CN114696072B - 一种紧耦合阵列天线及网络设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种紧耦合阵列天线及网络设备，紧耦合阵列天线包括：第一介质板，其下表面印制有多个天线单元，天线单元包括多个偶极天线，偶极天线间隔设置，偶极天线的振子臂局部镂空；第一介质板的上表面印制有多个耦合结构，每个天线单元与一个耦合结构电气连接。本实施例提供的紧耦合阵列天线至少包括第一介质板，第一介质板的下表面印制有多个偶极天线，偶极天线的振子臂局部镂空，偶极天线的振子臂局部镂空设计一方面减小振子臂与第一介质板之间形成的电容，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。

Description

一种紧耦合阵列天线及网络设备

技术领域

本申请涉及移动通信领域，尤其涉及一种紧耦合阵列天线及网络设备。

背景技术

天线作为现代无线通信系统的重要组成部分，起到了传输线上的导行波与自由空间中电磁波相互转化的作用，从而实现任意两点之间电磁信号的无线传输。将多个天线单体按照一定排列方式组成的阵列天线，能够利用电磁波的叠加使得特定方向上的辐射信号加强，而广泛应用在各个领域，其中，天线单体可以理解为能够实现导行波和电磁波相互转化功能的单体设备。

阵列天线因为其具有高增益性而被广泛的应用，但是，由于阵列天线将多个天线单体集成在一个设备上，天线单体与天线单体之间会产生较强的耦合效应，使得天线单体无法正常工作。在阵列天线中采用较少数量的天线单体可以达到降低天线单体之间耦合效应的目的，在阵列天线中采用较少数量的天线单体就需要阵列天线具有超带宽以满足不同频段的需求。

一些学者将天线单体的偶极子紧密排列制备出的紧耦合阵列天线具有较宽带宽。然而，目前已发表的紧耦合阵列天线方面的工作大多集中在如何获得更宽的带宽上，对于有源驻波这一重要参数，常以小于3.0作为标准。对于特定的应用场景，比如将紧耦合阵列天线应用于5G移动通信基站天线系统中时，不仅希望紧耦合阵列天线仍具有较宽的带宽，而且对有源驻波这一参数的要求会更高，如何降低紧耦合阵列天线的有源驻波成为亟待解决的技术问题。

发明内容

第一方面，本申请提供一种紧耦合阵列天线，包括：

第一介质板，第一介质板的下表面设置多个天线单元；天线单元包括至少2个偶极天线，偶极天线包括两个对称设置的振子臂；振子臂局部镂空；第一介质板的上表面设置多个耦合结构，每个所述耦合结构与一个所述天线单元电气连接。

本实现方式中，紧耦合阵列天线至少包括第一介质板，第一介质板的下表面设置多个偶极天线，偶极天线的振子臂局部镂空，偶极天线的振子臂局部镂空设计一方面减小振子臂与第一介质板之间形成的电容，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，紧耦合阵列天线还包括：第二介质板，平行设置于第一介质板的上方，第二介质板的上表面设置多个寄生贴片，每个寄生贴片的中心与耦合结构的中心在垂直方向上重合。

本实现方式中，在耦合结构的上方各加载一个寄生贴片，等效为引入电感分量，电感分量可以抵消天线单元的容性电抗，使紧耦合阵列天线阻抗实部更为平缓，有源驻波得以降低。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，紧耦合阵列天线还包括：第三介质板，设置于第一介质板的下表面，与第一介质板相互垂直，第三介质板的第一表面设置馈电微带线，所述第一表面垂直于所述第一介质板，第三介质板的第二表面设置微带线地板，所述第二表面垂直于所述第一介质板，馈电微带线和所述微带线地板组成巴伦结构，每个所述巴伦结构与一个所述偶极天线电气连接。

本实现方式中，馈电微带线与微带线地板组成巴伦结构，巴伦结构可以达到平衡馈电和阻抗匹配的目的，使紧耦合阵列天线的有源驻波得以降低。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，微带线地板局部镂空。

