CN110943297A - 一种新型多频段阵列天线 - Google Patents

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杨国政
张细华
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姚崇南
花磊
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Abstract

本发明公开了一种新型多频段阵列天线，包括反射板；设置在反射板上的三种异频振子，分别为第一天线振子、第二天线振子和第三天线振子；所述第一天线振子和第二天线振子之间设置有第一金属挡板，第二天线振子和第三天线振子之间设置有第二金属挡板；通过在反射板上同时设置多种异频振子，使本新型多频段阵列天线达到多种异频振子兼容并存；通过根据异频振子的波长和频率设置异频振子的排列方式，能尽可能减少异频振子之间的耦合干扰；并且异频振子采用对应的金属挡板高度进行隔离，能降低边界对振子本身电路特性以及辐射特性的改变，尽可能还原天线振子自身的方向图，使本新型多频段阵列天线满足多频道天线振子且方向图良好的要求。

Description

一种新型多频段阵列天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及的是一种新型多频段阵列天线。
背景技术
无线电通信是将需要传送的声音、文字、数据、图像等电信号调制在无线电波上经空间和地面传至对方的通信方式，利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。
天线阵列输出的绝对值与来波方向之间的关系成为天线的方向图；天线方向图是衡量天线性能的重要图形，可以从天线方向图中观察到天线的各项参数。
为了方便对各种天线的方向图特性进行比较，就需要规定一些特性参数。主要包括：主瓣宽度，旁瓣电平，前后比，方向系数等。
为了兼容多个信道的缘故，一般在一个天线里面存在多种不同频段的天线振子，天线振子之间需要有良好的隔离，对于异频天线之间，往往存在相互耦合从而使方向图变形，天线本身的阻抗恶化等影响，不能满足使用要求。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型多频段阵列天线，减少天线振子之间相互的耦合影响，还原天线振子自身的方向图。
本发明的技术方案如下：一种新型多频段阵列天线，其中，包括反射板；设置在反射板上的三种异频振子，分别为第一天线振子、第二天线振子和第三天线振子；所述第一天线振子和第二天线振子之间设置有第一金属挡板，第二天线振子和第三天线振子之间设置有第二金属挡板。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述第一天线振子为GSM频段的天线振子，第二天线振子为LTE频段的天线振子，第三天线振子为5G频段的天线振子。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述第一金属挡板的高度与LTE频段的天线振子的高度于相等，第二金属挡板与5G频段的天线振子的高度于相等。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述GSM频段的天线振子、LTE频段的天线振子和5G频段的天线振子从上到下依次排列在反射板上。
所述的新型多频段阵列天线，其在，所述反射板从上到下依次设置有第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域的面积大于第二区域的面积，第二区域的面积大于第三区域的面积，GSM频段的天线振子设置在第一区域内，LTE频段的天线振子设置在第二区域内，5G频段的天线振子设置在第三区域内。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述反射板的尺寸为360mm*240mm。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述GSM频段的天线振子和LTE频段的天线振子之间的间距为100mm-150 mm。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述GSM频段的天线振子和LTE频段的天线振子之间的间距为140mm。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述LTE频段的天线振子和5G频段的天线振子之间的间距为50 mm -100 mm。
所述的新型多频段阵列天线，其中，所述LTE频段的天线振子和5G频段的天线振子之间的间距为70mm。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种新型多频段阵列天线，包括反射板；设置在反射板上的三种异频振子，分别为第一天线振子、第二天线振子和第三天线振子；所述第一天线振子和第二天线振子之间设置有第一金属挡板，第二天线振子和第三天线振子之间设置有第二金属挡板；通过在反射板上同时设置多种异频振子，使本新型多频段阵列天线达到多种异频振子兼容并存；通过根据异频振子的波长和频率设置异频振子的排列方式，能尽可能减少异频振子之间的耦合干扰；并且异频振子采用对应的金属挡板高度进行隔离，能降低边界对振子本身电路特性以及辐射特性的改变，尽可能还原天线振子自身的方向图，使本新型多频段阵列天线满足多频道天线振子且方向图良好的要求。
附图说明
图1是本发明中新型多频段阵列天线的结构示意图。
图2是本发明中5G频段的天线振子辐射的方向图。
图3是本发明中5G频段的天线振子的VSWR参数图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1所示，一种新型多频段阵列天线，包括反射板1；设置在反射板1上的三种异频振子，分别为第一天线振子、第二天线振子和第三天线振子；所述第一天线振子和第二天线振子之间设置有第一金属挡板5，第二天线振子和第三天线振子之间设置有第二金属挡板6。
