CN111224224B - 天线和阵列天线 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种天线和阵列天线。本申请的天线，包括：第一辐射元件和第二辐射元件，第一辐射元件由四个偶极子围成，第二辐射元件为设置于第一辐射元件内侧的辐射单元；第一辐射元件用于支持发射频段，第二辐射元件用于支持接收频段；或者，第一辐射元件用于支持接收频段，第二辐射元件用于支持发射频段。本申请以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离。

Description

天线和阵列天线
技术领域
本申请涉及通信技术，尤其涉及一种天线和阵列天线。
背景技术
基站天线通过宽带设计可以用一个天线实现多个不同频段信号的接收和发射，不同频段间通过滤波器或合路器实现信号的分离，如果两个频段间隔较近就会对滤波器或合路器的抑制提出更高的要求。因此可以给每个频段使用独立的天线，在不同频段的天线之间设计一定的隔离，从而降低对滤波器或合路器的抑制要求，简化滤波器的设计。
但是，目前为了实现在阵列天线中将发射频段和接收频段分离，通常设计的天线单元排列复杂，导致馈电网络设计难度大。
发明内容
本申请提供一种天线和阵列天线，以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离
第一方面，本申请提供一种天线，包括：第一辐射元件和第二辐射元件，第一辐射元件由四个偶极子围成，第二辐射元件为设置于第一辐射元件内侧的辐射单元。第一辐射元件用于支持发射频段，第二辐射元件用于支持接收频段；或者，第一辐射元件用于支持接收频段，第二辐射元件用于支持发射频段。
本申请的天线在基本不增加天线尺寸下，以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离。
在一种可能的实现方式中，还包括第三辐射元件，第三辐射元件为设置于第一辐射元件外侧的辐射单元。第一辐射元件用于支持第一发射频段和第二发射频段，第二辐射元件和第三辐射元件分别用于支持第一接收频段和第二接收频段中的其中之一；或者，第一辐射元件用于支持第一接收频段和第二接收频段，第二辐射元件和第三辐射元件分别用于支持第一发射频段和第二发射频段中的其中之一，第二辐射元件和第三辐射元件支持的频段不同。
在一种可能的实现方式中，第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件均为介质元件。
在一种可能的实现方式中，发射频段为1805-1880MHz，接收频段为1710-1785MHZ。
在一种可能的实现方式中，第一发射频段为1805-1880MHZ，第二发射频段为2110-2170MHZ，第二接收频段为1710-1785MHz，第二接收频段为1920-1980MHz。
第二方面，本申请提供一种阵列天线，包括多个天线，天线采用权利要求1-6中任一项的天线，多个天线按设定的部署方案排列。
在一种可能的实现方式中，多个天线排列成一排或一列线阵阵列。
在一种可能的实现方式中，多个天线排列成方阵阵列。
在一种可能的实现方式中，相邻的两个第一辐射元件之间的距离范围为0.4λ-0.6λ，λ表示第一辐射元件支持的频段对应的波长。
本申请的阵列天线在基本不增加天线尺寸下，以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离。
附图说明
图1A和图1B为本申请天线实施例一的结构示意图；
图2为本申请天线实施例二的结构示意图
图3为本申请阵列天线实施例一的结构示意图；
图4为本申请阵列天线实施例二的结构示意图；
图5为本申请阵列天线实施例三的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1A和图1B为本申请天线实施例一的结构示意图，图1A和图1B结合来看，本实施例的天线0可以包括：第一辐射元件1和第二辐射元件2，第一辐射元件1由四个偶极子11围成，例如，第一辐射元件1由四个偶极子11围成的外观类似一个方形盒子。又例如，第一辐射元件1由四个偶极子11围成的外观类似一个圆形“碗状”外观。第二辐射元件2为设置于第一辐射元件1内侧的辐射单元，即第二辐射元件2悬空放置在第一辐射元件1的方盒内侧，其上下左右都不与第一辐射元件1的底部和侧壁接触，第二辐射元件2与第一辐射元件1不进行电连接，也即是第二辐射元件2与第一辐射元件1既不直接电连接也不耦合电连接。第二辐射元件2包括两个不同极化方向的第一极子21和第二极子22。第一辐射元件1和第二辐射元件2可以从各自的端口上连线至天线托盘上，该托盘还可以称为反射板，基于此构成正负45度的双极化天线。第一辐射元件1用于支持发射频段，第二辐射元件2用于支持接收频段；或者，第一辐射元件1用于支持接收频段，第二辐射元件2用于支持发射频段。
