CN113300089A - 低频振子、天线阵列与天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一种低频振子、天线阵列与天线装置，低频振子包括巴伦馈电部以及辐射板。巴伦馈电部设有用于传输不同极化方向信号的两个巴伦馈电线。巴伦馈电线包括变换段与功分段。变换段与功分段电性连接。与第一方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

Description

低频振子、天线阵列与天线装置

技术领域

本发明涉及天线通信技术领域，特别是涉及一种低频振子、天线阵列与天线装置。

背景技术

随着移动通信领域技术飞速发展，通信基站对天线的指标要求越来越高；而目前移动通信多制式运营以及基站选址困难的现状，就使得多频电调天线成为基站的首选，由于所占用的空间更小、重量更轻，所以更窄截面的多频电调天线更能体现其优势。传统地，多频电调天线采用的是高频辐射单元(简称为高频振子)与低频辐射单元(简称为低频振子)嵌套组合设置方式或者并列排布的设置形式实现其性能。

其中，对于高低频振子(指的是高频振子与低频振子)为并列排布的设置方式，由于高低频振子之间的互耦较大，高低频振子之间的间距要设置得比较大才能实现其较好的指标，故天线的尺寸往往比较大。尤其是当低频振子为中馈半波振子时，低频波束宽度离散、交叉极化比差，高频波束离散、形变大、交叉极化比差等都会造成增益损失，相对嵌套组合设置方式的高低频振子而言，在指标的实现上存在显著劣势。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种低频振子、天线阵列与天线装置，它能够使得方向图指标更优，电路更好。

其技术方案如下：一种低频振子，所述低频振子包括：巴伦馈电部，所述巴伦馈电部设有用于传输不同极化方向信号的两个巴伦馈电线，所述巴伦馈电线包括变换段与功分段，所述变换段与所述功分段电性连接；以及辐射板，所述辐射板包括面向所述巴伦馈电部的馈电面以及背离于所述巴伦馈电部的辐射面；所述馈电面上设有沿着第一方向设置的两个耦合馈电线，以及沿着第二方向设置的两个耦合馈电线；所述第一方向与所述第二方向相互垂直设置；其中一个所述功分段分别与沿着所述第一方向设置的两个所述耦合馈电线电性连接，另一个所述功分段分别与沿着所述第二方向设置的两个所述耦合馈电线电性连接；所述辐射面上设有沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂，以及沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂，四个所述耦合辐射臂相互连接并呈十字交叉布置，沿着所述第一方向设置的两个所述耦合辐射臂分别与沿着第一方向设置的两个所述耦合馈电线对应耦合连接，沿着所述第二方向设置的两个所述耦合辐射臂分别与沿着第二方向设置的两个所述耦合馈电线对应耦合连接；所述辐射面上还设有位于四个所述耦合辐射臂外围的八个辐射带线，所述辐射面的每个侧部设有两个所述辐射带线，一个所述耦合辐射臂与两个所述辐射带线对应连接。

上述的低频振子，工作时，其中一个巴伦馈电线将其中一个极化方向的电磁波信号通过功分段传输给沿着第一方向设置的两个耦合馈电线，沿着第一方向设置的两个耦合馈电线与沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂藕接，即能将其中一个极化方向的电磁波信号传输给沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂，沿着第一方向设置的其中一个耦合辐射臂将其中一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线，沿着第一方向设置的另一个耦合辐射臂将其中一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线，如此便能实现其中一个极化方向的电磁波信号的辐射与接收(接收与辐射方向相反)；同样地，另一个巴伦馈电线将另一个极化方向的电磁波信号通过功分段传输给沿着第二方向设置的两个耦合馈电线，沿着第二方向设置的两个耦合馈电线与沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂藕接，即能将另一个极化方向的电磁波信号传输给沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂，沿着第二方向设置的其中一个耦合辐射臂将另一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线，沿着第二方向设置的另一个耦合辐射臂将另一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线，如此便能实现另一个极化方向的电磁波信号的辐射与接收。如此可见，与第一方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

在其中一个实施例中，所述低频振子还包括固定底座；所述固定底座设有用于传输不同极化方向信号的两个底座馈电线，所述巴伦馈电部设置于所述固定底座上，两个所述巴伦馈电线与两个所述底座馈电线对应电性连接，所述变换段还与对应的所述底座馈电线电性连接。