在某些具体实施例中，所述第一天线振子为GSM频段（GSM频段（频率范围）是国际电信联盟为GSM移动电话工作而指定的蜂窝式无线通讯系统的频率）的天线振子2，第二天线振子为LTE频段的天线振子3，第三天线振子为5G频段的天线振子4。
在某些具体实施例中，所述第一金属挡板5的高度与LTE频段的天线振子3的高度于相等，第二金属挡板6与5G频段的天线振子4的高度于相等。
本技术方案通过在GSM频段的天线振子2与LTE频段的天线振子3之间设置有第一金属挡板5，在LTE频段的天线振子3和5G频段的天线振子4之间设置有第二金属挡板6，并可以用于隔离GSM频段的天线振子2、LTE频段的天线振子3以及5G频段的天线振子4之间的互相干扰，并且第一金属挡板5的高度与LTE频段的天线振子3的高度于相等，第二金属挡板6与5G频段的天线振子4的高度于相等，可以有效防止异频的振子对自身产生耦合，令方向图畸形。
在某些具体实施例中，所述GSM频段的天线振子2、LTE频段的天线振子3和5G频段的天线振子4从上到下依次排列在反射板1上。因为GSM频段的天线振子2体积是三种异频振子中最大的，对于波长较短的5G频段的天线振子4容易受其干扰，通过将5G频段的天线振子4设置在反射板1的最下方，使5G频段的天线振子4不会受到GSM频段的天线振子2的影响。
在某些具体实施例中，所述反射板1从上到下依次设置有第一区域11、第二区域12和第三区域13，所述第一区域11的面积大于第二区域12的面积，第二区域12的面积大于第三区域13的面积，GSM频段的天线振子2设置在第一区域11内，LTE频段的天线振子3设置在第二区域12内，5G频段的天线振子4设置在第三区域13内。因为GSM频段的天线振子2的频率较低，需要较大的反射面镜像，所以将GSM频段的天线振子2设置在面积最大的第一区域11内，从而提供增益，提高前后比；而由于5G频段的天线振子4的波长短、频率最高，并不需要太大的反射面，所以将5G频段的天线振子4设置在面积最小的第三区域13内。
在某些具体实施例中，所述反射板1的尺寸为360mm*240mm。
在某些具体实施例中，所述GSM频段的天线振子2和LTE频段的天线振子3之间的间距为100 mm -150 mm。
优选地，所述GSM频段的天线振子2和LTE频段的天线振子3之间的间距为140mm。
在某些具体实施例中，所述LTE频段的天线振子3和5G频段的天线振子4之间的间距为50 mm -100 mm。
优选地，所述LTE频段的天线振子3和5G频段的天线振子4之间的间距为70mm。
如图2所示，是本新型多频段阵列天线中该方向图为单个5G频段的天线振子4辐射的方向图，可以看出，该方向图形状对称，没有出现变形的情况，其中3dB波束为87度，属于单个振子正常的3dB波束宽度。
如图3所示，是本新型多频段阵列天线中，5G频段的天线振子4的VSWR（VoltageStanding Wave Ratio，驻波比全称为电压驻波比）参数图，可以看出，该单个5G频段的天线振子4驻波在1.2以下，属于良好的情况，说明该振子的电路性能没有因为边界而恶化。
本技术方案通过在反射板1上同时设置多种异频振子，使本新型多频段阵列天线达到多种异频振子兼容并存；通过根据异频振子的波长和频率设置异频振子的排列方式，能尽可能减少异频振子之间的耦合干扰；并且异频振子采用对应的金属挡板高度进行隔离，能降低边界对振子本身电路特性以及辐射特性的改变，尽可能还原天线振子自身的方向图，使本新型多频段阵列天线满足多频道天线振子且方向图良好的要求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型多频段阵列天线，其特征在于，包括反射板；设置在反射板上的三种异频振子，分别为第一天线振子、第二天线振子和第三天线振子；所述第一天线振子和第二天线振子之间设置有第一金属挡板，第二天线振子和第三天线振子之间设置有第二金属挡板。
2.根据权利要求1所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述第一天线振子为GSM频段的天线振子，第二天线振子为LTE频段的天线振子，第三天线振子为5G频段的天线振子。
3.根据权利要求2所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述第一金属挡板的高度与LTE频段的天线振子的高度于相等，第二金属挡板与5G频段的天线振子的高度于相等。
4.根据权利要求2或3任一所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述GSM频段的天线振子、LTE频段的天线振子和5G频段的天线振子从上到下依次排列在反射板上。
5.根据权利要求4所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述反射板从上到下依次设置有第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域的面积大于第二区域的面积，第二区域的面积大于第三区域的面积，GSM频段的天线振子设置在第一区域内，LTE频段的天线振子设置在第二区域内，5G频段的天线振子设置在第三区域内。
6.根据权利要求1所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述反射板的尺寸为360mm*240mm。
7.根据权利要求1所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述GSM频段的天线振子和LTE频段的天线振子之间的间距为100mm-150 mm。
8.根据权利要求7所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述GSM频段的天线振子和LTE频段的天线振子之间的间距为140mm。
9.根据权利要求1所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述LTE频段的天线振子和5G频段的天线振子之间的间距为50 mm -100 mm。
10.根据权利要求9所述的新型多频段阵列天线，其特征在于，所述LTE频段的天线振子和5G频段的天线振子之间的间距为70mm。
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