CN112768896A - 天线及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线及通信设备，该天线包括反射板、高频阵列、低频阵列和吸收振子；反射板设有馈电网络；高频阵列包括高频振子，高频振子设在反射板上并与馈电网络电性连接；吸收振子设在反射板上并设有至少两个，吸收振子对称设在高频阵列的相对两侧，吸收振子能够与高频振子产生共振。该通信设备包括前述的天线。反射板上设有高频阵列和低频阵列，以覆盖高频和低频的不同频段；同时，吸收振子在高频阵列的相对两侧对称设置，吸收振子与高频振子之间共振耦合，从而吸收掉高频阵列辐射的部分能量和电磁波，相当于在高频阵列的外侧设置了新的虚拟边界，改善了高频阵列的方向图特性。

Description

天线及通信设备

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种天线及通信设备。

背景技术

5G是第五代移动通信技术的简称，也是继4G、3G和2G系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。随着5G通信技术的不断发展和基础设施建设的不断完善，5G网络也逐渐走进千家万户，变得触手可及。5G基站天线作为5G技术的基础设施，对整个5G网络有着非常重要的作用。同时，5G移动通信的高稳定性和低时延等特点也对5G基站天线提出了更高的要求，需要天线同时具备高速率传输、更大的系统容量、小型化以及双极化。除此之外，为了同时覆盖不同的频段，低频+高频的振子组合也逐渐成为5G基站天线的主流。

然而，低频+高频的振子组合对天线的方向图特性提出了巨大挑战：要同时实现良好、稳定的高频和低频方向图。为了优化低频阵列的方向图，5G天线通常采用宽边界，但是，宽边界会导致高频阵列的水平面方向图变差，带来波束宽度变宽、产生波纹使增益不稳定等新问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种天线及通信设备；该天线能够改善高频阵列的方向图特性，起到矫正高频阵列方向图特性的作用；该通信设备包括前述的天线，天线的高频阵列的方向图特性能够得到矫正，提高通信设备的性能。

其技术方案如下：

一个实施例提供了一种天线，包括：

反射板，所述反射板设有馈电网络；

高频阵列和低频阵列，所述高频阵列包括高频振子，所述高频振子设在所述反射板上并与所述馈电网络电性连接；及

吸收振子，所述吸收振子设在所述反射板上并设有至少两个，所述吸收振子对称设在所述高频阵列的相对两侧，所述吸收振子能够与所述高频振子产生共振。

上述天线，反射板上设有高频阵列和低频阵列，以覆盖高频和低频的不同频段；同时，吸收振子在高频阵列的相对两侧对称设置，吸收振子与高频振子之间共振耦合，从而吸收掉高频阵列辐射的部分能量和电磁波，相当于在高频阵列的外侧设置了新的虚拟边界，改善了高频阵列的方向图特性。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述高频振子的工作频率为第一频率，所述吸收振子的工作频率为第二频率，所述第二频率与所述第一频率的比值为0.9-1.1。

在其中一个实施例中，所述高频阵列包括多个所述高频振子，所述高频振子呈间隔设置并设有至少两排，所述吸收振子的位置与相邻两排所述高频振子之间的间隙位置对应。

在其中一个实施例中，所述高频振子设有至少三排，相邻两排所述高频振子之间的间隙均对应有所述吸收振子。

在其中一个实施例中，所述高频阵列包括至少两个所述高频振子，所述高频振子成排设置，所述吸收振子设在所述高频阵列的相对两侧且与一排所述高频振子同排设置。

在其中一个实施例中，所述高频振子设有至少两排，每排所述高频振子的两侧均对应有一个所述吸收振子，使所述高频阵列的相对两侧分别形成一列所述吸收振子。

在其中一个实施例中，所述高频阵列设有至少两个，至少两个所述高频阵列呈间隔成列布置在所述反射板上，每个所述高频阵列的相对两侧均对应有所述吸收振子，以在所有所述高频阵列的相对两侧形成两列所述吸收振子。

