CN114336007A - 通信设备、阵列天线及低频振子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信设备、阵列天线及低频振子，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子上后，会在透波单元的导电围框和导电体上均产生电磁感应而产生感应电流，由于导电围框上产生的感应电流能够与导电体上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得透波单元能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够改善高频振子的方向图的畸形。并且，相比传统的减少低频振子在反射板上的投影面积以减少互扰的方式而言，上述实施例的低频振子能够有效的展宽频带宽度。而且，透波单元对于其他频段的电磁波具有抑制作用，从而提高了低频振子与高频振子的隔离度。

Description

通信设备、阵列天线及低频振子

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种通信设备、阵列天线及低频振子。

背景技术

随着5G技术的高速发展，多频段、多制式的振子集成在了同一副天线中，从而导致相互之间的干扰严重。由于低频振子的尺寸通常大于高频振子，为了能够有效利用天面空间，往往在低频振子的下方排布高频振子。高频振子辐射的电磁波照射至低频振子上后，会在低频振子上产生电磁感应，从而激发电磁波辐射，进而使得高频振子的方向图受到两个电磁波的叠加造成方向图畸形。

传统的方式为减少低频振子在反射板上的投影面积以减少互扰，但减小低频振子的投影面积会导致辐射面尺寸减小，导致低频振子的频带宽度无法有效展宽。

发明内容

基于此，有必要针对高频振子方向图畸形的问题，提供一种通信设备、阵列天线及低频振子。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种低频振子，所述低频振子设有透波单元；

其中，所述透波单元包括具有相对的第一表面与第二表面的第一基体、设置于所述第一表面上的导电围框、及设置于所述第二表面的导电体，沿垂直于所述第一表面方向，所述导电体的投影至少有部分落在所述导电围框的围设区域内，所述导电体与所述导电围框耦合配合，使所述导电围框与所述导电体能够激励出相互抵消的感应电流。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述导电围框呈矩形框架，所述导电围框的长度与宽度的比值大于等于2且小于等于3，且所述导电围框的周长为透射频段对应的真空波长。

在其中一个实施例中，所述导电围框的横截宽度为0.5mm～1.2mm。

在其中一个实施例中，所述导电体包括沿所述导电围框的宽度方向间隔设置第一导电带、第二导电带及第三导电带，所述第一导电带、所述第二导电带及所述第三导电带均相互平行设置，所述第一导电带的投影全部落入所述导电围框的围设区域内，沿所述导电围框的长度方向，所述第一导电带与所述导电围框耦合配合；沿所述导电围框的宽度方向，所述第一导电带设置于所述第二导电带与所述第三导电带之间并与所述第二导电带和所述第三导电带均电性连接，且所述第二导电带及所述第三导电带均与所述导电围框间隔设置并耦合配合。

在其中一个实施例中，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影及所述第三导电带的投影均完全落入所述导电围框的围设区域内；沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带及所述第三导电带与所述第一导电带的间距均为L₁，所述第二导电带与最近的导电围框的间距及所述第三导电带与最近的导电围框的间距均为L₂，其中，L₁＝L₂，且1mm≤L₁≤1.2mm。

在其中一个实施例中，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影及所述第三导电带的投影均完全落入所述导电围框的围设区域外；沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带与最近的导电围框的间距为L₃，所述第三导电带与最近的导电围框的间距为L₄，其中，L₃＝L₄，且1mm≤L₃≤1.2mm。

在其中一个实施例中，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域内，所述第三导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域外，沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带与所述第一导电带的间距为L₈，所述第二导电带与最近的所述导电围框的间距为L₉，所述第三导电带与最近的所述导电围框的间距为L₁₀，其中，L₈＝L₉＝L₁₀，且1mm≤L₈≤1.2mm；或者沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域外，所述第三导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域内，沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带与最近的所述导电围框的间距为L₁₁，所述第三导电带与所述第一导电带的间距为L₁₂，所述第三导电带与最近的所述导电围框的间距为L₁₃，其中，L₁₁＝L₁₂＝L₁₃，且1mm≤L₁₁≤1.2mm。

在其中一个实施例中，所述第一导电带的长度为L₅，所述第一导电带的宽度为D₁，所述导电围框的长度为L₆，所述第二导电带及所述第三导电带的长度均为L₇，且0.75L₆≤L₅≤0.9L₆，D₁＝0.4L₅，L₇＝0.8L₅。

