四辐射单元702可以被认为是HB辐射单元。例如，它们可以覆盖范围为1427MHz-2200MHz的第三频段(第三辐射单元700)，和/或范围为1710MHz-2690MHz的第四频段(第四辐射单元702)。
图7所示的天线100可以采用仅有430mm的总宽度。在最低频率处，优选为LB频段(例如，690MHz–960MHz)的690MHz处，430mm的宽度对应于1λ以下。通过将附加的屏蔽壁600置于第一列103和第二列105之间(因此也置于第三列701和第四列703之间)，LB阵列(即第一列和第二列)之间的隔离度可以低至28dB。因此，图7的天线100能够在小于1λ的宽度下提供具有65°波束宽度和28dB耦合的两列阵列。通常，这是不可能实现的，或者至少是难以实现的。
图8示出了根据本发明实施例的天线100，其以图1和图7中的天线100为基础。在图8中，第二列105中的第二辐射单元104之间的间隔201是非均匀的。而且，两列并排的列703中的第四辐射单元702之间的间隔也是非均匀的。也就是说，在并排阵列中，LB和HB中的间隔都是非均匀的。可以看出，在第二辐射单元104之间沿天线100的纵向102交替地放置了两个或三个第四辐射单元702。这有助于减小第四列中的平均间隔，从而减小垂直方向图中的栅瓣的电平，以使天线100的下倾角更大。
例如，当前基站天线中，最常见的情况是LB的频率范围为690MHz–960MHz且HB的频率范围为1710MHz–2690MHz，250/125mm的均匀垂直间隔是最常见的方法。该间隔是在工业上以某种方式确定的，但是对于在12°下倾角和2690MHz的栅瓣而言，存在很大的劣势。利用图8的天线100的架构，可以显著降低栅瓣的电平。
此外，在第二辐射单元104之间也具有不均匀的间隔意味着在阵列级耦合方面有很强的优势。在如图7所示的均匀间隔的情况下，第一辐射单元101和第二辐射单元104沿天线100的横向106的间隔在每个位置都相同，因此耦合(相位和幅度)也相同。当将所有单个耦合组合在一起以获得阵列到阵列(array-to-array)的耦合时，所获得的耦合与单个耦合相同(即，所获得的是多个相同耦合的平均值)。然而，如果第一列103和第二列105中沿天线100的纵向102的间隔不同，则在第一辐射单元101和第二辐射单元104之间沿天线100的横向106的间隔将会沿横向102在阵列中的每个位置处不同。由于间隔不同，耦合也将不同(振幅会发生变化，并且最重要的是，耦合的相位将旋转)。在这种情况下，当所有的单个耦合组合在一起而获得阵列级的耦合时，所获得的耦合并不是这些所有相同耦合的平均值，而是将被组合在一起的具有不同相位的不同曲线的平均值，从而改善了阵列级的耦合。
图9示出了根据本发明实施例的天线100，其以先前附图中所示的天线100为基础。特别地，图9示出了天线100的横截面，从而示出了分别沿横向106和视轴方向109的天线100。在图9中的天线100的左侧放置有包括馈电点107的第一辐射单元101，图9中的天线100的右侧放置有第二天线单元104，馈电点107沿天线100的视轴方向109的位置不同于第二天线单元104的馈电点108。特别地，第二辐射单元104的任何馈电点108在图9中的放置位置都高于第一辐射单元101的任何馈电点107。在图9中，如坐标系所示，所示的天线100的高度与视轴方向109相对应。
图9还示出了两个第四辐射单元702，然而，两个第四辐射单元702仅是示例性示出的并且是可选的元件。可选地，天线100还具有多个上述的第三辐射单元700。
另外，图9示出了天线100还可以包括馈电板900，在馈电板900上设置有各个辐射单元。天线100的至少每一个第一辐射单元101和每一个第二辐射单元104包括这样的中间单元901，例如印刷电路板(printed circuit board，PCB)。中间单元901具有焊接到馈电板900的馈电板焊接点902和用于将电流分别激励到辐射单元101、104的馈电点107、108的馈电网络端点903。可以看出的是，馈电板焊接点902和馈电网络端点903例如通过中间单元901上的传输线相连接。馈电板焊接点902和馈电网络端点903可以直接连接，也可以例如通过布置在二者之间的功率分配器间接连接。显然，中间单元901也充当了馈电板900与辐射单元101、104的辐射部分之间的间隔件。
图10示出了根据本发明实施例的天线100的立体图，其以图1所示的天线100为基础。天线100包括第一列103中的具有均匀间隔200的第一辐射单元101和第二列105中的具有相同均匀间隔201的第二辐射单元104。天线100还包括设置在与第一辐射单元101的列成一直线的列701中的第三辐射单元700，以及与第二辐射单元104并排设置的第四辐射单元104。
综上所述，本发明实施例提供了一种具有新架构的天线100，其显著减少了辐射单元101和辐射单元104的两列阵列(即第一列103和第二列105)之间的耦合。优选地，这些列101和列104是2L3H天线的LB阵列。对于这样的2L3H天线，特别是同轴阵列和并排阵列的组合产生了宽度不超过430mm的非常紧凑的形状系数，同时LB阵列之间的隔离低于28dB且RF性能至少与传统天线相当。由于馈电点107、108沿视轴方向109的不同位置布置，因此尤其可以使耦合最小化，并且通过馈电点107、108距辐射单元101的各个中心的不同位置和距离进一步改善耦合。此外，两列LB阵列中的精心选择的(例如，非均匀的且互不相同的)间隔、各个辐射单元101、104的低剖面设计、以及在第一列103和第二列105之间设置的屏蔽壁600更进一步地减小了耦合。