在其中一个实施例中，所述反射板设有第一边界板和第二边界板，所述第一边界板和所述第二边界板位于所述反射板的相对两侧，至少一个所述吸收振子位于所述第一边界板和所述高频阵列之间，至少一个所述吸收振子位于所述第二边界板和所述高频阵列之间。

在其中一个实施例中，所述吸收振子包括第一馈电板、第一馈电柱和第一辐射臂，所述第一馈电板与所述反射板固定，所述第一馈电柱设有至少两个，所述第一馈电柱的两端分别与所述第一馈电板和所述第一辐射臂连接，以使所述第一辐射臂与所述反射板之间呈预设间距设置；所述第一辐射臂设有镂空结构；

或所述吸收振子包括第二馈电板、第二馈电柱、第二辐射臂、安装支架和引向片，所述第二馈电板与所述反射板固定，所述第二馈电柱设有至少两个，所述第二馈电柱的两端分别与所述第二馈电板和所述第二辐射臂连接，所述安装支架设在所述第二辐射臂上并用于将所述引向片安装在所述第二辐射臂的上方。

另一个实施例提供了一种通信设备，包括如上述任一个技术方案所述的天线。

上述通信设备，包括前述的天线，反射板上设有高频阵列和低频阵列，以覆盖高频和低频的不同频段；同时，吸收振子在高频阵列的相对两侧对称设置，吸收振子与高频振子之间共振耦合，从而吸收掉高频阵列辐射的部分能量和电磁波，相当于在高频阵列的外侧设置了新的虚拟边界，改善了高频阵列的方向图特性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

此外，附图并不是以1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

图1为一个实施例中天线的整体结构示意图；

图2为图1实施例中天线的整体结构俯视图；

图3为另一个实施例中天线的整体结构俯视图；

图4为一个实施例中吸收振子的整体结构示意图；

图5为图4实施例中吸收振子的整体结构主视图；

图6为图4实施例中吸收振子的整体结构俯视图；

图7为另一个实施例中吸收振子的整体结构示意图；

图8为图7实施例中吸收振子的整体结构主视图；

图9为图7实施例中吸收振子的整体结构俯视图；

图10为增加吸收振子前后的天线H面辐射方向图。

附图标注说明：

100、反射板；110、第一边界板；120、第二边界板；210、高频阵列；211、高频振子；221、低频阵子；300、吸收振子；311、第一馈电板；312、第一馈电柱；313、第一辐射臂；314、镂空结构；321、第二馈电板；322、第二馈电针；323、第二辐射臂；324、安装支架；325、引向片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参照图1至图3，一个实施例提供了一种天线，包括反射板100、高频阵列210、低频阵列和吸收振子300。其中：

所述反射板100设有馈电网络，高频阵列210和低频阵列均设在反射板100上且与馈电网络电性连接，以覆盖不同的频段。

如图1至图3所示的实施例中，所述高频阵列210包括高频振子211，所述高频振子211设在所述反射板100上并与所述馈电网络电性连接。

如图1至图3所示的实施例中，所述低频阵列包括低频振子，所述低频振子设在所述反射板100上并与所述馈电网络电性连接。

如图1至图3所示的实施例中，所述吸收振子300设在所述反射板100上并设有至少两个，所述吸收振子300对称设在所述高频阵列210的相对两侧，所述吸收振子300能够与所述高频振子211产生共振。

吸收振子300设在反射板100上，吸收振子300设有至少两个并呈对设置，以对称排布在高频阵列210的相对两侧，吸收振子300与馈电网络不电性连接(不对吸收振子300加激励)，且吸收振子300能够与高频振子211之间产生共振耦合，以吸收高频阵列210辐射的部门能量和电磁波，从而改善高频阵列210的方向图特性。

