CN110931952A - 多频天线和通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种多频天线和通信设备，属于通信技术领域。该多频天线包括反射板、至少一个高频单元和至少一个低频单元，每个高频单元包括巴伦结构、耦合结构和辐射臂结构，巴伦结构包括两个巴伦子结构，耦合结构包括两个耦合子结构，辐射臂结构包括两个辐射臂，其中：高频单元和低频单元安装在反射板上；每个耦合子结构分别与一个巴伦子结构、一个辐射臂电性连接；耦合子结构，用于传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。采用本发明，由于耦合结构的存在，使等效的单极子天线向外辐射的电磁波的频率高于预设阈值，避开了低频单元的工作频段，进而，等效的单极子天线不会对低频单元辐射传输的信号造成干扰。

Description

多频天线和通信设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种多频天线和通信设备。
背景技术
多频天线也即是具有多个工作频段的天线，包括反射板、至少一个高频单元和至少一个低频单元，其中，每个高频单元包括巴伦结构和辐射臂结构。辐射臂结构是对称布置的两个辐射臂，两个辐射臂相互靠近的端部分别与巴伦结构电性连接，辐射臂结构用于向外辐射电磁波；巴伦结构(balance-unbalance，balun)是英文“平衡不平衡转换器”缩写的音译，是用于对天线的辐射臂结构和电缆进行信号连接的器件。其中，自巴伦结构的接地端到巴伦结构与辐射臂结构的连接端之间的距离，加上辐射臂结构的一个辐射臂的臂长为预设长度值，这一预设长度值由高频单元的工作频段所决定，一旦高频单元的工作频段确定，上述预设长度值也为确定值。而有些时候该预设长度值恰好接近于低频单元的波长的四分之一，使得高频单元的巴伦结构和辐射臂结构的一个辐射臂恰好可以等效成一个工作频率接近于低频单元的频率的单极子天线，单极子天线也即是一种具有竖直的辐射臂，且辐射臂的臂长等于其工作频率对应的波长的四分之一的天线。
在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：
当低频单元工作时，上述等效的单极子天线会在低频单元的电磁波的影响下产生低频的感应电流，该低频的感应电流使单极子天线向外辐射低频的电磁波，而该电磁波的频率近似等于低频单元辐射的电磁波的频率，对低频单元辐射传输的信号造成干扰。
发明内容
为了解决相关技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种多频天线和通信设备。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种多频天线，如图1并参考图2所示，该多频天线包括反射板1、至少一个高频单元2和至少一个低频单元3，如图3所示，每个高频单元2包括巴伦结构21、耦合结构22和辐射臂结构23，巴伦结构21包括两个巴伦子结构211，耦合结构22包括两个耦合子结构221，辐射臂结构23包括两个辐射臂231，其中：至少一个高频单元2和至少一个低频单元3安装在反射板1上；在每个高频单元2中，每个耦合子结构221分别与一个巴伦子结构211、一个辐射臂231电性连接；耦合子结构221，用于传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。
其中，高频单元2和低频单元3也可以称为偶极子，偶极子天线也即是，由一对对称放置的辐射臂构成，两个辐射臂相互靠近的两端分别与馈电线相连的天线。
本发明实施例所示的方案，如图1并参考图2所示，多频天线的两个高频单元2可以相互交叉设置在反射板1上，两个低频单元3也可以相互交叉设置在反射板1上，进而，可以节约多频天线的空间。本实施例中为方便介绍高频单元2的结构，可以以一个高频单元2进行示例。对于每个高频单元2，不仅包括巴伦结构21和辐射臂结构23，还包括设置在巴伦结构21和辐射臂结构23的连接线路上的耦合结构22，耦合结构22用于传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。由于该多频天线属于偶极子天线，故辐射臂结构23包括两个辐射臂231，相应的，巴伦结构21也包括两个巴伦子结构211，耦合结构22也包括两个耦合子结构221，在电路连接关系上，在每个高频单元2中，每个耦合子结构221分别与一个巴伦子结构211、一个辐射臂231电性连接。
当高频单元2作为发射天线，向外发射信号时，信号的传输路径可以是，信号经过馈线传输至巴伦子结构211之后，再传输至与巴伦子结构211电性连接的耦合子结构221，信号传输至耦合子结构221时，由于耦合子结构221可以传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号，故信号频率高于预设阈值的信号可以继续传输至与耦合子结构221电性连接的辐射臂231，之后以电磁波的形式向外辐射，且发射的电磁波的频率均高于预设阈值。