本实现方式中，微带线地板局部镂空，一方面可以增加电流在微带线地板上流通的多样性，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，紧耦合阵列天线还包括：反射地板，平行设置于第一介质板的下方，所述反射地板与所述巴伦结构电气连接。

本实现方式中，反射地板一方面可以把偶极天线接收到的信号反射聚集在接收点上，大大增强了天线的接收能力并且可以实现偶极天线信号单向辐射的目的，反射地板另一方面还可以还起到阻挡、屏蔽来自反射地板后背的其它电波干扰的效果。

结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述耦合结构包括第一馈电片和第二馈电片，所述第一馈电片和所述第二馈电片垂直设置。

本实现方式中，第一馈电片和第二馈电片之间的夹角为90度，使得天线单元具有良好的双极化特性，减少干扰。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，第一介质板的上表面与第二介质板的下表面间隔预置距离。

本实现方式中，第一介质板的上表面与第二介质板的下表面间隔预置距离等效为引入电容分量，电容分量能够使得紧耦合阵列天线表现出超宽带特性。

第二方面，本申请提供一种紧耦合阵列天线，包括：

第一介质板，所述第一介质板的下表面设置多个天线单元，所述天线单元至少2个偶极天线，所述偶极天线包括两个对称设置的振子臂；所述第一介质板的上表面设置多个耦合结构，每个所述耦合结构与一个所述天线单元电气连接；

第二介质板，平行设置于第一介质板的上方，第二介质板的上表面设置多个寄生贴片，寄生贴片的中心与耦合结构的中心在垂直方向上重合。

本实现方式中，在耦合结构的上方各加载一个寄生贴片，等效为引入电感分量，电感分量可以抵消天线单元的容性电抗，使紧耦合阵列天线阻抗实部更为平缓，有源驻波得以降低。

结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，紧耦合阵列天线还包括：

第三介质板，设置于第一介质板的下表面，与第一介质板相互垂直，第三介质板的第一表面设置馈电微带线，第一表面垂直于所述第一介质板，第三介质板的第二表面设置微带线地板，第二表面垂直于第一介质板，馈电微带线的底端与微带线地板的底端电气连接。

本实现方式中，馈电微带线与微带线地板组成巴伦结构，巴伦结构可以达到平衡馈电和阻抗匹配的目的，使紧耦合阵列天线的有源驻波得以降低。

结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，微带线地板局部镂空。

本实现方式中，微带线地板局部镂空，一方面可以增加电流在微带线地板上流通的多样性，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。

第三方面，本申请提供一种网络设备，网络设备包括第一方面提供的紧耦合阵列天线，或第二方面提供的紧耦合阵列天线。

本实现方式中，网络设备包括紧耦合阵列天线。紧耦合阵列天线至少包括第一介质板，第一介质板的下表面设置多个偶极天线，偶极天线的振子臂局部镂空，偶极天线的振子臂局部镂空设计一方面减小振子臂与第一介质板之间形成的电容，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。或紧耦合阵列天线包括第一介质板和第二介质板，第一介质板的下表面设置多个天线单元，第一介质板的上表面设置多个耦合结构，每个天线单元与一个所述耦合结构电气连接；第二介质板的上表面设置多个寄生贴片，寄生贴片的中心与耦合结构的中心在垂直方向上重合，在耦合结构的上方各加载一个寄生贴片，等效为引入电感分量，电感分量可以抵消天线单元的容性电抗，使紧耦合阵列天线阻抗实部更为平缓，有源驻波得以降低。