在其中一个实施例中，所述第一导电带上设有预设镂空面积的镂空槽，所述镂空槽能够调节所述透波单元的谐振频率。

在其中一个实施例中，所述低频振子包括辐射部，所述辐射部包括两组极化正交的偶极子，每组所述偶极子包括两个对称设置的辐射臂，其中，至少三个依次首尾电性连接的所述透波单元配合形成所述辐射臂。

在其中一个实施例中，沿每组所述偶极子的对角线方向，所述辐射臂的对角线的长度为所述低频振子工作中心频率对应波长的0.22倍～0.25倍。

在其中一个实施例中，所述低频振子还包括中间导电单元，每个所述辐射臂上，相邻的两个所述透波单元通过所述中间导电单元电性连接。

在其中一个实施例中，所述中间导电单元包括具有所述第一表面与所述第二表面的第二基体、设置于所述第一表面与所述第二表面其中一个的辅助导电围框、及设置于所述第一表面与所述第二表面另外一个的辅助导电体，所述辅助导电体的投影全部落在所述辅助导电围框的围设区域内，且所述辅助导电体与所述辅助导电围框耦合配合。

在其中一个实施例中，所述低频振子包括两组极化正交的偶极子、及两个正交设置的馈电巴伦，两个所述馈电巴伦与两组所述偶极子一一对应馈电连接,且至少有一个所述馈电巴伦设有所述透波单元。

在其中一个实施例中，两个所述馈电巴伦均包括接地金属条及用于与馈电网络电性连接的平衡馈电条，所述平衡馈电条的正投影落在所述平衡馈电条上，所述透波单元设置于所述平衡馈电条的上方。

另一方面，提供了一种阵列天线，包括反射板、高频振子及所述低频振子，所述低频振子及所述高频振子共用所述反射板。

再一方面，提供了一种通信设备，包括所述的阵列天线。

上述实施例的通信设备、阵列天线及低频振子，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子上后，会在透波单元的导电围框和导电体上均产生电磁感应而产生感应电流，由于导电围框上产生的感应电流能够与导电体上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得透波单元能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够改善高频振子的方向图的畸形。并且，相比传统的减少低频振子在反射板上的投影面积以减少互扰的方式而言，上述实施例的低频振子能够有效的展宽频带宽度。而且，透波单元对于其他频段的电磁波具有抑制作用，从而提高了低频振子与高频振子的隔离度。

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为一个实施例的低频振子的结构示意图；

图2为图1的低频振子一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图3为图1的低频振子另一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图4为图1的低频振子又一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图5为图1的低频振子的透波单元一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图6为图5的低频振子的透波单元上的感应电流的流向图；

图7为图1的低频振子的透波单元另一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图8为图7的低频振子的透波单元上的感应电流的流向图；

图9为图1的低频振子的透波单元再一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图10为图9的低频振子的透波单元上的感应电流的流向图；

图11为图1的低频振子的透波单元又一个实施例的辐射臂的结构示意图；

图12为图11的低频振子的透波单元上的感应电流的流向图；

图13为图1的低频振子一馈电巴伦的结构示意图；

图14为图1的低频振子另一馈电巴伦一表面的结构示意图；

图15至图17分别为图1的低频振子被30°、60°、90°高频电磁波入射波照射的性能指标图；

图18为传统的低频振子和图1的低频振子对应的高频振子的方向图；

图19为图1的低频振子的驻波图；

图20为图1的低频振子的隔离图。

附图标记说明：

100、低频振子；110、透波单元；111、导电围框；112、导电体；1121、第一导电带；1122、第二导电带；1123、第三导电带；1124、镂空槽；113、第一基体；120、辐射部；121、辐射臂；130、中间导电单元；131、辅助导电围框；132、辅助导电体；140、馈电巴伦；141、接地金属条；142、平衡馈电条；143、基板；200、反射板。

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。

在一个实施例中，提供了一种阵列天线，包括反射板200、高频振子及低频振子100。其中，高频振子和低频振子100共用同一个块反射板200。如此，可以将高频振子和低频振子100均以阵列的方式固设在反射板200上，从而使得阵列天线满足多频段要求。