这样，即使高频单元2的巴伦结构21和辐射臂结构23的一个辐射臂231恰好可以等效成一个工作频率接近于低频单元3的频率的单极子天线，但是由于耦合结构22的存在，使得等效的单极子天线产生的电磁波的频率均高于预设阈值(低频单元3产生的电磁波的频率低于预设阈值)，上述等效的单极子天线产生的电磁波的频率避开了低频单元3的工作频段，进而，避免了上述等效的单极子天线对低频单元3辐射传输的信号造成干扰，保证了低频单元3的正常工作。
在一种可能的实现方式中，高频单元2还包括基板24，基板24垂直设置在反射板1上；两个辐射臂231对称设置在基板24远离反射板1的一端，耦合结构22的两个耦合子结构221对称设置在基板24的表面上，巴伦结构21的两个巴伦子结构211对称设置在基板24的表面上。
其中，基板24也可以称为巴伦介质板，是用于承载巴伦结构21的线路板，可以垂直固定安装在反射板1上。
本发明实施例所示的方案，辐射臂结构23的两个辐射臂231设置在基板24远离反射板1的一端，其中，两个辐射臂231可以对称设置，也可以不对称设置，辐射臂结构23的对称设置与不对称设置主要与多频天线的方向图有关。两个辐射臂231的结构可以相同，也可以不相同，但对于偶极子天线，通常情况下，两个辐射臂231的结构相同。辐射臂231的具体结构可以是导线，也可以是金属片状的结构，例如，辐射臂231可以是直导线，可以是由导线组成的四边形框，还可以是四边形金属片等。
其中，为方便介绍下文将以两个辐射臂231对称设置示例，不对称设置的情况与之类似，便不再一一赘述，两个辐射臂231对称设置，其对称轴为两个辐射臂231之间的中心轴，该中心轴也即为高频单元2的中心轴，下文所提到的结构中的对称轴，在无特殊说明的情况下，均是两个辐射臂231之间的中心轴，如图3所示的点画线即为高频单元2的中心轴。
如图3所示，巴伦结构21的两个巴伦子结构211设置在基板24的表面上，在两个辐射臂231对称设置的基础上，两个巴伦子结构211也可以对称设置在基板24的表面上，其对称轴为高频单元2的中心轴，两个巴伦子结构211的结构可以相同，也可以不相同，能够实现上述屏蔽功能即可。
如图3所示，耦合结构22的两个耦合子结构221设置在基板24的表面上，同样在两个辐射臂231对称设置的基础上，两个耦合子结构221可以对称设置在基板24的表面上，其对称轴为上述的中心轴。耦合子结构221具有滤波作用，可以传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。
基于上述所述，在每个高频单元2中，基板24安装在反射板1上，辐射臂结构23的两个辐射臂231可以对称设置在基板24远离反射板1的一端，巴伦结构21的两个巴伦子结构211和耦合结构22的两个耦合子结构221均可以对称设置在基板24的表面上。如图3所示，高频单元2的中心轴将高频单元2划分为两侧，不妨记为第一侧和第二侧，一个辐射臂231、一个巴伦子结构211、一个耦合子结构221位于高频单元2的第一侧，另一个辐射臂231、另一个巴伦子结构211、另一个耦合子结构221位于高频单元2的第二侧。在高频单元2的每一侧(第一侧或者第二侧)中，耦合子结构221分别与该侧的巴伦子结构211、辐射臂231电性连接。
在一种可能的实现方式中，耦合子结构221包括相耦合的第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212，第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和对应的巴伦子结构211设置在基板24的同一表面上；第一耦合枝节2211与对应的巴伦子结构211电性连接，第二耦合枝节2212与对应的辐射臂231电性连接。
本发明实施例所示的方案，为了实现第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212的相互耦合，相应的，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212之间的间距小于预设数值。而又为了提高两者的耦合效果，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212各个位置处的间距相等且小于预设数值。其中，第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和对应的巴伦子结构211设置在基板24的同一表面上中，对应的巴伦子结构211是指，与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212在中心轴同侧的巴伦子结构211。同样，第一耦合枝节2211与对应的巴伦子结构211电性连接中，对应的巴伦子结构211是指，与第一耦合枝节2211位于中心轴同侧的巴伦子结构211；第二耦合枝节2212与对应的辐射臂231电性连接，对应的辐射臂231是指，与第二耦合枝节2212在中心轴同侧的辐射臂231。
在一种可能的实现方式中，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212均具有开口环结构，第一耦合枝节2211的开口环结构位于第二耦合枝节2212的开口环结构外侧，第一耦合枝节2211的开口环结构与第二耦合枝节2212的开口环结构之间的间距小于预设数值。