该天线，反射板100上设有高频阵列210和低频阵列，以覆盖高频和低频的不同频段；同时，吸收振子300在高频阵列210的相对两侧对称设置，吸收振子300与高频振子211之间共振耦合，从而吸收掉高频阵列210辐射的部分能量和电磁波，相当于在高频阵列210的外侧设置了新的虚拟边界，改善了高频阵列210的方向图特性。

在一个实施例中，所述高频振子211的工作频率为第一频率，所述吸收振子300的工作频率为第二频率，所述第二频率与所述第一频率的比值为0.9-1.1。

吸收振子300的结构和尺寸不需要与高频振子211一模一样，但工作频率要与高频振子211的工作频率相当，目的是为了吸收高频振子211工作频率附件的电磁波。若吸收振子300的工作频率过高或过低，则会导致吸收效果下降，方向图的改善和矫正效果不明显。

由于吸收振子300的工作频率和高频振子211的工作频率需要大致相当，以使吸收振子300与高频振子211之间能够发生共振耦合，因此，使吸收振子300的工作频率与高频振子211的工作频率之比为0.9-1.1，从而满足吸收振子300的工作频率和高频振子211的工作频率大致相当的要求。

进一步地，吸收振子300的工作频率和高频振子211的工作频率相等。

可选地，高频振子211的工作频率为3.4GHz-3.6GHz，吸收振子300的工作频率也为3.4GHz-3.6GHz。

具体实施时，可以是吸收振子300的工作频率和高频振子211的工作频率均为3.5GHz。

在一个实施例中，请参照图1和图2，所述高频阵列210包括多个所述高频振子211，所述高频振子211呈间隔设置并设有至少两排，所述吸收振子300的位置与相邻两排所述高频振子211之间的间隙位置对应。

可选地，高频阵子设有两排，吸收振子300设有两个，相邻两排高频振子211之间的间隙两侧均对应有一个吸收振子300。

可选地，高频振子211设有三排，吸收振子300设有两个并分别设在高频阵列210的相对两侧，由于三排高频振子211形成两个间隙，此时，两个吸收振子300只与其中一个间隙对应。

可选地，高频振子211设有四排，吸收振子300设有四个，高频阵列210的相对两侧各设有两个，四排高频振子211形成三个间隙，而吸收振子300有两对，两对吸收振子300可以选择其中的两个间隙进行对应布置，不再赘述。

在一个实施例中，请参照图1和图2，所述高频振子211设有至少三排，相邻两排所述高频振子211之间的间隙均对应有所述吸收振子300。

该实施例中，高频振子211设有至少三排，形成至少两个间隙，且每个间隙的两侧均对应有一个吸收振子300(即间插排列)。

如图2所示的实施例中，高频振子211设有三排，形成了上下两个间隙，每个间隙的左右侧均设有一个吸收振子300，以吸收三排高频振子211辐射的部分能量和电磁波，改善高频阵列210的方向图特性。

在一个实施例中，请参照图3，所述高频阵列210包括至少两个所述高频振子211，所述高频振子211成排设置，所述吸收振子300设在所述高频阵列210的相对两侧且与一排所述高频振子211同排设置。

可选地，高频振子211设有两个以上并设成一排，吸收振子300设在一排高频振子211的左侧和右侧，且吸收振子300和高频振子211呈同排设置，也即，吸收振子300的位置与高频振子211的位置完全对应。这样，高频振子211的左右侧均设有一个吸收振子300，从而吸收高频阵列210辐射的部分能量和电磁波，改善高频阵列210的方向图特性。

在一个实施例中，请参照图3，所述高频振子211设有至少两排，每排所述高频振子211的两侧均对应有一个所述吸收振子300，使所述高频阵列210的相对两侧分别形成一列所述吸收振子300。

如图3所示的实施例中，高频振子211设有三行，吸收振子300设有六个，高频阵列210的左侧设有三个，高频阵列210的右侧设有三个，且吸收振子300的位置与高频振子211的位置对应，该种情况下，能够最大化的吸收高频阵列210辐射的部分能量和电磁波，从而改善高频阵列210的方向图特性。