已经结合作为示例的多种实施例以及实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员通过实践所要求保护的发明以及根据对附图、本公开、和独立权利要求的研究能够理解并实现其他变形形式。在权利要求书以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且未加以数量限定的情况并不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求书中所记载的若干实体或项目的功能。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中这一事实并不表示这些措施的结合不能在有利的实现方式中使用。

Claims (17)

1.天线(100)，包括
用于在第一频段中辐射的多个第一辐射单元(101)，
其中，所述第一辐射单元(101)沿所述天线(100)的纵向(102)布置在第一列(103)中，以及
用于在第二频段中辐射的多个第二辐射单元(104)，所述第二频段与所述第一频段至少部分重叠，
其中，所述第二辐射单元(104)沿所述天线(100)的所述纵向(102)布置在第二列(105)中，且所述第二列(105)沿所述天线(100)的横向(106)与所述第一列(103)隔开，
其中，每个第一辐射单元(101)的馈电点(107)沿所述天线(100)的视轴方向(109)与每个第二辐射单元(104)的馈电点(108)隔开。
2.根据权利要求1所述的天线(100)，其中
所述第一辐射单元(101)的形状和/或类型不同于所述第二辐射单元(104)的形状和/或类型。
3.根据权利要求1或2所述的天线(100)，其中
所述第一辐射单元(101)为杯形，并且所述第二辐射单元(104)为十字形。
4.根据权利要求1至3之一所述的天线(100)，其中
每个第一辐射单元(101)的所述馈电点(107)距所述第一辐射单元(101)的中心的距离不同于每个第二辐射单元(104)的所述馈电点(108)距所述第二辐射单元(104)的中心的距离。
5.根据权利要求1至4之一所述的天线(100)，其中
所述第一频段和所述第二频段相同。
6.根据权利要求1至5之一所述的天线(100)，其中
所述第一列(103)中的所述第一辐射单元(101)的间隔(200)和/或所述第二列(105)中的所述第二辐射单元(104)的间隔(201)是均匀的。
7.根据权利要求1至5之一所述的天线(100)，其中
所述第一列(103)中的所述第一辐射单元(101)的间隔(200)和/或所述第二列(105)中的所述第二辐射单元(104)的间隔(201)是非均匀的。
8.根据权利要求6或7所述的天线(100)，其中
所述第一列(103)中的所述第一辐射单元(101)的间隔(200)不同于所述第二列(105)中的所述第二辐射单元(104)的间隔(201)。
9.根据权利要求1至8之一所述的天线(100)，其中
所述第二列(105)沿所述天线(100)的所述横向(106)与所述第一列(103)隔开所述第一频段和/或所述第二频段中的最低频率处波长的0.40-0.70倍。
10.根据权利要求1至9之一所述的天线(100)，还包括
置于所述第一列(103)和所述第二列(105)之间的隔离壁(600)。
11.根据权利要求1至10之一所述的天线(100)，还包括
用于在第三频段中辐射的多个第三辐射单元(700)，所述第三频段高于所述第一频段和所述第二频段，
其中，所述第三辐射单元(700)沿所述天线(100)的所述纵向(102)布置在第三列(701)中，并且所述第三列(701)与所述第一列(103)成一直线。
12.根据权利要求11所述的天线(100)，其中
所述第一列(103)和所述第三列(701)共同形成辐射单元(101、700)的同轴阵列，在所述辐射单元(101、700)的所述同轴阵列中，至少一些所述第一辐射单元(101)和所述第三辐射单元(700)相互交错布置并且至少一些所述第一辐射单元(101)嵌入有所述第三辐射单元(700)。
13.根据权利要求1至12之一所述的天线(100)，还包括
用于在第四频段中辐射的多个第四辐射单元(702)，所述第四频段高于所述第一频段和所述第二频段，
其中，所述第四辐射单元(702)沿所述天线(100)的所述纵向(102)布置在两列第四列(703)中，所述两列第四列(703)沿所述天线(100)的所述横向(106)彼此隔开，并且所述第四列(703)平行于所述第二列(105)。
14.根据权利要求13所述的天线(100)，其中
所述第二列(105)和所述两列第四列(703)共同形成辐射单元(104、702)的并排阵列，在所述辐射单元(104、702)的所述并排阵列中，所述第四辐射单元(702)布置在所述第二辐射单元(104)的两侧。
15.根据权利要求13或14所述的天线(100)，其中
所述第三频段和所述第四频段相同、部分重叠、或不相交。
16.根据权利要求13至15之一所述的天线(100)，其中
所述天线(100)用于在两个较低的所述第一频段和所述第二频段以及两个较高的所述第三频段和所述第四频段中进行多频段操作。
17.根据权利要求1至16之一所述的天线(100)，还包括
馈电板(900)，
其中，至少每个第一辐射单元和每个第二辐射单元(101、104)包括中间单元(901)，所述中间单元(901)具有焊接到所述馈电板(900)的馈电板焊接点(902)和用于将电流激励到各个所述辐射单元(101、104)的所述馈电点(107、108)的馈电网络端点(903)，以及
其中，所述馈电板焊接点(902)与所述馈电网络端点(903)连接。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI695592B (zh) * 2019-03-27 2020-06-01 啟碁科技股份有限公司 無線裝置
CN113782949A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 康普技术有限责任公司 具有频率选择表面的基站天线

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101553955A (zh) * 2006-10-16 2009-10-07 艾利森电话股份有限公司 倾斜相关的波束形状系统