本发明实施例所示的方案，为了减少耦合子结构221的占用空间，相应的，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212可以弯折，形成具有开口的圆形环，也可以形成具有开口的弧形环，还可以形成具有开口的四边形环等，但是具有开口的四边形环结构相比于具有开口的圆形环结构，其占用空间更少。
在一种可能的实现方式中，所述第一耦合枝节的开口环结构与所述第二耦合枝节的开口环结构的开口方向相同。
本发明实施例所示的方案，为了增加第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212之间的耦合长度，相应的，第一耦合枝节2211的开口和第二耦合枝节2212的开口方向相同，如果开口方向不相同，则耦合子结构221的耦合长度将会减少一个开口的长度。
在一种可能的实现方式中，耦合子结构221包括第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和第三耦合枝节2213，第三耦合枝节2213分别和第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合；第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和对应的巴伦子结构211设置在基板24的第一表面上，第三耦合枝节2213设置在基板24的第二表面上；第一耦合枝节2211与对应的巴伦子结构211(与第一耦合枝节2211位于中心轴的同一侧)电性连接，第二耦合枝节2212与对应的辐射臂231(与第二耦合枝节2212位于中心轴的同一侧)电性连接。
其中，第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和第三耦合枝节2213的形状可以任意设置，例如，可以是弧形的，可以是圆形的，还可以是四边形的，其中，四边形的耦合枝节的占用空间更少，本实施例以及附图可以以四边形的耦合枝节示例，其它形状的耦合枝节的情况至于类似。
本发明实施例所示的方案，为实现第三耦合枝节2213分别和第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，第三耦合枝节2213与第一耦合枝节2211之间的间距小于预设数值，第三耦合枝节2213与第二耦合枝节2212之间的间距小于预设数值。
在一种可能的实现方式中，基板24的厚度小于预设数值，第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212之间的间距大于预设数值；第三耦合枝节2213的第一部分与第一耦合枝节2211具有相同的结构且位置相对应，第三耦合枝节2213的第二部分与第二耦合枝节2212具有相同的结构且位置相对应。
本发明实施例所示的方案，第三耦合枝节2213通过基板24分别与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，基板24的厚度小于预设数值。而为了防止第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212相耦合，而导致第三耦合枝节2213不能与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212之间的距离大于预设数值。又为了使第三耦合枝节2213分别与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，第三耦合枝节2213的第一部分与第一耦合枝节2211具有相同的结构且位置相对应，第三耦合枝节2213的第二部分与第二耦合枝节2212具有相同的结构且位置相对应。
基于上述所述，以高频单元2向外发射信号示例，馈线上的信号传输至巴伦子结构211之后传输到第一耦合枝节2211，信号再耦合至第三耦合枝节2213的第一部分，然后信号沿着第三耦合枝节2213的第一部分与第二部分之间的连接部分传输至第三耦合枝节2213的第二部分，之后，信号再从第三耦合枝节2213的第二部分耦合至第二耦合枝节2212，最后，信号传输至与第二耦合枝节2212电性连接的辐射臂231。
在一种可能的实现方式中，电性连接是直接电性连接或者耦合电性连接。
本发明实施例所示的方案，上述的电性连接可以是直接电性连接，也可以是耦合电性连接，耦合电性连接，也可以称为间隙电性连接，两个结构不是直接相接触，而是之间有小于预设数值的间隙。
在一种可能的实现方式中，耦合子结构221的耦合长度在预设数值范围内。
本发明实施例所示的方案，耦合结构22实现其滤波作用的结构主要与耦合长度相关，耦合结构22的耦合长度越大，上述预设阈值越小，技术人员可以根据高频单元2的工作频段以及低频单元3的工作频段，设置耦合结构22的耦合长度，耦合结构22的耦合长度可以设置在预设数值范围内。