在其中一个实施例中，所述固定底座为第一PCB板，所述底座馈电线为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于所述第一PCB板上；所述巴伦馈电部为第二PCB板，所述巴伦馈电线为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于所述第二PCB板上；所述辐射板为第三PCB板，所述耦合馈电线、所述耦合辐射臂与所述辐射带线均为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于所述第三PCB板上。

在其中一个实施例中，所述耦合馈电线包括包括第一耦合带线段、连接段与第二耦合带线段；所述第一耦合带线段的一端与所述功分段电性连接，所述第一耦合带线段的另一端通过所述连接段与所述第二耦合带线段的一端电性连接；所述第二耦合带线段的另一端为自由端，所述第一耦合带线段与所述第二耦合带线段平行间隔设置。

在其中一个实施例中，所述辐射带线包括至少一个曲折段，所述曲折段为U形曲折段、S形曲折段、Z形曲折段或W形曲折段。

在其中一个实施例中，所述曲折段为曲折微带线，所述曲折段的线宽为0.5mm-1.2mm；所述曲折段的线长为3mm-18mm。

在其中一个实施例中，用于传输其中一个极化方向信号的所述辐射带线设有第一端部，用于传输另一个极化方向信号的所述辐射带线设有第二端部，所述第一端部与其相邻的所述第二端部并列间隔设置。

在其中一个实施例中，所述辐射带线沿着所述辐射面的边缘布置，所述辐射面的其中一个相对两侧边上布置有用于传输其中一极化方向信号的四个辐射带线，所述辐射面的另一个相对两侧边上布置有用于传输另一极化方向信号的四个辐射带线。

在其中一个实施例中，所述辐射面上其中一个侧边上的两个辐射带线与所述辐射面另一个相对侧边上的两个辐射带线对称布置；沿着所述第一方向设置的两个所述耦合辐射臂垂直于所述辐射面的其中一个侧边的中间位置，沿着所述第二方向设置的两个所述耦合辐射臂垂直于所述辐射面的另一个侧边的中间位置。

在其中一个实施例中，所述辐射面的侧边的长度为为L，L为0.3λ-0.6λ；所述巴伦馈电部远离于所述馈电面的一端至与所述馈电面相接触的一端的长度为H,H为0.2λ-0.3λ；其中，λ为所述的低频振子的辐射频段的中心频点的波长。

一种天线阵列，所述天线阵列包括所述的低频振子，还包括高频振子，所述低频振子与所述高频振子并列间隔地设置于反射底板上。

上述的天线阵列，与第一方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

一种天线装置，所述天线装置包括所述的低频振子。

上述的天线装置，与第一方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂相连的共有四个辐射带线，该四个辐射带线并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

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。

图1为本发明一实施例的低频振子的其中一视角结构示意图；

图2为本发明一实施例的低频振子的另一视角结构示意图；

图3为图2中隐藏掉其中一个第二PCB板时的结构示意图；

图4为本发明一实施例的低频振子的固定底座的结构示意图；

图5为传统的一实施例的天线阵列的结构示意图；

图6为本发明一实施例的天线阵列的结构示意图；

图7为如图5所示的天线阵列的单元水平面方向图；

图8为如图6所示的天线阵列的单元水平面方向图；

图9为如图5所示的天线阵列的单元方向性系数仿真图；

图10为如图6所示的天线阵列的单元方向性系数仿真图；

图11为如图5所示的天线阵列的下高频水平面方向图；

图12为如图6所示的天线阵列的下高频水平面方向图；

图13为如图5所示的天线阵列的下高频垂直面方向图；

图14为如图6所示的天线阵列的下高频垂直面方向图。

10、巴伦馈电部；11、巴伦馈电线；111、变换段；112、功分段；12、第二PCB板；20、辐射板；21、馈电面；211、耦合馈电线；2111、第一耦合带线段；2112、连接段；2113、第二耦合带线段；2114、第一耦合馈电线；2115、第二耦合馈电线；2116、第三耦合馈电线；2117、第四耦合馈电线；22、辐射面；221、耦合辐射臂；2211、第一耦合辐射臂；2212、第二耦合辐射臂；2213、第三耦合辐射臂；2214、第四耦合辐射臂；2215、镂空口；222、辐射带线；2221、曲折段；2222、第一端部；2223、第二端部；2224、第一辐射带线；2225、第二辐射带线；2226、第三辐射带线；2227、第四辐射带线；30、固定底座；31、底座馈电线；40、低频振子；50、高频振子；60、反射底板。