附图说明

图1为根据一可行性实施例提供的一种紧耦合阵列天线的结构示意图；

图2为根据一可行性实施例提供的一种第一介质板的结构示意图；

图3A为根据一可行性实施例示出的偶极天线的示意图；

图3B为根据一可行性实施例示出的偶极天线的示意图；

图4为根据一可行性实施例示出的天线单元的俯视图；

图5为根据一可行性实施例提供的第一介质板的俯视图；

图6为根据一可行性实施例提供的第二介质板的俯视图；

图7为根据一可行性实施例提供的第三介质板的结构示意图；

图8为改进前后紧耦合阵列天线的阻抗实部和虚部随频率的变化曲线；

图9为改进前后紧耦合阵列天线的有源驻波随频率的变化曲线；

图10为紧耦合阵列天线分别采用两种巴伦结构时的有源驻波随频率的变化曲线；

图11为本申请实施例中紧耦合阵列天线(不带巴伦结构)在D面内的有源驻波扫描特性；

图12是本申请实施例中带馈电巴伦的紧耦合阵列天线在D面内的有源驻波扫描特性。

附图标记：1-第一介质板；11-天线单元，111-偶极天线，12-耦合结构，121-第一馈电片，122-第二馈电片；2-第二介质板，21-寄生贴片；3-第三介质板；31-馈电微带线，32-微带线地板，33-缝隙结构，34-限位凸起；4-反射地板。

具体实施方式

为了降低紧耦合阵列天线的有源驻波本申请实施例第一方面提供一种新型结构的紧耦合阵列天线。具体的可以参阅图1，图1为根据一可行性实施例提供的一种紧耦合阵列天线的结构示意图。在本实施例提供的技术方案中，紧耦合阵列天线至少包括第一介质板1。第一介质板1的下表面设置多个偶极天线111，偶极天线111的振子臂局部镂空。偶极天线111的振子臂局部镂空设计一方面减小振子臂与第一介质板1之间形成的电容，另一方面减小电流路径的截面积增大阻抗实部，进而达到降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本申请作进一步详细说明。

图2为根据一可行性实施例提供的第一介质板的结构示意图。本实施例中，第一介质板1可以是但不限于陶瓷电路板、氧化铝陶瓷电路板、氮化铝陶瓷电路板、线路板、PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)、铝基板、高频板、铜板、阻抗板、超薄线路板、超薄电路板、印刷电路板等；例如在一可行性实施例中第一介质板1可以为Rogers RO4350。第一介质板1的形状可以根据需求设定；例如在一可行性实施例中第一介质板1可以为正方形板材，边长24mm。第一介质板1的厚度可以根据需求设定；例如在一可行性实施例中第一介质板1的厚度可以为0.762mm。本实施例并不对第一介质板1下表面设置偶极天线111的数量作以限定，在实际应用的过程中可以根据需求设定偶极天线111的数据量，例如在一可行性实施例中偶极天线111的数据量可以为4个。

本实施例中，第一介质板1的下表面设置多个偶极天线111。本实施例并不对偶极天线111在第一介质板1的下表面的设置方式作以限定，凡是可以实现偶极天线111与第一介质板1之间信号传输目的的设置方式均可应用到本实施例中；例如在一些可行性实施例中设置方式可以是印制，在一些可行性实施例中设置方式可以是印刷。

本实施例中，偶极天线111设置有两个对称的振子臂，以实现水平方向上360度信号覆盖。偶极天线111的振子臂局部镂空。其中，振子臂局部镂空可以理解为：在振子臂上开设至少一个镂空，所述镂空在垂直方向上贯穿振子臂，镂空的面积小于振子臂的面积。在一些可行性实施例中，镂空可以设置于振子臂内，即镂空的中心到全部镂空边界的距离小于同方向上镂空中心到振子臂边界的距离。举例说明，图3A为根据一可行性实施例示出的偶极天线的示意图；本实施例中，镂空设置于振子臂内，从图3A可以看出镂空的中心A点到镂空的边界B点的距离小于镂空的中心A点到振子臂的边界C点的距离。本实施例仅是实例性的介绍一种镂空可以设置于振子臂内的应用实例，在实际应用的过程中镂空设置于振子臂内的实现方式可以是但不限于上述实现方式。在一些可行性实施例中，镂空可以设置于振子臂的边界，即镂空的中心到部分镂空边界的距离等于同方向上镂空中心到振子臂边界的距离，镂空的中心到部分镂空边界的距离小于同方向上镂空中心到振子臂边界的距离。举例说明，图3B为根据一可行性实施例示出的偶极天线的示意图；本实施例中镂空设置于振子臂的边界，从图3B可以看出镂空的中心A点距离镂空的边界D点的距离等于镂空的中心A点到振子臂的边界D点的距离；镂空的中心A点到镂空的边界E点的距离小于镂空的中心A点到振子臂的边界F点的距离。本实施例仅是实例性的介绍一种镂空可以设置于振子臂边界的应用实例，在实际应用的过程中镂空可以设置于振子臂内的实现方式可以是但不限于上述实现方式。