本申请将天线的发射路径和接收路径进行物理隔离，第一辐射元件和第二辐射元件分别支持不同的频段，以通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，简称：UMTS)为例，1805-1880MHz为发射频段，1710-1785MHZ为接收频段，若第一辐射元件支持发射频段1805-1880MHz，则第二辐射元件支持接收频段1710-1785MHZ，与其相反，若第一辐射元件支持接收频段1710-1785MHZ，则第二辐射元件支持发射频段1805-1880MHz。需要说明的是，本申请的发射频段和接收频段也可以是其他频段的组合，对此不作限定。
本申请的天线在基本不增加天线尺寸下，以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离。
在上述技术方案的基础上，图2为本申请天线实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例的天线0还可以包括：第三辐射元件3，第三辐射元件3包括两个不同极化方向的第三极子31和第四极子32，设置于第一辐射元件1的外侧，第三辐射元件3可以设置于第一辐射元件1的左下方，正下方等，对此不做具体限定。第一辐射元件1用于支持第一发射频段和第二发射频段，第二辐射元件2和第三辐射元件3分别用于支持第一接收频段和第二接收频段中的其中之一；或者，第一辐射元件1用于支持第一接收频段和第二接收频段，第二辐射元件2和第三辐射元件3分别用于支持第一发射频段和第二发射频段中的其中之一，第二辐射元件2和第三辐射元件3支持的频段不同。
本申请中第一辐射元件和第二辐射元件、第三辐射元件区隔开，第一辐射元件作为发射天线，则第二辐射元件和第三辐射元件就作为接收天线。例如，第一辐射元件同时支持两个发射频段1805-1880MHZ和2110-2170MHZ，第二辐射元件和第三辐射元件可以分别从两个接收频段1710-1785MHz和1920-1980MHz中择其一支持。或者，第一辐射元件同时支持两个接收频段1710-1785MHz和1920-1980MHz，第二辐射元件和第三辐射元件可以分别从两个发射频段1805-1880MHZ和2110-2170MHZ中择其一支持。需要说明的是，本申请的发射频段和接收频段也可以是其他频段的组合，对此不作限定。
本申请的天线在基本不增加天线尺寸下，以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离。
图3为本申请阵列天线实施例一的结构示意图，图4为本申请阵列天线实施例二的结构示意图，图5为本申请阵列天线实施例三的结构示意图，图3-图5结合来看，本实施例的阵列天线可以包括：多个天线0按设定的部署方案排列，天线0采用图1或图2所示的天线，多个天线0可以排列成一排或一列线阵阵列，也可以排列成方阵阵列。相邻两个第一辐射元件1之间的距离范围为0.4λ-0.6λ，λ表示第一辐射元件1支持的频段对应的波长，优选的，相邻两个第一辐射元件1之间的距离为0.5λ。第三辐射元件7可以设置于第一辐射元件1的下方，且位于两个第一辐射元件1之间的位置，或者第三辐射元件7可以设置于第一辐射元件1的下方，且位于第二辐射元件2的正下方的位置。
本申请的阵列天线在基本不增加天线尺寸下，以简化的馈电网络设计实现发射路径和接收路径的物理分离。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种天线，其特征在于，包括：第一辐射元件和第二辐射元件，所述第一辐射元件由四个偶极子围成，所述第二辐射元件设置于所述第一辐射元件内侧，所述第二辐射元件不与所述第一辐射元件接触，且不与所述第一辐射元件电连接；
所述天线还包括：第三辐射元件；所述第三辐射元件设置于所述第一辐射元件外侧，且位于两个所述第一辐射元件之间；
所述第一辐射元件用于支持第一发射频段和第二发射频段，所述第二辐射元件和所述第三辐射元件分别用于支持第一接收频段和第二接收频段中的其中之一；或者，所述第一辐射元件用于支持所述第一接收频段和所述第二接收频段，所述第二辐射元件和所述第三辐射元件分别用于支持所述第一发射频段和所述第二发射频段中的其中之一；
其中，所述第一发射频段、所述第二发射频段、所述第一接收频段、所述第二接收频段四个频段不同。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一发射频段为1805-1880MHZ，所述第二发射频段为2110-2170MHZ，所述第一接收频段为1710-1785MHz，所述第二接收频段为1920-1980MHz。
3.一种阵列天线，其特征在于，包括多个天线，所述天线采用权利要求1-2中任一项所述的天线，所述多个天线按设定的部署方案排列。
4.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于，所述多个天线排列成一排或一列线阵阵列。
5.根据权利要求3所述的阵列天线，其特征在于，所述多个天线排列成方阵阵列。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的阵列天线，其特征在于，相邻两个所述第一辐射元件之间的距离范围为0.4λ-0.6λ，λ表示所述第一辐射元件支持的频段对应的波长。
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