具体实施方式

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。

参阅图1至图3，图1示出了本发明一实施例的低频振子的其中一视角结构示意图，图2示出了本发明一实施例的低频振子的另一视角结构示意图，图3示出了图2中隐藏掉其中一个第二PCB板12时的结构示意图。本发明一实施例提供的一种低频振子，低频振子包括巴伦馈电部10以及辐射板20。巴伦馈电部10设有用于传输不同极化方向信号的两个巴伦馈电线11。巴伦馈电线11包括变换段111与功分段112。变换段111与功分段112电性连接。

辐射板20包括面向巴伦馈电部10的馈电面21以及背离于巴伦馈电部10的辐射面22。馈电面21上设有沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211，以及沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211。第一方向与第二方向相互垂直设置。第一方向如图中S1所示，第二方向如图中的S2所示。其中一个功分段112分别与沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211电性连接，另一个功分段112分别与沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211电性连接。辐射面22上设有沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂221，以及沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂221，四个耦合辐射臂221相互连接并呈十字交叉布置。沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂221分别与沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211对应耦合连接，沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂221分别与沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211对应耦合连接。辐射面22上还设有位于四个耦合辐射臂221外围的八个辐射带线222，辐射面22的每个侧部设有两个辐射带线222，一个耦合辐射臂221与两个辐射带线222对应连接。

需要说明的是，四个耦合辐射臂221相互连接并呈十字交叉布置指的是，四个耦合辐射臂221的其中一端均相互连接在一起，另一端向外辐射，从而形成如图2或图3所示的十字交叉状。

上述的低频振子，工作时，其中一个巴伦馈电线11将其中一个极化方向的电磁波信号通过功分段112传输给沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211，沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211与沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂221藕接，即能将其中一个极化方向的电磁波信号传输给沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂221，沿着第一方向设置的其中一个耦合辐射臂221将其中一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线222，沿着第一方向设置的另一个耦合辐射臂221将其中一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线222，如此便能实现其中一个极化方向的电磁波信号的辐射与接收(接收与辐射方向相反)；同样地，另一个巴伦馈电线11将另一个极化方向的电磁波信号通过功分段112传输给沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211，沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211与沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂221藕接，即能将另一个极化方向的电磁波信号传输给沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂221，沿着第二方向设置的其中一个耦合辐射臂221将另一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线222，沿着第二方向设置的另一个耦合辐射臂221将另一个极化方向的电磁波信号传输给与其相连的两个辐射带线222，如此便能实现另一个极化方向的电磁波信号的辐射与接收。如此可见，与第一方向设置的两个耦合辐射臂221相连的共有四个辐射带线222，该四个辐射带线222并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂221相连的共有四个辐射带线222，该四个辐射带线222并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

其中，功分段112由于分别与两个耦合馈电线211电性连接，作用是将输入信号分成两个支路分别输入给两个耦合馈电线211，变换段111的作用是将巴伦馈电部10与底座馈电线31进行匹配，以达到阻抗匹配的目的。在本实施方案中，功分段112的两个支路功率比为1：1，长度为等长。当然，在针对不同的使用场景中，功分段112的两个支路功率比可为其它比值，例如1:3，1:4等等，长度可为针对不同的相位差设置不同的长度，其都在本实施例的保护范围内。

需要说明的是，一个耦合辐射臂221与两个辐射带线222对应连接指的是，请参阅图1，四个耦合辐射臂221分别为第一耦合辐射臂2211、第二耦合辐射臂2212、第三耦合辐射臂2213以及第四耦合辐射臂2214。八个辐射带线222分别为两个第一辐射带线2224、两个第二辐射带线2225、两个第三辐射带线2226以及两个第四辐射带线2227。两个第一辐射带线2224设置于辐射面22的其中一侧部，两个第一辐射带线2224均与第一耦合辐射臂2211的一端电性连接，即第一耦合辐射臂2211与两个第一辐射带线2224对应电性连接。两个第二辐射带线2225设置于辐射面22的另一侧部，两个第二辐射带线2225均与第二耦合辐射臂2212的一端电性连接，即第二耦合辐射臂2212与两个第二辐射带线2225对应电性连接。两个第三辐射带线2226设置于辐射面22的又一侧部，两个第三辐射带线2226均与第三耦合辐射臂2213的一端电性连接，即第三耦合辐射臂2213与两个第三辐射带线2226对应电性连接。两个第四辐射带线2227设置于辐射面22的再一侧部，两个第四辐射带线2227均与第四耦合辐射臂2214的一端电性连接，即第四耦合辐射臂2214与两个第四辐射带线2227对应电性连接。