本实施例并不对镂空的形状作以限定，例如在一些可行性实施例中镂空形状可以是正多边形；在一些可行性实施例中镂空形状可以是圆形，凡是可以起到减小振子臂与第一介质板1之间形成的电容和减小电流路径的截面积以增大阻抗实部作用的镂空形状均可应用到本实施例的方案中。

本实施例中，偶极天线111彼此之间间隔设置，即偶极天线111振子臂之间不连续。多个彼此间隔设置的偶极天线111可以组成一个天线单元11。举例说明，图4为根据一可行性实施例示出的天线单元的俯视图，从图中可以看出，偶极天线(111a、111b、111c、111d)组成一个天线单元11。在一些可行性实施例中，在天线单元内部两个偶极天线的振子臂可以垂直设置，例如图4中的偶极天线111a的振子臂垂直于偶极天线111b的振子臂；在一些可行性实施例中，在天线单元内部两个偶极天线的振子臂可以相对设置，例如图4中的偶极天线111a的振子臂垂与偶极天线111c的振子臂相对设置。

本实施例中，第一介质板1的上表面设置多个耦合结构12，耦合结构12与天线单元11电气连接。在一些可行性实施例中，每个耦合结构12与一个天线单元11电气连接。

本实施例并不对耦合结构12在第一介质板1的上表面的设置方式作以限定，凡是可以实现耦合结构12与第一介质板1之间信号传输目的的设置方式均可应用到本实施例中，例如在一些可行性实施例中设置方式可以是印制，在一些可行性实施例中设置方式可以是印刷。

本实施例中涉及的耦合结构12指的是可以接收天线单元11内部的耦合天线111辐射的辐射信号，并产生感应电流的结构。举例说明，以图2示出的第一介质板为例(天线单元的标号可以参阅图4)，第一介质板1上表面设置耦合结构12，耦合结构12可以包括两个馈电片，其中，两个馈电片分别为第一馈电片121和第二馈电片122。在一些可行性实施例中第一馈电片121和第二馈电片123可以通过一个连接部连接；第一馈电片121的一端与偶极天线111b的振子臂和第一馈电片121的另一端与偶极天线111d的振子臂电气连接；第二馈电片122的一端与偶极天线111a的振子臂电气连接，第二馈电片122的另一端与偶极天线111c的振子臂电气连接，进而实现偶极天线(111a、111b、111c、111d)之间的电流耦合。可选择的，在一些可行性实施例中，第一馈电片121和第二馈电片122之间的夹角为90度，使得天线单元11具有良好的双极化特性，减少干扰。需要明确的是，第一馈电片121和第二馈电片122之间的夹角为90度仅是一种较佳的示例，在实际应用的过程中第一馈电片121和第二馈电片122之间的夹角可以根据需求设定。

本申请中涉及的电气连接为紧耦合阵列天线包含电气产品电气回路的集合，电气产品可以包括本实施例涉及的天线单元、耦合结构等。通过电气连接可以实现各电气产品之间电信号或电波相互传递。例如，耦合结构12与天线单元11之间的电气连接可以实现耦合结构12接收天线单元11的耦合天线辐射的辐射信号，辐射信号在耦合结构12上产生感应电流的目的，进而实现天线单元11内部的偶极天线111之间的电流耦合。