具体地，低频振子100的辐射臂121的下方排布着高频振子，并且，相邻的两列高频振子之间设有低频振子100。

需要进行说明的是，阵列天线还可以包括用于对高频振子和低频振子100进行馈电的馈电网络等结构，由于其可以采用现有的结构，在此不再赘述。

如图1所示，可选地，低频振子100设有透波单元110。

如图5至图12所示，具体地，透波单元110包括第一基体113、导电围框111和导电体112。

其中，第一基体113可以采用玻璃纤维、塑料、FR4等材质制得，第一基体113具有相对的第一表面与第二表面。

其中，导电围框111可以采用电镀等方式设置在第一表面上。

其中，导电体112可以采用电镀等方式设置在第二表面上。

此外，沿垂直于第一表面方向，导电体112的投影至少有部分落在导电围框111的围设区域内，并且，导电体112与导电围框111耦合配合，使导电围框111与导电体112能够激励出相互抵消的感应电流。

上述实施例的低频振子100，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，会在透波单元110的导电围框111和导电体112上均产生电磁感应而产生感应电流，由于导电围框111上产生的感应电流能够与导电体112上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得透波单元110能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够改善高频振子的方向图的畸形。并且，相比传统的减少低频振子100在反射板200上的投影面积以减少互扰的方式而言，上述实施例的低频振子100能够有效的展宽频带宽度。而且，透波单元110对于其他频段的电磁波具有抑制作用，从而提高了低频振子100与高频振子的隔离度。

其中，可以是第一表面为背离反射板200的一面，第二表面为朝向反射板200的一面；也可以是第一表面为朝向反射板200的一面，第二表面为背离反射板200的一面。如此，将导电围框111和导电体112分别设置在第一基体113的相对的两个表面上，从而能够根据实际的使用需要更加灵活的调节导电围框111的尺寸和导电体112的尺寸，进而可以使得导电围框111和导电体112分别产生的感应电流能够更好的相互抵消。

其中，导电围框111为中间空腔而四周封闭的框体结构，导电围框111可以采用铝箔、铜箔等金属材质。

可选地，导电围框111呈矩形框架。如此，便于对导电围框111进行加工。

并且，导电围框111的长度(如图5的L₆所示)与宽度(如图5的D所示)的比值大于等于2且小于等于3，而且，导电围框111的周长为透射频段对应的真空波长。如此，使得呈矩形框架结构的导电围框111在长度方向和宽度方向上产生的感应电流能够与导电体112在长度方向和宽度方向上产生的感应电流相互抵消。

由于导电围框111的横截宽度(如图5的B所示)过小时会呈现较高的电感特性，对低频振子100的阻抗匹配不利，影响低频振子100的工作带宽，而导电围框111的横截宽度过大时则容易造成高频振子的电磁波照射至透波单元110上后引起过强的表面波而影响透射效果。

可选地，导电围框111的横截宽度为0.5mm～1.2mm。如此，既能够避免呈现较高的电感特性，也能避免引起过强的表面波。

具体地，导电围框111在长度方向(如图5的C方向所示)上的横截宽度和在宽度方向(如图5的A方向所示)上的横截宽度相同。

其中，导电体112可以采用铝箔、铜箔等金属材质。

如图5至图12所示，可选地，沿导电围框111的宽度方向，导电体112包括间隔设置第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123。

其中，第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123优选为均呈矩形。并且，第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123相互平行设置。如此，第二导电带1122及第三导电带1123能够调整在不同角度高频入射波透波单元110的插损，有利于提高高频振子组成的阵列的增益。

如图5至图12所示，具体地，第一导电带1121的投影全部落入导电围框111的围设区域内，沿导电围框111的长度方向，第一导电带1121与导电围框111耦合配合。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，第一导电带1121的左右两侧均产生感应电流，导电围框111的左右两侧也相应产生感应电流，第一导电带1121左右两侧产生的感应电流的流动方向与导电围框111左右两侧产生的感应电流的流动方向相反，从而使得第一导电带1121左右两侧产生的感应电流与导电围框111左右两侧产生的感应电流相互抵消。

如图6、图8、图10及图12所示，更具体地，导电围框111的左侧产生向下的感应电流，第一导电带1121的左侧产生向上的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。同时，导电围框111的右侧产生向上的感应电流，第一导电带1121的右侧产生向下的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

如图5至图12所示，可选地，沿导电围框111的宽度方向，第一导电带1121设置于第二导电带1122与第三导电带1123之间并与第二导电带1122和第三导电带1123均电性连接，并且，第二导电带1122及第三导电带1123均与导电围框111间隔设置并耦合配合。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的上下两侧产生感应电流，第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123相应也产生感应电流，使得第一导电带1121的上下两侧、第二导电带1122及第三导电带1123上产生的感应电流能够与导电围框111的上下两侧产生的感应电流相互抵消。