其中，第一耦合辐射臂2211与第二耦合辐射臂2212沿着第一方向设置，也即第一耦合辐射臂2211与第二耦合辐射臂2212与沿着第一方向设置的巴伦馈电线11耦合连接，第一耦合辐射臂2211、第二耦合辐射臂2212、两个第一辐射带线2224以及两个第二辐射带线2225用于传输其中一个极化方向信号。此外，第三耦合辐射臂2213与第四耦合辐射臂2214沿着第二方向设置，也即第三耦合辐射臂2213与第四耦合辐射臂2214与沿着第二方向设置的巴伦馈电线11耦合连接，第三耦合辐射臂2213、第四耦合辐射臂2214、两个第三辐射带线2226以及两个第四辐射带线2227用于传输另一个极化方向信号。

进一步地，为了便于第一耦合辐射臂2211分别与两个第一辐射带线2224电性连接，第一耦合辐射臂2211上设有镂空口2215，镂空口2215使得第一耦合辐射臂2211形成两个辐射臂分体，两个辐射臂分体与两个第一辐射带线2224对应电性连接。第二耦合辐射臂2212、第三耦合辐射臂2213以及第四耦合辐射臂2214类似设置，在此不进行赘述。

请参阅图1与图2，此外，沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211分别为第一耦合馈电线2114与第二耦合馈电线2115，沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211分别为第三耦合馈电线2116与第四耦合馈电线2117。沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂221分别与沿着第一方向设置的两个耦合馈电线211对应耦合连接具体指的是第一耦合辐射臂2211与第一耦合馈电线2114位置相对应，即分别布置在辐射板20的两个侧表面的同一位置上，实现耦合连接；第二耦合辐射臂2212与第二耦合馈电线2115位置相对应。同样地，沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂221分别与沿着第二方向设置的两个耦合馈电线211对应耦合连接具体指的是，第三耦合辐射臂2213与第三耦合馈电线2116位置相对应，第四耦合辐射臂2214与第四耦合馈电线2117位置相对应。

请参阅图1至图4，图4示出了本发明一实施例的低频振子的固定底座30的结构示意图。进一步地，低频振子还包括固定底座30。固定底座30设有用于传输不同极化方向信号的两个底座馈电线31。巴伦馈电部10设置于固定底座30上，两个巴伦馈电线11与两个底座馈电线31对应电性连接，变换段111还与对应的底座馈电线31电性连接。如此，固定底座30对巴伦馈电部10起到支撑作用，并通过两个底座馈电线31将两个不同极化方向信号对应传输给两个巴伦馈电线11。

需要说明的是，用于传输不同极化方向信号的两个底座馈电线31指的是，其中一个底座馈电线31用于传输+45°极化方向信号，另一个底座馈电线31用于传输-45°极化方向信号。同样地，用于传输不同极化方向信号的两个巴伦馈电线11指的是，其中一个巴伦馈电线11用于传输+45°极化方向信号，另一个巴伦馈电线11用于传输-45°极化方向信号。此外，两个巴伦馈电线11与两个底座馈电线31对应电性连接指的是，根据极化方向来将巴伦馈电线11与底座馈电线31进行连接，即用于传输+45°极化方向信号的底座馈电线31与用于传输+45°极化方向信号的巴伦馈电线11电性连接，用于传输-45°极化方向信号的底座馈电线31与用于传输-45°极化方向信号的巴伦馈电线11电性连接。

在一个实施例中，固定底座30为第一PCB板，底座馈电线31为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于第一PCB板上。巴伦馈电部10为第二PCB板12，巴伦馈电线11为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于第二PCB板12上。辐射板20为第三PCB板，耦合馈电线211、耦合辐射臂221与辐射带线222均为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于第三PCB板上。如此，固定底座30、巴伦馈电部10及辐射板20均具体采用PCB板，并相互组装在一起，能实现低频振子的体积小型化，并能便于批量生产制造，成本低廉。