在一种可能的实现方式中，上述预设数值范围为高频单元2的工作频段的中间频点对应的波长的0.15至0.45倍。
本发明实施例所示的方案，上述预设数值范围可以设置在高频单元2的工作频段的中间频点对应的波长的0.15至0.45倍，保证高频单元2可以正常工作。
第二方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括上述所述的多频天线。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在本发明实施例中，该多频天线包括至少一个高频单元和至少一个低频单元，每个高频单元不仅包括巴伦结构和辐射臂结构，还包括耦合结构，辐射臂结构包括两个辐射臂，巴伦结构包括两个巴伦子结构，耦合结构包括两个耦合子结构。其中，耦合结构设置于巴伦结构和辐射臂结构的连接线路上，具体的，在每个高频单元中，每个耦合子结构分别与一个巴伦子结构、一个辐射臂电性连接。上述耦合结构具有传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号的作用，这样，即使高频单元的巴伦结构和辐射臂结构的一个辐射臂恰好可以等效成一个工作频率接近于低频单元的频率的单极子天线，但是由于耦合结构的存在，使得等效的单极子天线向外辐射的电磁波的频率均高于预设阈值(低频单元产生的电磁波的频率低于预设阈值)，避开了低频单元的工作频段，进而，等效的单极子天线对低频单元辐射传输的信号造成的干扰程度较弱，甚至不会对低频单元辐射传输的信号造成干扰。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种多频天线的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种多频天线的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种高频单元的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种高频单元的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种高频单元的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种高频单元的结构示意图。
图例说明
1、反射板 2、高频单元
3、低频单元 21、巴伦结构
22、耦合结构 23、辐射臂结构
24、基板 211、巴伦子结构
221、耦合子结构 231、辐射臂
2211、第一耦合枝节 2212、第二耦合枝节
2213、第三耦合枝节
具体实施方式
本发明实施例提供了一种多频天线，多频天线也即是具有多个工作频段的天线，如图1并参考图2所示，该多频天线包括反射板1、至少一个高频单元2和至少一个低频单元3，如图3所示，每个高频单元2包括巴伦结构21、耦合结构22和辐射臂结构23，巴伦结构21包括两个巴伦子结构211，耦合结构22包括两个耦合子结构221，辐射臂结构23包括两个辐射臂231，其中：至少一个高频单元2和至少一个低频单元3安装在反射板1上；在每个高频单元2中，每个耦合子结构221分别与一个巴伦子结构211、一个辐射臂231电性连接；耦合子结构221，用于传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。
其中，目前常用的天线多是偶极子天线，相应的，高频单元2和低频单元3也可以称为偶极子。偶极子天线也即是，由一对对称放置的辐射臂构成，两个辐射臂相互靠近的两端分别与馈电线相连的天线。
在实施中，极子天线中引入巴伦结构主要是因为，按天线理论，偶极子天线属平衡型天线，而同轴电缆属不平衡传输线，若将其直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流过(按同轴电缆传输原理，高频电流应在同轴电缆内部流动，外皮是屏蔽层，是没有电流的)，这样一来，就会影响偶极子天线的辐射(可以想象成同轴电缆的屏蔽层也参与了电磁波的辐射)。因此，就要在偶极子天线和同轴电缆之间加入平衡不平衡转换器，把流入同轴电缆的屏蔽层外部的电流扼制掉，也就是说把从辐射臂流过同轴电缆的屏蔽层外皮的高频电流截断。
如图1并参考图2所示，多频天线的两个高频单元2可以相互交叉设置在反射板1上，两个低频单元3也可以相互交叉设置在反射板1上，进而，可以节约多频天线的空间。本实施例中为方便介绍高频单元2的结构，可以以一个高频单元2进行示例。
如图3所示，对于每个高频单元2，不仅包括巴伦结构21和辐射臂结构23，还包括设置在巴伦结构21和辐射臂结构23的连接线路上的耦合结构22，耦合结构22用于传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。由于该多频天线属于偶极子天线，故辐射臂结构23包括两个辐射臂231，相应的，巴伦结构21也包括两个巴伦子结构211，耦合结构22也包括两个耦合子结构221，在电路连接关系上，在每个高频单元2中，每个耦合子结构221分别与一个巴伦子结构211、一个辐射臂231电性连接。