如图5及图6所示，在一个实施例中，沿垂直于第一表面方向，第二导电带1122的投影及第三导电带1123的投影均完全落入导电围框111的围设区域内。如此，使得第二导电带1122及第三导电带1123分别与第一导电带1121的上下两侧产生感应电流，同时，第二导电带1122和第三导电带1123分别与导电围框111的上下两侧也产生感应电流，进而使得各个感应电流相互抵消。

如图5所示，其中，沿导电围框111的宽度方向，第二导电带1122与第一导电带1121的间距为L₁，第二导电带1122与最近的导电围框111的间距为L₂，并且，第三导电带1123与第一导电带1121的间距为L₁，第三导电带1123与最近的导电围框111的间距为L₂。其中，L₁＝L₂，且1mm≤L₁≤1.2mm。如此，保证导电围框111、第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123之间的间距合适，使得产生的感应电流能够更好的进行抵消。

如图5所示，具体地，第二导电带1122位于导电围框111的上侧与第一导电带1121的上侧之间，则第二导电带1122与最近的导电围框111的间距即为第二导电带1122与导电围框111的上侧之间的间距。如图6所示，如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的上侧产生向左的感应电流，第二导电带1122的上侧产生向右的感应电流，第二导电带1122的下侧产生向左的感应电流，第一导电带1121的上侧产生向右的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

如图5所示，具体地，第三导电带1123位于导电围框111的下侧与第一导电带1121的下侧之间，则第三导电带1123与最近的导电围框111的间距即为第三导电带1123与导电围框111的下侧之间的间距。如图6所示，如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的下侧产生向右的感应电流，第三导电带1123的下侧产生向左的感应电流，第三导电带1123的上侧产生向右的感应电流，第一导电带1121的下侧产生向左的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

如图7及图8所示，在一个实施例中，沿垂直于第一表面方向，第二导电带1122的投影及第三导电带1123的投影均完全落入导电围框111的围设区域外。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，使得第二导电带1122及第三导电带1123分别与导电围框111的上下两侧产生感应电流，同时，第一导电带1121与导电围框111的上下两侧也产生感应电流，进而使得各个感应电流相互抵消。

如图5所示，其中，沿导电围框111的宽度方向，第二导电带1122与最近的导电围框111的间距为L₃，第三导电带1123与最近的导电围框111的间距为L₄，其中，L₃＝L₄，且1mm≤L₃≤1.2mm。如此，保证导电围框111、第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123之间的间距合适，使得产生的感应电流能够更好的进行抵消。

如图8所示，具体地，第二导电带1122位于导电围框111的上侧的外侧。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的上侧产生向左的感应电流，第二导电带1122的下侧产生向右的感应电流，第一导电带1121的上侧产生向右的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

如图8所示，具体地，第三导电带1123位于导电围框111的下侧的外侧。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的下侧产生向右的感应电流，第三导电带1123的上侧产生向左的感应电流，第一导电带1121的下侧产生向左的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

此外，沿垂直于第一表面方向，第二导电带1122的投影及第三导电带1123的投影均完全落入导电围框111的围设区域外时，还可以通过延长第二导电带1122的长度和第三导电带1123的长度的方式以匹配耦合度，保证各个感应电流能够相互抵消。

如图9所示，在一个实施例中，沿垂直于第一表面方向，第二导电带1122的投影完全落入导电围框111的围设区域内，如此，使得第二导电带1122与第一导电带1121的上侧及导电围框111的上侧均产生感应电流。并且，第三导电带1123的投影完全落入导电围框111的围设区域外。如此，使得第三导电带1123及第一导电带1121的下侧均与导电围框111的下侧产生感应电流。同时，各个感应电流相互抵消。

如图9所示，其中，沿导电围框111的宽度方向，第二导电带与第一导电带的间距为L₈，第二导电带与最近的导电围框的间距为L₉，第三导电带与最近的导电围框的间距为L₁₀，其中，L₈＝L₉＝L₁₀，且1mm≤L₈≤1.2mm。如此，保证导电围框111、第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123之间的间距合适，使得产生的感应电流能够更好的进行抵消。

如图9所示，具体地，第二导电带1122位于导电围框111的上侧与第一导电带1121的上侧之间，则第二导电带1122与最近的导电围框111的间距即为第二导电带1122与导电围框111的上侧之间的间距。如图10所示，如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的上侧产生向左的感应电流，第二导电带1122的上侧产生向右的感应电流，第二导电带1122的下侧产生向左的感应电流，第一导电带1121的上侧产生向右的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