CN102694275A (zh) * 2012-05-24 2012-09-26 华为技术有限公司 天线阵列和天线
CN102769174A (zh) * 2011-05-03 2012-11-07 安德鲁有限责任公司 多频段天线
US20130002505A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Anthony Teillet Forty-five degree dual broad band base station antenna
CN202997053U (zh) * 2012-12-25 2013-06-12 中国移动通信集团公司 一种双频多极化 mimo 天线结构
CN103560338A (zh) * 2013-10-25 2014-02-05 广东博纬通信科技有限公司 一种结构紧凑的多频段阵列天线
CN103972660A (zh) * 2014-05-06 2014-08-06 京信通信技术(广州)有限公司 多频共用基站天线及其天线反射板
CN104269649A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 广东博纬通信科技有限公司 一种超宽频带多频段阵列天线
US20150009078A1 (en) * 2012-01-13 2015-01-08 Comba Telecom System (China) Ltd. Antenna control system and multi-frequency shared antenna
CN204857971U (zh) * 2015-08-05 2015-12-09 佛山市迪安通讯设备有限公司 一种三频双极化天线
EP3010087A1 (en) * 2013-06-09 2016-04-20 Comba Telecom Technology (Guangzhou) Ltd. Dual polarization array antenna and radiation units thereof
CN106876894A (zh) * 2017-01-18 2017-06-20 华为机器有限公司 一种阵列天线及通讯器件

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19823749C2 (de) * 1998-05-27 2002-07-11 Kathrein Werke Kg Dualpolarisierte Mehrbereichsantenne
SE9802883L (sv) * 1998-08-28 2000-02-29 Ericsson Telefon Ab L M Antennanordning
US6452549B1 (en) * 2000-05-02 2002-09-17 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc Stacked, multi-band look-through antenna
DE10064129B4 (de) * 2000-12-21 2006-04-20 Kathrein-Werke Kg Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne
US7079083B2 (en) 2004-11-30 2006-07-18 Kathrein-Werke Kg Antenna, in particular a mobile radio antenna
FI119009B (fi) * 2005-10-03 2008-06-13 Pulse Finland Oy Monikaistainen antennijärjestelmä
US7388543B2 (en) * 2005-11-15 2008-06-17 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Multi-frequency band antenna device for radio communication terminal having wide high-band bandwidth
US7477195B2 (en) * 2006-03-07 2009-01-13 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Multi-frequency band antenna device for radio communication terminal
CN101102007B (zh) * 2006-07-07 2012-03-21 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 多频天线
TWM306397U (en) * 2006-08-23 2007-02-11 Quanta Comp Inc Built-in multiple frequency antenna of mobile communication device an
KR100964652B1 (ko) * 2007-05-03 2010-06-22 주식회사 이엠따블유 다중 대역 안테나 및 그를 포함하는 무선 통신 장치
TWI380511B (en) * 2008-12-26 2012-12-21 Arcadyan Technology Corp Multi-band antenna
TWI476989B (zh) * 2009-08-17 2015-03-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 多頻天線