其中，预设阈值根据高频单元2的工作频段以及低频单元3的工作频段而设置，预设阈值小于高频单元2的工作频段中的最低频率，大于低频单元3的工作频段中的最大频率。
当高频单元2作为发射天线，向外发射信号时，信号的传输路径可以是，信号经过馈线传输至巴伦子结构211之后，再传输至与巴伦子结构211电性连接的耦合子结构221，信号传输至耦合子结构221时，由于耦合子结构221可以传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号，故信号频率高于预设阈值的信号可以继续传输至与耦合子结构221电性连接的辐射臂231，之后以电磁波的形式向外辐射，且发射的电磁波的频率均高于预设阈值。
这样，即使高频单元2的巴伦结构21和辐射臂结构23的一个辐射臂231恰好可以等效成一个工作频率接近于低频单元3的频率的单极子天线，但是由于耦合结构22的存在，使得等效的单极子天线产生的电磁波的频率均高于预设阈值(低频单元3产生的电磁波的频率低于预设阈值)，上述等效的单极子天线产生的电磁波的频率避开了低频单元3的工作频段，进而，等效的单极子天线对低频单元辐射传输的信号造成的干扰程度较弱，甚至不会对低频单元辐射传输的信号造成干扰，使低频单元3可以正常工作。
可选的，如图3所示，高频单元2还包括基板24，基板24垂直设置在反射板1上；两个辐射臂231对称设置在基板24远离反射板1的一端，耦合结构22的两个耦合子结构221对称设置在基板24的表面上，巴伦结构21的两个巴伦子结构211对称设置在基板24的表面上。
其中，基板24也可以称为巴伦介质板，是用于承载巴伦结构21的线路板，可以垂直固定安装在反射板1上。
在实施中，辐射臂结构23的两个辐射臂231设置在基板24远离反射板1的一端，其中，两个辐射臂231可以对称设置，也可以不对称设置，辐射臂结构23的对称设置与不对称设置主要与多频天线的方向图有关。两个辐射臂231的结构可以相同，也可以不相同，但对于偶极子天线，通常情况下，两个辐射臂231的结构相同。辐射臂231的具体结构可以是导线，也可以是金属片状的结构，例如，辐射臂231可以是直导线，可以是由导线组成的四边形框，还可以是四边形金属片等。
其中，为方便介绍下文将以两个辐射臂231对称设置示例，不对称设置的情况与之类似，便不再一一赘述，两个辐射臂231对称设置，其对称轴为两个辐射臂231之间的中心轴，该中心轴也即为高频单元2的中心轴，下文所提到的结构中的对称轴，在无特殊说明的情况下，均是两个辐射臂231之间的中心轴，如图3所示的点画线即为高频单元2的中心轴。
如图3所示，巴伦结构21的两个巴伦子结构211设置在基板24的表面上，在两个辐射臂231对称设置的基础上，两个巴伦子结构211也可以对称设置在基板24的表面上，其对称轴为高频单元2的中心轴，两个巴伦子结构211的结构可以相同，也可以不相同，能够实现上述屏蔽功能即可。
如图3所示，耦合结构22的两个耦合子结构221设置在基板24的表面上，同样在两个辐射臂231对称设置的基础上，两个耦合子结构221可以对称设置在基板24的表面上，其对称轴为上述的中心轴。耦合子结构221具有滤波作用，可以传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号。
基于上述所述，在每个高频单元2中，基板24安装在反射板1上，辐射臂结构23的两个辐射臂231可以对称设置在基板24远离反射板1的一端，巴伦结构21的两个巴伦子结构211和耦合结构22的两个耦合子结构221均可以对称设置在基板24的表面上。如图2所示，高频单元2的中心轴将高频单元2划分为两侧，不妨记为第一侧和第二侧，一个辐射臂231、一个巴伦子结构211、一个耦合子结构221位于高频单元2的第一侧，另一个辐射臂231、另一个巴伦子结构211、另一个耦合子结构221位于高频单元2的第二侧。在高频单元2的每一侧(第一侧或者第二侧)中，耦合子结构221分别与该侧的巴伦子结构211、辐射臂231电性连接。
其中，电性连接可以是直接电性连接，也可以是耦合电性连接，耦合电性连接，也可以称为间隙电性连接，两个结构不是直接相接触，而是之间有小于预设数值的间隙。
在实施中，耦合结构22实现其滤波作用的结构主要与耦合长度相关，耦合结构22的耦合长度越大，上述预设阈值越小，技术人员可以根据高频单元2的工作频段以及低频单元3的工作频段，设置耦合结构22的耦合长度，耦合结构22的耦合长度可以设置在预设数值范围内，例如，可以设置在高频单元2的工作频段的中间频点对应的波长的0.15至0.45倍。
下面将详细介绍几种不同形状的耦合结构22，但是耦合结构22的具体形状并不局限于以下几种情况，能够实现传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号的作用即可，其形状的设置主要是为了节约耦合结构22所占用的空间。