进一步地，再参阅2与图3，第二PCB板12具体例如为两个，两个第二PCB板12相互垂直，并呈十字交叉布置。两个巴伦馈电线11一一对应地设置于两个第二PCB板12上。

需要说明的是，固定底座30、巴伦馈电部10及辐射板20也不限于采用PCB板的形式，也可以采用其它结构形式。例如，对于固定底座30而言，底座馈电线31不限于是通过上述的印刷电镀、粘贴及溅镀的设置方式，还可以通过其它方式，具体例如机械连接的方式设置于其它介质体上。

还需要说明的是，作为一个示例，辐射板20具体为一块第三PCB板，馈电面21与辐射面22分别为第三PCB板的两个相对侧表面。在另一个实施例中，辐射板20也不限于是一块第三PCB板，例如可以相互叠置设置的两个第三PCB板，馈电面21设置于位于下方的第三PCB板上，辐射面22设置于位于上方的第三PCB板上。

参阅图3，在一个实施例中，耦合馈电线211包括包括第一耦合带线段2111、连接段2112与第二耦合带线段2113。第一耦合带线段2111的一端与功分段112电性连接，第一耦合带线段2111的另一端通过连接段2112与第二耦合带线段2113的一端电性连接。第二耦合带线段2113的另一端为自由端，第一耦合带线段2111与第二耦合带线段2113平行间隔设置。如此，耦合馈电线211呈U形状，能增加电长度。

可以理解的是，第一耦合带线段2111与第二耦合带线段2113在生产加工过程中，因加工精度存在一些差异，可以允许存在一些+-5°的偏差，即第一耦合带线段2111与第二耦合带线段2113之间的夹角为175°至185°时也在本实施例的保护范围内。

还需要说明的是，耦合馈电线211也不限于上述的第一耦合带线段2111、连接端及第二耦合带线段2113，例如可以是耦合馈电线211为Z字形弯折状，当然还可以是其它的设置形式，只要耦合馈电线211的整体上为沿着第一方向设置或第二方向设置即可，在此不进行限定。

参阅图1，在一个实施例中，辐射带线222包括至少一个曲折段2221。曲折段2221为U形曲折段、S形曲折段、Z形曲折段或W形曲折段。

如此，当高频信号穿过辐射带线222时，辐射带线222的曲折段2221上激励出的耦合电流沿着曲折段2221流动，即耦合电流是反向并都是成对出现且可相互抵消的，因此可以减小甚至完全消除辐射带线222上在高频信号的激励作用下产生的相同频率的高频感应电流。这样在高频信号穿过辐射带线222时，辐射带线222上就只能辐射出较少的或者完全不辐射与该高频信号同频率的电磁波信号，有利于改善高频信号增益稳定性、波束宽度、交叉极化比等方向图参数，从而达到部分或者完全透波的效果。

进一步地，由于低频阵子的辐射带线222具有透波效果，在多频阵列天线中，高频的阵列排布受低频阵列的影响就很小，在实现小型化、高增益、低栅瓣的多频天线上具有很明显的优势。

请对比参阅图5与图6，图5示出了传统的一实施例的天线阵列的结构示意图，图6示出了本发明一实施例的天线阵列的结构示意图。对比图5与图6中可以得到，图5中的低频振子40与高频振子50之间的间距相对较远，图6中的低频振子40与高频振子50之间的间距相对较近，从而能实现体积小型化。

需要说明的是，曲折段2221的数量、以及具体形状均可以针对不同的位置不同的频率不同的耦合电流的大小来相应设置，在此不进行限定。例如，参阅本实施例的图1，每个辐射带线222的曲折段2221例如为两个，也可以是一个、三个或其它数量，此外，各曲折段2221的长度与宽度均可以根据实际情况进行设置，在此不进行限定。

需要说明的是，本实施例中的高频指的例如是：1427MHz-2690MHz，以及3300MHz-3800MHz，当然，高频也可以根据实际情况设置为其它范围，在此不进行限定。此外，本实施例中的低频指的例如是：690MHz-960MHz，当然，低频也可以根据实际情况设置为其它范围，在此不进行限定。

参阅图1，在一个实施例中，曲折段2221为曲折微带线，曲折段2221的线宽为0.5mm-1.2mm。此外，曲折段2221的线长为3mm-18mm。

具体而言，曲折段2221的线宽为0.5mm、1mm、1.2mm等等。当然，也可以不限于在0.5mm-1.2mm，可以根据实际情况设置为其它数值大小。同样地，曲折段2221的线长也不限于在0.5mm-1.2mm，也可以根据实际情况设置为其它数值大小。