TWI481119B (zh) * 2010-07-22 2015-04-11 Wistron Neweb Corp 寬頻天線
TWI496349B (zh) * 2010-12-23 2015-08-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 天線
TWI532257B (zh) * 2010-12-23 2016-05-01 鴻海精密工業股份有限公司 多頻天線
CN201975518U (zh) 2011-01-30 2011-09-14 广东通宇通讯股份有限公司 一种多制式天线
SE535830C2 (sv) 2011-05-05 2013-01-08 Powerwave Technologies Sweden Antennarrayarrangemang och en multibandantenn
US9484619B2 (en) * 2011-12-21 2016-11-01 Pulse Finland Oy Switchable diversity antenna apparatus and methods
EP2790268A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-15 Thomson Licensing Multi-band antenna
WO2014174510A1 (en) * 2013-04-22 2014-10-30 Galtronics Corporation Ltd. Multiband antenna and slotted ground plane therefore
DE202015009879U1 (de) * 2015-01-15 2021-01-15 Commscope Technologies Llc Mehrbandstrahlerarray mit niedriger Gleichtaktresonanz
WO2019052633A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-21 Huawei Technologies Co., Ltd. MULTIBAND ANTENNA NETWORK
CN110832699B (zh) * 2017-09-12 2021-10-22 华为技术有限公司 双极化辐射元件和天线
EP3676911A1 (en) * 2017-10-04 2020-07-08 Huawei Technologies Co., Ltd. Multiband antenna system

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101553955A (zh) * 2006-10-16 2009-10-07 艾利森电话股份有限公司 倾斜相关的波束形状系统
CN102769174A (zh) * 2011-05-03 2012-11-07 安德鲁有限责任公司 多频段天线
US20130002505A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Anthony Teillet Forty-five degree dual broad band base station antenna
US20150009078A1 (en) * 2012-01-13 2015-01-08 Comba Telecom System (China) Ltd. Antenna control system and multi-frequency shared antenna
CN102694275A (zh) * 2012-05-24 2012-09-26 华为技术有限公司 天线阵列和天线
CN202997053U (zh) * 2012-12-25 2013-06-12 中国移动通信集团公司 一种双频多极化 mimo 天线结构
EP3010087A1 (en) * 2013-06-09 2016-04-20 Comba Telecom Technology (Guangzhou) Ltd. Dual polarization array antenna and radiation units thereof
CN103560338A (zh) * 2013-10-25 2014-02-05 广东博纬通信科技有限公司 一种结构紧凑的多频段阵列天线
CN103972660A (zh) * 2014-05-06 2014-08-06 京信通信技术(广州)有限公司 多频共用基站天线及其天线反射板
CN104269649A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 广东博纬通信科技有限公司 一种超宽频带多频段阵列天线
CN204857971U (zh) * 2015-08-05 2015-12-09 佛山市迪安通讯设备有限公司 一种三频双极化天线
CN106876894A (zh) * 2017-01-18 2017-06-20 华为机器有限公司 一种阵列天线及通讯器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张帅: ""多阵列宽频双极化天线的设计"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US11145980B2 (en) 2021-10-12
WO2019025006A1 (en) 2019-02-07
US20200176873A1 (en) 2020-06-04
CN110870132B (zh) 2021-09-07
EP3656017A1 (en) 2020-05-27

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