一种可能的情况可以是，如图3所示，耦合子结构221可以包括相互耦合的第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212，为了实现第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212的耦合，相应的，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212之间的间距小于预设数值，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212之间的间距在小于预设数值的基础上，为了提高两者的耦合效果，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212各个位置处的间距相等且小于预设数值。第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212中一个与对应的巴伦子结构211电性连接，另一个与对应的辐射臂231电性连接，例如，第一耦合枝节2211与对应的巴伦子结构211(与第一耦合枝节2211位于中心轴同一侧)电性连接，第二耦合枝节2212与对应的辐射臂231(与第二耦合枝节2212位于中心轴的同一侧)电性连接。
其中，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212可以设置在基板24的同一表面上，也可以设置在不同的表面上，具体的可以如下：
对于第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212设置在基板24的同一表面的情况，由于第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212中一个与对应的巴伦子结构211电性连接，另一个与对应的辐射臂231电性连接，相应的，巴伦子结构211也设置在第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212所在的基板24的表面上，也即是，第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和对应的巴伦子结构211(与耦合子结构221位于中心轴的同一侧)均设置在基板24的同一表面上。第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212位于基板24的同一表面的情况下，为了实现两者的耦合，相应的，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212之间的间距小于预设数值，该结构下耦合结构22的耦合长度可以是第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212相耦合的长度。
对于第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212分别设置在基板24的异面的情况，也即是，第一耦合枝节2211可以设置在基板24的第一表面上，第二耦合枝节2212设置在基板24的第二表面上，其中，第一表面与第二表面相对。由于第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212中一个与对应的巴伦子结构211电性连接，相应的，如果第一耦合枝节2211与巴伦子结构211电性连接，则第一耦合枝节2211与巴伦子结构211位于基板24的同一表面上，如果第二耦合枝节2212与巴伦子结构211电性连接，则第二耦合枝节2212与巴伦子结构211位于基板24的同一表面上。第一耦合枝节2211可以设置在基板24的第一表面上，第二耦合枝节2212设置在基板24的第二表面上的情况下，为了实现两者的耦合，相应的，第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212具有相同的结构且位置相对应。第二耦合枝节2212设置在基板24的第二表面上的情况，可以节约耦合结构22占用基板24的空间面积。该结构下耦合结构22的耦合长度可以是第一耦合枝节2211的周长和第二耦合枝节2212的周长中最小的周长。
上述第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212直接竖直设置在基板24上，导致耦合结构22占用基板24的空间较多，为了节约空间，相应的，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212可以弯折，如图4所示，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212均具有开口环结构，第一耦合枝节2211的开口环结构位于第二耦合枝节2212的开口环结构外侧，第一耦合枝节2211的开口环结构与第二耦合枝节2212的开口环结构之间的间距小于预设数值。