参阅图1，在一个实施例中，用于传输其中一个极化方向信号的辐射带线222设有第一端部2222，用于传输另一个极化方向信号的辐射带线222设有第二端部2223，第一端部2222与其相邻的第二端部2223并列间隔设置。如此，第一端部2222与第二端部2223的布置形式类似于U形状，类似于上述的曲折段2221，当高频信号穿过辐射带线222的第一端、第二端时，辐射带线222的第一端、第二端上激励出的每对耦合电流都是反向并都是成对出现且可相互抵消的，因此可以减小甚至完全消除辐射带线222上在高频信号的激励作用下产生的相同频率的高频感应电流。这样在高频信号穿过辐射带线222时，辐射带线222上就只能辐射出较少的或者完全不辐射与该高频信号同频率的电磁波信号，有利于改善高频信号增益稳定性、波束宽度、交叉极化比等方向图参数，从而达到部分或者完全透波的效果。

参阅图1，在一个实施例中，辐射带线222沿着辐射面22的边缘布置，辐射面22的其中一个相对两侧边上布置有用于传输其中一极化方向信号的四个辐射带线222，辐射面22的另一个相对两侧边上布置有用于传输另一极化方向信号的四个辐射带线222。

参阅图1，在一个实施例中，辐射面22上其中一个侧边上的两个辐射带线222与辐射面22另一个相对侧边上的两个辐射带线222对称布置。沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂221垂直于辐射面22的其中一个侧边的中间位置，沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂221垂直于辐射面22的另一个侧边的中间位置。

参阅图2，在一个实施例中，辐射面22的侧边的长度为为L，L为0.3λ-0.6λ；巴伦馈电部10远离于馈电面21的一端至与馈电面21相接触的一端的长度为H,H为0.2λ-0.3λ；其中，λ为低频振子40的辐射频段的中心频点的波长。如此，当L在该取值范围时，以及H在该取值范围时，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势。

参阅图6，在一个实施例中，一种天线阵列，天线阵列包括上述任一实施例的低频振子40，还包括高频振子50，低频振子40与高频振子50并列间隔地设置于反射底板60上。

上述的天线阵列，与第一方向设置的两个耦合辐射臂221相连的共有四个辐射带线222，该四个辐射带线222并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂221相连的共有四个辐射带线222，该四个辐射带线222并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

在一个实施例中，一种天线装置，天线装置包括上述任一实施例的低频振子40。

上述的天线装置，与第一方向设置的两个耦合辐射臂221相连的共有四个辐射带线222，该四个辐射带线222并联形式组合成传输其中一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，与第二方向设置的两个耦合辐射臂221相连的共有四个辐射带线222，该四个辐射带线222并联形式组合成传输另一个极化方向的电磁波信号的辐射单元，能达到并馈振子的目的，在方向图指标的实现上，如增益、水平面波束收敛性、前后比、交叉极化比等都有很大的优势，即能够使得方向图指标更优，电路更好。

为了说明本实施例的天线阵列的性能优于传统的天线阵列的性能，请参阅图7至图14，图7示出了如图5所示的天线阵列的单元水平面方向图，图8示出了如图6所示的天线阵列的单元水平面方向图，图9示出了如图5所示的天线阵列的单元方向性系数仿真图，图10示出了如图6所示的天线阵列的单元方向性系数仿真图，图11示出了如图5所示的天线阵列的下高频水平面方向图，图12示出了如图6所示的天线阵列的下高频水平面方向图，图13示出了如图5所示的天线阵列的下高频垂直面方向图，图14示出了如图6所示的天线阵列的下高频垂直面方向图。

对比图7与图8可知，本实施例中的天线阵列相比于传统天线阵列而言，水平面波束更收敛，交叉极化比更好。对比图9与图10可知，本实施例中的天线阵列相比于传统天线阵列而言，方向性系数更好，增益更高。对比图11与图12可知，本实施例中的天线阵列相比于传统天线阵列而言，方向图形变小、波束一致性以及交叉极化比更好。对比图13与图14可知，方向图波束一致性更好增益更高。

以上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。

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。

Claims (12)