如图10所示，具体地，第三导电带1123位于导电围框111的下侧的外侧。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的下侧产生向右的感应电流，第三导电带1123的上侧产生向左的感应电流，第一导电带1121的下侧产生向左的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

此外，沿垂直于第一表面方向，第三导电带1123的投影完全落入导电围框111的围设区域外时，还可以通过延长第三导电带1123的长度的方式以匹配耦合度，保证各个感应电流能够相互抵消。

如图11及图12所示，在一个实施例中，沿垂直于第一表面方向，第二导电带1122的投影完全落入导电围框111的围设区域外，如此，使得第二导电带1122及第一导电带1121的上侧均与导电围框111的上侧产生感应电流。并且，第三导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域内。如此，使得第三导电带1123与第一导电带1121的下侧及导电围框111的下侧均产生感应电流。同时，各个感应电流相互抵消。

如图11所示，其中，沿导电围框111的宽度方向，第二导电带1122与最近的导电围框111的间距为L₁₁，第三导电带1123与第一导电带1121的间距为L₁₂，第三导电带1123与最近的导电围框111的间距为L₁₃，其中，L₁₁＝L₁₂＝L₁₃，且1mm≤L₁₁≤1.2mm。如此，保证导电围框111、第一导电带1121、第二导电带1122及第三导电带1123之间的间距合适，使得产生的感应电流能够更好的进行抵消。

如图12所示，具体地，第二导电带1122位于导电围框111的上侧的外侧。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的上侧产生向左的感应电流，第二导电带1122的下侧产生向右的感应电流，第一导电带1121的上侧产生向右的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

如图12所示，具体地，第三导电带1123位于导电围框111的下侧与第一导电带1121的下侧之间，则第三导电带1123与最近的导电围框111的间距即为第三导电带1123与导电围框111的下侧之间的间距。如图12所示，如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，导电围框111的下侧产生向右的感应电流，第三导电带1123的下侧产生向左的感应电流，第三导电带1123的上侧产生向右的感应电流，第一导电带1121的下侧产生向左的感应电流，并且，各个感应电流能够相互抵消。

此外，沿垂直于第一表面方向，第二导电带1122的投影完全落入导电围框111的围设区域外时，还可以通过延长第二导电带1122的长度的方式以匹配耦合度，保证各个感应电流能够相互抵消。

另外，为了保证各个感应电流能够相互抵消。

如图5所示，可选地，第一导电带1121的长度为L₅，第一导电带1121的宽度为D₁，导电围框111的长度为L₆，第二导电带1122及第三导电带1123的长度均为L₇，且0.75L₆≤L₅≤0.9L₆，D₁＝0.4L₅，L₇＝0.8L₅。如此，使得导电围框111上产生的感应电流能够与第一导电带1121上产生的感应电流、第二导电带1122上产生的感应电流及第三导电带1123上产生的感应电流相互抵消。

同时，为了能够对透波单元110的谐振频率进行调节。

如图5至图12所示，可选地，第一导电带1121上设有预设镂空面积的镂空槽1124，从而能够利用镂空槽1124调节透波单元110的谐振频率。

具体地，通过在调试阶段对镂空槽1124的镂空面积进行调整，从而对第一导电带1121的表面积进行调节，进而能够相应的对透波单元110的谐振频率进行灵活的调节。

其中，透波单元110在低频振子100的设置位置可以根据实际使用需要进行灵活的设计或调整。

如图1所示，可选地，低频振子100包括辐射部120。

具体地，辐射部120包括两组极化正交的偶极子，每组偶极子包括两个对称设置的辐射臂121，两组偶极子分别组成低频振子100的±45°极化。如图1至图4所示，其中，至少三个依次首尾电性连接的透波单元110配合形成辐射臂121。如此，利用辐射臂121能够对信号进行传输与辐射。另外，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100的辐射臂121上后，会在透波单元110的导电围框111和导电体112上均产生电磁感应而产生感应电流，由于导电围框111上产生的感应电流能够与导电体112上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得透波单元110能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够改善高频振子的方向图的畸形。

另外，每个辐射臂121上的各个透波单元110的第一基体113可以相互共用，导电围框111和导电体112可以采用蚀刻等方式设置在第一基体113的第一表面和第二表面。