在实施中，上述第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212可以弯折形成具有开口的圆环形，也可以弯折形成具有开口的弧形环，还可以弯折形成具有开口的四边形环等，但是具有开口的四边形环结构相比于具有开口的圆形环结构，其占用空间更少。为了增加第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212之间的耦合长度，相应的，第一耦合枝节2211的开口环结构的开口方向和第二耦合枝节2212的开口环结构的开口方向相同，如果开口方向不相同，则耦合子结构221的耦合长度将会减少一个开口的长度。
可选的，为了进一步减少耦合结构22占用基板24的空间，相应的还可以是，第一耦合枝节2211设置在基板24的第一表面上，第二耦合枝节2212设置在基板24的第二表面上，且第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212的位置相对应。其中，基板24的第一表面与第二表面相对，第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212通过基板24的厚度相耦合，为了满足耦合，相应的，基板24的厚度小于预设数值。其中，如果巴伦子结构211与第一耦合枝节2211电性连接，则巴伦子结构211设置在第一耦合枝节2211所在的基板24的表面上，即基板24的第一表面上，如果巴伦子结构211与第二耦合枝节2212电性连接，则巴伦子结构211设置在第二耦合枝节2212所在的基板24的表面上，即基板24的第二表面上。
其中，耦合结构22在该结构下，其耦合长度为第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212中周长最小的周长，例如，如果第一耦合枝节2211和第二耦合枝节2212的结构相同，那么耦合长度为第一耦合枝节2211或者第二耦合枝节2212的周长，如果第一耦合枝节2211的周长小于第二耦合枝节2212的周长，则耦合长度为第一耦合枝节2211的周长。
上述耦合结构22属于一级耦合的情况，一级耦合也即是耦合一次，耦合结构22还可以包括两级耦合或者多级耦合，下面将介绍一种两级耦合的耦合结构22：
如图5并参考图6所示，图5是基板24的第一表面的结构示意图，图6是基板24的第二表面的结构示意图，耦合子结构221包括第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和第三耦合枝节2213，第三耦合枝节2213分别和第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合；第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和对应的巴伦子结构211设置在基板24的第一表面上，第三耦合枝节2213设置在基板24的第二表面上；第一耦合枝节2211与对应的巴伦子结构211(与第一耦合枝节2211位于中心轴的同一侧)电性连接，第二耦合枝节2212与对应的辐射臂231(与第二耦合枝节2212位于中心轴的同一侧)电性连接。
其中，第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212和第三耦合枝节2213的形状可以任意设置，例如，可以是弧形的，可以是圆形的，还可以是四边形的，其中，四边形的耦合枝节的占用空间更少，本实施例以及附图可以以四边形的耦合枝节示例，其它形状的耦合枝节的情况至于类似。
在实施中，第三耦合枝节2213通过基板24分别与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，基板24的厚度小于预设数值。而为了防止第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212相耦合，而导致第三耦合枝节2213不能与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，第一耦合枝节2211与第二耦合枝节2212之间的距离大于预设数值。又为了使第三耦合枝节2213分别与第一耦合枝节2211、第二耦合枝节2212相耦合，相应的，第三耦合枝节2213的第一部分与第一耦合枝节2211具有相同的结构且位置相对应，第三耦合枝节2213的第二部分与第二耦合枝节2212具有相同的结构且位置相对应，图6中A表示第三耦合枝节2213的第一部分，B表示第三耦合枝节2213的第二部分。
基于上述所述，以高频单元2向外发射信号示例，馈线上的信号传输至巴伦子结构211之后传输到第一耦合枝节2211，信号再耦合至第三耦合枝节2213的第一部分，然后信号沿着第三耦合枝节2213的第一部分与第二部分之间的连接部分传输至第三耦合枝节2213的第二部分，之后，信号再从第三耦合枝节2213的第二部分耦合至第二耦合枝节2212，最后，信号传输至与第二耦合枝节2212电性连接的辐射臂231。