下面结合具体的实例对本实施例提供的第一介质板1进行进一步说明。请参阅图5，图5为根据一可行性实施例提供的第一介质板的俯视图。本实施例中第一介质板1可以为Rogers RO4350，厚度为0.762mm，边长24mm。第一介质板1的上表面设置多个耦合结构12，每个耦合结构12包括第一馈电片121和第二馈电片122，第一馈电片121和第二馈电片122垂直交叉且共用耦合结构12中部的正方形连接片，正方形连接片的边长c2＝2mm。第一介质板1的下表面设置多个天线单元11，每个天线单元11与一个耦合结构12电气连接，耦合结构12与天线单元11耦合部分长度c1＝2mm，耦合结构12的宽度为w1＝4mm。本实施例中偶极天线111为蝶形天线，偶极天线111设置有两个振子臂，振子臂的宽度等于耦合结构12的宽度等于4mm。振子臂包括矩形部分和V形部分，振子臂的总长为9mm，其中，其中矩形部分l1＝6mm，V形部分l2＝3mm，振子臂镂空部分为正方形，边长a1＝b1＝3.5mm。值得注意的是，本实施例示出的第一介质板各部分的尺寸仅是一种较佳的实例，在实际应用的过程中第一介质板各部分的尺寸可以根据需求设定，在此申请人不做过多的限定。

在本申请提供的技术方案中，紧耦合阵列天线至少包括第一介质板1，第一介质板1的下表面设置多个偶极天线111，偶极天线111的振子臂局部镂空，偶极天线111的振子臂局部镂空设计一方面减小振子臂与第一介质板1之间形成的电容，另一方面减小电流路径的截面积，增大阻抗实部，进而达到降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。

在上述示出的技术方案的基础上，紧耦合阵列天线还可以包括第二介质板2。第二介质板2平行设置于第一介质板1的上方，其上表面设置多个寄生贴片21，寄生贴片21的中心与耦合结构12的中心在垂直方向上重合。本实施例示出的技术方案中，在耦合结构12的上方各加载一个寄生贴片21，加载一个寄生贴片21等效为引入电感分量，电感分量可以抵消天线单元11的容性电抗，使紧耦合阵列天线阻抗实部更为平缓，有源驻波得以降低。下面结合实施例对此进行进一步说明。

请继续参阅图1，在一些可行性实施例中紧耦合阵列天线可以包括第一介质板1和第二介质板2。第二介质板2平行设置于第一介质板1的上方，第二介质板2的上表面设置多个寄生贴片21，寄生贴片21的中心与耦合结构12的中心在垂直方向上重合。

本实施例中，第二介质板2可以是陶瓷电路板、氧化铝陶瓷电路板、氮化铝陶瓷电路板、线路板、PCB、铝基板、高频板、厚铜板、阻抗板、超薄线路板、超薄电路板、印刷电路板等。第二介质板2的形状可以根据需求设定，可选择的为了达到节省空间的目的，第二介质板2的形状与第一介质板1的形状相同。

本实施例中，并不对寄生贴片21的种类作以限定，凡是可以起到等效为引入电感分量作用的寄生贴片均可以应用到本实施例中；例如在一些可行性实施例中寄生贴片21可以是金属贴片。本实施例并不对寄生贴片21的形状作以限定；例如，在一些可行性实施例中寄生贴片21可以是正多边形，在一些可行性实施例中寄生贴片21可以是圆形。本实施例并不对寄生贴片21在第二介质板2的上表面的设置方式作以限定，凡是可以实现寄生贴片21与第二介质板2之间信号传输目的的设置方式均可应用到本实施例中。