其中，每个辐射臂121所包括的透波单元110的具体数量可以根据实际使用情况进行灵活的设计或调整。例如，可以是三个透波单元110依次首尾电性连接形成一个辐射臂121，也可以是六个透波单元110依次首尾电性连接形成一个辐射臂121，还可以是八个透波单元110依次首尾电性连接形成一个辐射臂121。

如图1至图4所示，具体到本实施例中，六个透波单元110依次首尾电性连接形成一个辐射臂121。

如图2至图4所示，更具体地，辐射臂121以靠近馈电巴伦140的内侧为起点，第一个透波单元110水平设置，第二个透波单元110与第一个透波单元110之间的夹角为135°～150°，第三个透波单元110与第二个透波单元110之间的夹角为135°～150°，第四个透波单元110与第三个透波单元110之间的夹角为90°，第五个透波单元110与第四个透波单元110之间的夹角为135°～150°，第六个透波单元110与第五个透波单元110之间的夹角为135°～150°，第六个透波单元110与第一个透波单元110之间的夹角为90°。并且，六个透波单元110首尾连接呈环状。

为了保证各个辐射臂121之间能够顺畅的对信号进行传输与辐射。

可选地，沿每组偶极子的对角线方向，辐射臂121的对角线的长度(如图2的L所示)为低频振子100工作中心频率对应波长的0.22倍～0.25倍，从而使得每组偶极子的对角线的长度为低频振子100工作中心频率对应波长的0.44倍～0.5倍，进而使得辐射部120能够顺畅的对信号进行传输与辐射。

其中，相邻的两个透波单元110之间的电性连接，可以直接进行，还可以存在中间元件。

如图2所示，可选地，低频振子100还包括中间导电单元130。

具体地，每个辐射臂121上，相邻的两个透波单元110通过中间导电单元130电性连接，从而使得各个透波单元110之间能够实现信号的传输与辐射。

其中，中间导电单元130可以为导电金属片等导电元件。

为了改善入射波在60°入射时的插损。

如图3及图4所示，可选地，中间导电单元130包括具有第一表面与第二表面的第二基体、设置于第一表面与第二表面其中一个的辅助导电围框131、及设置于第一表面与第二表面另外一个的辅助导电体132。并且，辅助导电体132的投影全部落在辅助导电围框131的围设区域内，且辅助导电体132与辅助导电围框131耦合配合。如此，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，会在辅助导电围框131和辅助导电体132上均产生电磁感应而产生感应电流，由于辅助导电围框131上产生的感应电流能够与辅助导电体132上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得中间导电单元130能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够进一步改善高频振子的方向图的畸形。

其中，第二基体和第一基体113可以实现共用。

其中，辅助导电围框131的轮廓曲线可以为三角形；相应地，辅助导电体132的轮廓形状也为三角形。

另外，由于三角形的周长较小，透射频段在3.8GH以上，可还以通过调整透波单元110上的第一导电带1121、第二导电带1122和第三导电带1123的尺寸来改善辐射面在高频电磁波入射角在60°时的插损。

对于传统馈电巴伦140，当高频振子的电磁波垂直入射辐射部120的辐射面时，高频振子的电磁波在馈电巴伦140的入射角是0°，因此高频振子的电磁波不会受到馈电巴伦140的影响。但当高频振子采用波束合成水平面±60°扫描时，高频振子的电磁波与馈电巴伦140的入射角将不再是0°，这时馈电巴伦140对高频振子的方向图也会产生不利的影响。

如图13及14所示，可选地，低频振子100包括两组极化正交的偶极子、及两个正交设置的馈电巴伦140。

其中，两个馈电巴伦140与两组偶极子一一对应馈电连接。如此，利用两个馈电巴伦140分别对两组偶极子进行馈电。

其中，馈电巴伦140与偶极子的辐射臂121可以采取焊接、插接等方式进行馈电连接。

如图13及14所示，并且，至少有一个馈电巴伦140设有透波单元110。如此，在馈电巴伦140上集成透波单元110，当高频振子辐射的电磁波照射至馈电巴伦140上后，会在透波单元110的导电围框111和导电体112上均产生电磁感应而产生感应电流，由于导电围框111上产生的感应电流能够与导电体112上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得透波单元110能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够进一步改善高频振子的方向图的畸形。

另外，馈电巴伦140可以采用现有的馈电结构。例如，

如图13及14所示，可选地，两个馈电巴伦140均包括接地金属条141及用于与馈电网络电性连接的平衡馈电条142。并且，平衡馈电条142的正投影落在平衡馈电条142上。如此，接地金属条141能够被平衡馈电条142激励起大小相等的电流，从而能够激励偶极子发射信号。透波单元110设置于平衡馈电条142的上方。如此，使得平衡馈电条142与透波单元110的工作互不干扰，保证信号的可靠、有效传输。