在一个实施例中，请参照图1至图3，所述高频阵列210设有至少两个，至少两个所述高频阵列210呈间隔成列布置在所述反射板100上，每个所述高频阵列210的相对两侧均对应有所述吸收振子300，以在所有所述高频阵列210的相对两侧形成两列所述吸收振子300。

如图1至图3所示的实施例中，高频阵列210均设有四个并成列呈间隔布置在反射板100上，每个高频阵列210的左右侧均设有吸收振子300，且吸收振子300左右对称设置。

如图1至图3所示的实施例中，四个高频阵列210均为三行八列高频振子211，低频阵列包括四个低频振子，四个低频振子均与反射板100的馈电网络电性连接，四个低频振子呈间隔排布在反射板100上。

如图1和图2所示的实施例中，每个高频阵列210均形成有两个横向间隙，每个横向间隙的左右两侧均设有一个吸收振子300，也即每个高频阵列210对应有四个吸收振子300，且高频阵列210的左右两侧各设有两个吸收振子300。由于高频阵列210设有四个并成列设置，因此，左侧的吸收振子300和右侧的吸收振子300均成列设置，从而形成两列吸收振子300。

如图3所示的实施例中，每个高频阵列210均有三行高频振子211，而每行高频振子211的左右两侧均对应有一个吸收振子300，因此，每个高频阵列210的左右两侧分别对应有三个吸收振子300。由于高频阵列210设有四个并成列设置，因此，左侧的吸收振子300和右侧的吸收振子300均成列设置，从而形成两列吸收振子300。

在一个实施例中，请参照图1，所述反射板100设有第一边界板110和第二边界板120，所述第一边界板110和所述第二边界板120位于所述反射板100的相对两侧，至少一个所述吸收振子300位于所述第一边界板110和所述高频阵列210之间，至少一个所述吸收振子300位于所述第二边界板120和所述高频阵列210之间。

如图1所示的实施例中，反射板100的左侧和右侧分别设有第一边界板110和第二边界板120，高频阵列210、低频阵列和吸收振子300均位于第一边界板110和第二边界板120之间。如此设置，相当于在高频阵列210、低频阵列和反射板100的物理边界之间放置接有匹配负载但却不加激励的吸收振子300(工作频段为与高频振子211大致相等的高频)，从而将高频阵列210辐射到物理边界的电磁波吸收掉一部分，达到改善高频部分水平面方向图和稳定高频增益的效果，结构简单，易于实施，改善效果好。

在一个实施例中，请参照图4至图6，所述吸收振子300包括第一馈电板311、第一馈电柱312和第一辐射臂313，所述第一馈电板311与所述反射板100固定，所述第一馈电柱312设有至少两个，所述第一馈电柱312的两端分别与所述第一馈电板311和所述第一辐射臂313连接，以使所述第一辐射臂313与所述反射板100之间呈预设间距设置。

吸收振子300的第一辐射臂313距离反射板100的距离大致为四分之一真空波长(对应中心频点3.5GHz处的波长)，以使吸收振子300能够与高频振子211发生共振，形成吸收高频振子211辐射的电磁波的效果，同时又不影响低频振子的辐射，实现频率选择，得到具有频率选择性的天线。

如图4至图6所示的实施例中，馈电柱设有四个，形成四点馈电式振子。

在一个实施例中，请参照图4和图6，所述第一辐射臂313设有镂空结构314。

如图4所示的实施例中，第一辐射臂313上开设有镂空结构314，以增长电流路径，满足对吸收振子300的频率要求。

在另一个实施例中，请参照图7至图9，所述吸收振子300包括第二馈电板321、第二馈电柱、第二辐射臂323、安装支架324和引向片325，所述第二馈电板321与所述反射板100固定，所述第二馈电柱设有至少两个，所述第二馈电柱的两端分别与所述第二馈电板321和所述第二辐射臂323连接，所述安装支架324设在所述第二辐射臂323上并用于将所述引向片325安装在所述第二辐射臂323的上方。