在本发明实施例中，该多频天线包括至少一个高频单元和至少一个低频单元，每个高频单元不仅包括巴伦结构和辐射臂结构，还包括耦合结构，辐射臂结构包括两个辐射臂，巴伦结构包括两个巴伦子结构，耦合结构包括两个耦合子结构。其中，耦合结构设置于巴伦结构和辐射臂结构的连接线路上，具体的，在每个高频单元中，每个耦合子结构分别与一个巴伦子结构、一个辐射臂电性连接。上述耦合结构具有传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号的作用，这样，即使高频单元的巴伦结构和辐射臂结构的一个辐射臂恰好可以等效成一个工作频率接近于低频单元的频率的单极子天线，但是由于耦合结构的存在，使得等效的单极子天线向外辐射的电磁波的频率均高于预设阈值(低频单元产生的电磁波的频率低于预设阈值)，避开了低频单元的工作频段，进而，等效的单极子天线对低频单元辐射传输的信号造成的干扰程度较弱，甚至不会对低频单元辐射传输的信号造成干扰。
本发明实施例还提供了一种通信设备，该通信设备包括上述所述的多频天线，该多频天线包括至少一个高频单元和至少一个低频单元，每个高频单元不仅包括巴伦结构和辐射臂结构，还包括耦合结构，辐射臂结构包括两个辐射臂，巴伦结构包括两个巴伦子结构，耦合结构包括两个耦合子结构。其中，耦合结构设置于巴伦结构和辐射臂结构的连接线路上，具体的，在每个高频单元中，每个耦合子结构分别与一个巴伦子结构、一个辐射臂电性连接。上述耦合结构具有传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于预设阈值的信号的作用，这样，即使高频单元的巴伦结构和辐射臂结构的一个辐射臂恰好可以等效成一个工作频率接近于低频单元的频率的单极子天线，但是由于耦合结构的存在，使得等效的单极子天线向外辐射的电磁波的频率均高于预设阈值(低频单元产生的电磁波的频率低于预设阈值)，避开了低频单元的工作频段，进而，等效的单极子天线对低频单元辐射传输的信号造成的干扰程度较弱，甚至不会对低频单元辐射传输的信号造成干扰。
以上所述仅为本发明一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多频天线，其特征在于，所述多频天线包括反射板、至少一个高频单元和至少一个低频单元，每个高频单元包括巴伦结构、耦合结构和辐射臂结构，所述巴伦结构包括两个巴伦子结构，所述耦合结构包括两个耦合子结构，所述辐射臂结构包括两个辐射臂，其中：
所述至少一个高频单元和所述至少一个低频单元安装在所述反射板上；
在每个高频单元中，每个耦合子结构分别与一个巴伦子结构、一个辐射臂电性连接；
所述耦合子结构，用于传输频率高于预设阈值的信号，阻断频率低于所述预设阈值的信号。
2.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，所述高频单元还包括基板，所述基板垂直设置在所述反射板上；
所述两个辐射臂对称设置在所述基板远离所述反射板的一端，所述耦合结构的两个耦合子结构对称设置在所述基板的表面上，所述巴伦结构的两个巴伦子结构对称设置在所述基板的表面上。
3.根据权利要求1或2所述的多频天线，其特征在于，所述耦合子结构包括相耦合的第一耦合枝节和第二耦合枝节，所述第一耦合枝节、所述第二耦合枝节和对应的巴伦子结构设置在所述基板的同一表面上；
所述第一耦合枝节与对应的巴伦子结构电性连接，所述第二耦合枝节与对应的辐射臂电性连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的多频天线，其特征在于，所述第一耦合枝节和所述第二耦合枝节均具有开口环结构，所述第一耦合枝节的开口环结构位于所述第二耦合枝节的开口环结构外侧，所述第一耦合枝节的开口环结构与所述第二耦合枝节的开口环结构之间的间距小于预设数值。
5.根据权利要求1至4任一所述的多频天线，其特征在于，所述第一耦合枝节的开口环结构与所述第二耦合枝节的开口环结构的开口方向相同。
6.根据权利要求2所述的多频天线，其特征在于，所述耦合子结构包括第一耦合枝节、第二耦合枝节和第三耦合枝节，所述第三耦合枝节分别和所述第一耦合枝节、所述第二耦合枝节相耦合；
所述第一耦合枝节、所述第二耦合枝节和对应的巴伦子结构设置在所述基板的第一表面上，所述第三耦合枝节设置在所述基板的第二表面上；
所述第一耦合枝节与对应的巴伦子结构电性连接，所述第二耦合枝节与对应的辐射臂电性连接。
7.根据权利要求6所述的多频天线，其特征在于，所述基板的厚度小于预设数值，所述第一耦合枝节与所述第二耦合枝节之间的间距大于所述预设数值；
所述第三耦合枝节的第一部分与所述第一耦合枝节具有相同的结构且位置相对应，所述第三耦合枝节的第二部分与所述第二耦合枝节具有相同的结构且位置相对应。
8.根据权利要求1-7任一项所述的多频天线，其特征在于，所述电性连接是直接电性连接或者耦合电性连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的多频天线，其特征在于，所述耦合子结构的耦合长度在预设数值范围内。
10.根据权利要求9所述的多频天线，其特征在于，所述预设数值范围为所述高频单元的工作频段的中间频点对应的波长的0.15至0.45倍。
11.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括权利要求1-10任一项所述的多频天线。
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