如图13及14所示，其中，馈电巴伦140还包括基板143。接地金属条141与平衡馈电条142可以分别设置在基板143的两个表面上。平衡馈电条142的正投影是指垂直基板143方向的投影。

其中，接地金属条141的顶端可以与中间导电单元130采用插接等方式馈电连接。

在一个实施例中，低频振子100工作在698MHz-960MHz频带内，高频振子工作在3400MHz-3800MHz频带内，高频振子所用辐射单元为双极化偶极子单元，当高频振子工作发射的电磁波照射至低频振子100的馈电巴伦140和辐射部120的辐射面上时，馈电巴伦140和辐射部120上的透波单元110对高频电磁波具有透视效果。

图15、图16及图17分别为不同角度(30°，60°和90°)高频电磁波入射波照射至低频振子100上的性能指标。以图17为例，在入射波垂直照射至透波单元110上时，在3.4GH～3.8GHz的频带范围内S11小于-12dB，在3.6GHz处有一谐振点，S11小于-25dB,表面透波单元110工作在3.4G-3.8G频带内，S21表明在工作频带内入射波经过透波单元110后的能量损失，从仿真结果看在0.11G-0.29dB之间。与此同时，S21在频率小于960MH范围内小-15dB，表明透波单元110对低频具有抑制作用。从三个不同入射角度来看，入射波照射至透波单元110的能量损失S21变化在0.5dB之间，对960MHz以下低频的抑制波动在3dB之间，说明透波单元110的稳定性较好。

图18给出不带低频振子100的高频阵列方向图和带本申请实施例低频振子100的高频阵列方向图。实线部分为不带低频振子100的高频阵列在3.4GHz、3.6GHz和3.8GHz水平面方向图，虚线部分为带本申请实施例低频振子100的高频阵列在3.4GHz、3.6GHz和3.8GHz水平面方向图。从图中可以看出，高频阵列方向图没有发生畸变现象，在水平面±30°范围内两者保持一致，3dB波瓣宽度一致。

图19和图20分别为本申请实施例的低频振子100的驻波和隔离，在698MHz-960MHz的工作频带内，驻波小于1.5，隔离度大于23dB。

在一个实施例中，还提供了一种通信设备，包括上述任意实施例的阵列天线。

上述实施例的通信设备，当高频振子辐射的电磁波照射至低频振子100上后，会在透波单元110的导电围框111和导电体112上均产生电磁感应而产生感应电流，由于导电围框111上产生的感应电流能够与导电体112上产生的感应电流相互进行抵消，从而使得透波单元110能够对高频振子辐射的电磁波进行选择性过滤，使得高频振子激发的电磁波能够完整的通过，以起到空间滤波器的作用，进而能够改善高频振子的方向图的畸形。并且，相比传统的减少低频振子100在反射板200上的投影面积以减少互扰的方式而言，上述实施例的低频振子100能够有效的展宽频带宽度。而且，透波单元110对于其他频段的电磁波具有抑制作用，从而提高了低频振子100与高频振子的隔离度。

需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本申请对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本申请等同的技术方案。

需要说明的是，本申请“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本申请对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本申请等同的技术方案。

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。本发明中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

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”、“设置于”、“固设于”或“安设于”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。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“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。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

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 (17)

1.一种低频振子，其特征在于，所述低频振子设有透波单元；

其中，所述透波单元包括具有相对的第一表面与第二表面的第一基体、设置于所述第一表面上的导电围框、及设置于所述第二表面的导电体，沿垂直于所述第一表面方向，所述导电体的投影至少有部分落在所述导电围框的围设区域内，所述导电体与所述导电围框耦合配合，使所述导电围框与所述导电体能够激励出相互抵消的感应电流。

2.根据权利要求1所述的低频振子，其特征在于，所述导电围框呈矩形框架，所述导电围框的长度与宽度的比值大于等于2且小于等于3，且所述导电围框的周长为透射频段对应的真空波长。