如图7至图9所示的实施例中，该种吸收振子300为两点馈电式振子。

可选地，安装支架324为塑料支架。

需要说明的是：

图4至图9示出的仅是两种可选的吸收振子300，实际上，吸收振子300可以是压铸振子、PCB振子、塑料金属一体化振子或钣金振子等的任意一种，只要能够满足工作频率与高频振子211的工作频率大致相当，以实现共振的要求即可。

图10为增加吸收振子300前后，天线H面辐射方向图，图10中，实现为未加载吸收振子300时某个高频阵列210(图1至图3中均有四个高频阵列210)的方向图，虚线为增加吸收振子300后该高频阵列210的方向图，由图10可见，增加吸收振子300之后，高频阵列210的方向图顶部的波纹有所改善，并对原先增益较低的点进行了增强，效果十分明显。

另一个实施例提供了一种通信设备，包括如上述任一个实施例所述的天线。

该通信设备可以是5G通信设备，包括前述的天线，反射板100上设有高频阵列210和低频阵列，以覆盖高频和低频的不同频段；同时，吸收振子300在高频阵列210的相对两侧对称设置，吸收振子300与高频振子211之间共振耦合，从而吸收掉高频阵列210辐射的部分能量和电磁波，相当于在高频阵列210的外侧设置了新的虚拟边界，改善了高频阵列210的方向图特性。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：

反射板，所述反射板设有馈电网络；

高频阵列和低频阵列，所述高频阵列包括高频振子，所述高频振子设在所述反射板上并与所述馈电网络电性连接；及

吸收振子，所述吸收振子设在所述反射板上并设有至少两个，所述吸收振子对称设在所述高频阵列的相对两侧，所述吸收振子能够与所述高频振子产生共振。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述高频振子的工作频率为第一频率，所述吸收振子的工作频率为第二频率，所述第二频率与所述第一频率的比值为0.9-1.1。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述高频阵列包括多个所述高频振子，所述高频振子呈间隔设置并设有至少两排，所述吸收振子的位置与相邻两排所述高频振子之间的间隙位置对应。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述高频振子设有至少三排，相邻两排所述高频振子之间的间隙均对应有所述吸收振子。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述高频阵列包括至少两个所述高频振子，所述高频振子成排设置，所述吸收振子设在所述高频阵列的相对两侧且与一排所述高频振子同排设置。

6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述高频振子设有至少两排，每排所述高频振子的两侧均对应有一个所述吸收振子，使所述高频阵列的相对两侧分别形成一列所述吸收振子。

7.根据权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述高频阵列设有至少两个，至少两个所述高频阵列呈间隔成列布置在所述反射板上，每个所述高频阵列的相对两侧均对应有所述吸收振子，以在所有所述高频阵列的相对两侧形成两列所述吸收振子。

8.根据权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述反射板设有第一边界板和第二边界板，所述第一边界板和所述第二边界板位于所述反射板的相对两侧，至少一个所述吸收振子位于所述第一边界板和所述高频阵列之间，至少一个所述吸收振子位于所述第二边界板和所述高频阵列之间。

9.根据权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述吸收振子包括第一馈电板、第一馈电柱和第一辐射臂，所述第一馈电板与所述反射板固定，所述第一馈电柱设有至少两个，所述第一馈电柱的两端分别与所述第一馈电板和所述第一辐射臂连接，以使所述第一辐射臂与所述反射板之间呈预设间距设置；所述第一辐射臂设有镂空结构；

或所述吸收振子包括第二馈电板、第二馈电柱、第二辐射臂、安装支架和引向片，所述第二馈电板与所述反射板固定，所述第二馈电柱设有至少两个，所述第二馈电柱的两端分别与所述第二馈电板和所述第二辐射臂连接，所述安装支架设在所述第二辐射臂上并用于将所述引向片安装在所述第二辐射臂的上方。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的天线。

Images