1.一种低频振子，其特征在于，所述低频振子包括：

巴伦馈电部，所述巴伦馈电部设有用于传输不同极化方向信号的两个巴伦馈电线，所述巴伦馈电线包括变换段与功分段，所述变换段与所述功分段电性连接；以及

辐射板，所述辐射板包括面向所述巴伦馈电部的馈电面以及背离于所述巴伦馈电部的辐射面；所述馈电面上设有沿着第一方向设置的两个耦合馈电线，以及沿着第二方向设置的两个耦合馈电线；所述第一方向与所述第二方向相互垂直设置；其中一个所述功分段分别与沿着所述第一方向设置的两个所述耦合馈电线电性连接，另一个所述功分段分别与沿着所述第二方向设置的两个所述耦合馈电线电性连接；所述辐射面上设有沿着第一方向设置的两个耦合辐射臂，以及沿着第二方向设置的两个耦合辐射臂，四个所述耦合辐射臂相互连接并呈十字交叉布置，沿着所述第一方向设置的两个所述耦合辐射臂分别与沿着第一方向设置的两个所述耦合馈电线对应耦合连接，沿着所述第二方向设置的两个所述耦合辐射臂分别与沿着第二方向设置的两个所述耦合馈电线对应耦合连接；所述辐射面上还设有位于四个所述耦合辐射臂外围的八个辐射带线，所述辐射面的每个侧部设有两个所述辐射带线，一个所述耦合辐射臂与两个所述辐射带线对应连接。

2.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，所述低频振子还包括固定底座；所述固定底座设有用于传输不同极化方向信号的两个底座馈电线，所述巴伦馈电部设置于所述固定底座上，两个所述巴伦馈电线与两个所述底座馈电线对应电性连接，所述变换段还与对应的所述底座馈电线电性连接。

3.根据权利要求2所述的低频振子，其特征在于，所述固定底座为第一PCB板，所述底座馈电线为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于所述第一PCB板上；所述巴伦馈电部为第二PCB板，所述巴伦馈电线为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于所述第二PCB板上；所述辐射板为第三PCB板，所述耦合馈电线、所述耦合辐射臂与所述辐射带线均为印刷于、电镀于、粘贴于或溅镀于所述第三PCB板上。

4.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，所述耦合馈电线包括包括第一耦合带线段、连接段与第二耦合带线段；所述第一耦合带线段的一端与所述功分段电性连接，所述第一耦合带线段的另一端通过所述连接段与所述第二耦合带线段的一端电性连接；所述第二耦合带线段的另一端为自由端，所述第一耦合带线段与所述第二耦合带线段平行间隔设置。

5.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，所述辐射带线包括至少一个曲折段，所述曲折段为U形曲折段、S形曲折段、Z形曲折段或W形曲折段。

6.根据权利要求5所述的低频振子，其特征在于，所述曲折段为曲折微带线，所述曲折段的线宽为0.5mm-1.2mm；所述曲折段的线长为3mm-18mm。

7.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，用于传输其中一个极化方向信号的所述辐射带线设有第一端部，用于传输另一个极化方向信号的所述辐射带线设有第二端部，所述第一端部与其相邻的所述第二端部并列间隔设置。

8.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，所述辐射带线沿着所述辐射面的边缘布置，所述辐射面的其中一个相对两侧边上布置有用于传输其中一极化方向信号的四个辐射带线，所述辐射面的另一个相对两侧边上布置有用于传输另一极化方向信号的四个辐射带线。

9.根据权利要求8所述的低频振子，其特征在于，所述辐射面上其中一个侧边上的两个辐射带线与所述辐射面另一个相对侧边上的两个辐射带线对称布置；沿着所述第一方向设置的两个所述耦合辐射臂垂直于所述辐射面的其中一个侧边的中间位置，沿着所述第二方向设置的两个所述耦合辐射臂垂直于所述辐射面的另一个侧边的中间位置。

10.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，所述辐射面的侧边的长度为为L，L为0.3λ-0.6λ；所述巴伦馈电部远离于所述馈电面的一端至与所述馈电面相接触的一端的长度为H，H为0.2λ-0.3λ；其中，λ为所述的低频振子的辐射频段的中心频点的波长。

11.一种天线阵列，其特征在于，所述天线阵列包括如权利要求1至10任意一项所述的低频振子，还包括高频振子，所述低频振子与所述高频振子并列间隔地设置于反射底板上。

12.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括如权利要求1至10任意一项所述的低频振子。

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