3.根据权利要求2所述的低频振子，其特征在于，所述导电围框的横截宽度为0.5mm～1.2mm。

4.根据权利要求2所述的低频振子，其特征在于，所述导电体包括沿所述导电围框的宽度方向间隔设置第一导电带、第二导电带及第三导电带，所述第一导电带、所述第二导电带及所述第三导电带均相互平行设置，所述第一导电带的投影全部落入所述导电围框的围设区域内，沿所述导电围框的长度方向，所述第一导电带与所述导电围框耦合配合；沿所述导电围框的宽度方向，所述第一导电带设置于所述第二导电带与所述第三导电带之间并与所述第二导电带和所述第三导电带均电性连接，且所述第二导电带及所述第三导电带均与所述导电围框间隔设置并耦合配合。

5.根据权利要求4所述的低频振子，其特征在于，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影及所述第三导电带的投影均完全落入所述导电围框的围设区域内；沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带及所述第三导电带与所述第一导电带的间距均为L₁，所述第二导电带与最近的导电围框的间距及所述第三导电带与最近的导电围框的间距均为L₂，其中，L₁＝L₂，且1mm≤L₁≤1.2mm。

6.根据权利要求4所述的低频振子，其特征在于，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影及所述第三导电带的投影均完全落入所述导电围框的围设区域外；沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带与最近的导电围框的间距为L₃，所述第三导电带与最近的导电围框的间距为L₄，其中，L₃＝L₄，且1mm≤L₃≤1.2mm。

7.根据权利要求4所述的低频振子，其特征在于，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域内，所述第三导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域外，沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带与所述第一导电带的间距为L₈，所述第二导电带与最近的所述导电围框的间距为L₉，所述第三导电带与最近的所述导电围框的间距为L₁₀，其中，L₈＝L₉＝L₁₀，且1mm≤L₈≤1.2mm；

或者，沿垂直于所述第一表面方向，所述第二导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域外，所述第三导电带的投影完全落入所述导电围框的围设区域内，沿所述导电围框的宽度方向，所述第二导电带与最近的所述导电围框的间距为L₁₁，所述第三导电带与所述第一导电带的间距为L₁₂，所述第三导电带与最近的所述导电围框的间距为L₁₃，其中，L₁₁＝L₁₂＝L₁₃，且1mm≤L₁₁≤1.2mm。

8.根据权利要求4所述的低频振子，其特征在于，所述第一导电带的长度为L₅，所述第一导电带的宽度为D₁，所述导电围框的长度为L₆，所述第二导电带及所述第三导电带的长度均为L₇，且0.75L₆≤L₅≤0.9L₆，D₁＝0.4L₅，L₇＝0.8L₅。

9.根据权利要求4所述的低频振子，其特征在于，所述第一导电带上设有预设镂空面积的镂空槽，所述镂空槽能够调节所述透波单元的谐振频率。

10.根据权利要求1至9任一项所述的低频振子，其特征在于，所述低频振子包括辐射部，所述辐射部包括两组极化正交的偶极子，每组所述偶极子包括两个对称设置的辐射臂，其中，至少三个依次首尾电性连接的所述透波单元配合形成所述辐射臂。

11.根据权利要求10所述的低频振子，其特征在于，沿每组所述偶极子的对角线方向，所述辐射臂的对角线的长度为所述低频振子工作中心频率对应波长的0.22倍～0.25倍。

12.根据权利要求10所述的低频振子，其特征在于，所述低频振子还包括中间导电单元，每个所述辐射臂上，相邻的两个所述透波单元通过所述中间导电单元电性连接。

13.根据权利要求12所述的低频振子，其特征在于，所述中间导电单元包括具有所述第一表面与所述第二表面的第二基体、设置于所述第一表面与所述第二表面其中一个的辅助导电围框、及设置于所述第一表面与所述第二表面另外一个的辅助导电体，所述辅助导电体的投影全部落在所述辅助导电围框的围设区域内，且所述辅助导电体与所述辅助导电围框耦合配合。

14.根据权利要求1至9任一项所述的低频振子，其特征在于，所述低频振子包括两组极化正交的偶极子、及两个正交设置的馈电巴伦，两个所述馈电巴伦与两组所述偶极子一一对应馈电连接,且至少有一个所述馈电巴伦设有所述透波单元。

15.根据权利要求14所述的低频振子，其特征在于，两个所述馈电巴伦均包括接地金属条及用于与馈电网络电性连接的平衡馈电条，所述平衡馈电条的正投影落在所述平衡馈电条上，所述透波单元设置于所述平衡馈电条的上方。

16.一种阵列天线，其特征在于，包括反射板、高频振子及如权利要求1至15任一项所述低频振子，所述低频振子及所述高频振子共用所述反射板。

17.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求16所述的阵列天线。

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