下面结合具体的实例对本实施例提供的第二介质板进行进一步说明。请参阅图6，图6为根据一可行性实施例提供的第二介质板的俯视图。图6示出的第二介质板可以与图5示出的第一介质板组装成紧耦合阵列天线。本实施例中第二介质板2可以为RogersRO4350，厚度为0.254mm，第二介质板2的上表面设置多个正方形寄生贴片21，正方形寄生贴片21的边长a＝7.6mm。值得注意的是，本实施例示出的第二介质板各部分的尺寸仅是一种较佳的实例，在实际应用的过程中第二介质板各部分的尺寸可以根据需求设定，在此申请人不做过多的限定。

在本申请提供的技术方案中，本申请的技术方案中在耦合结构12的上方各加载一个寄生贴片21，等效为引入电感分量，电感分量可以抵消天线单元11的容性电抗，使紧耦合阵列天线阻抗实部更为平缓，有源驻波得以降低。

在上述示出的技术方案的基础上，可以将第一介质板1的上表面与第二介质板2的下表面间隔预置距离。本实施例提供的技术方案中第一介质板1的上表面与第二介质板2的下表面间隔预置距离等效为引入电容分量，电容分量能够使得紧耦合阵列天线表现出超宽带特性。下面结合实施例对此进行进一步说明。

请继续参阅图1，在一些可行性实施例中，第一介质板1的上表面与第二介质板2的下表面间隔预置距离，其中，预置距离在6mm-10mm。具体应用到图6示出的第二介质板2可以与图5示出的第一介质板1之间的预置距离为8mm。第一介质板1的上表面与第二介质板2的下表面间隔8mm等效为在紧耦合阵列天线内部引入电容分量，电容分量能够使得紧耦合阵列天线表现出超宽带特性。

本实施例并不对第一介质板1与第二介质板2的设置方式作以限定，凡是可以达到第一介质板1的上表面与第二介质板2的下表面间隔预置距离目的的设置方式均可应用到本实施例中。可选择的，为了降低紧耦合阵列天线的质量及生产成本，在一些可行性实施例中，第一介质板1和第二介质板2之间可以采用若干螺栓支撑。

在上述示出的技术方案的基础上，紧耦合阵列天线还可以包括第三介质板3。第三介质板3的第一表面设置馈电微带线31，第三介质板3的第二表面设置微带线地板32，馈电微带线31和微带线地板32组成巴伦结构。在本实施例提供的技术方案中馈电微带线31与微带线地板32组成巴伦结构，巴伦结构可以达到平衡馈电和阻抗匹配的目的，使紧耦合阵列天线的有源驻波得以降低。下面结合实施例对此进行进一步说明。

请继续参阅图1，在一些可行性实施例中，紧耦合阵列天线可以包括第一介质板1、第二介质板2和第三介质板3。第三介质板3与第一介质板1垂直且连接在一起，第三介质板3的第一表面设置有馈电微带线31，第一表面为垂直于第一介质板1的表面，第一介质板的第二表面设置有微带线地板32，其中，第二表面为垂直于第一介质板1的表面，馈电微带线31的底端与微带线地板32的底端电气连接。本实施例示出方案，第一表面和第二表面为第三介质板的同一表面，在一些可行性实施例中，为了达到易于加工，且设计出的巴伦结构的结构简单的目的，在一些可行性实施例中第一表面和第二表面可以为第三介质板相对的两个表面。

本申请中涉及的馈电微带线31指的是可以提供电能及传送电信号的微带线；例如在一些可行性实施例中馈电微带线31可以是铜线。本申请中涉及的微带线地板32指的是可以与馈电微带线31形成巴伦结构的地板；例如在一些可行性实施例中微带线地板32可以是金属地板。

下面结合具体的实例对本实施例提供的第三介质板3进行进一步说明。请参阅图7，图7为根据一可行性实施例提供的第三介质板的主视图。图7示出的第三介质板可以与图5示出的第一介质板、图6示出的第二介质板合成紧耦合阵列天线。其中，第三介质板3为矩形结构，第三介质板3在垂直方向上的宽为17.5mm。值得注意的是，本实施例介绍的第三介质板尺寸仅是一种较佳的实例，在实际应用的过程中第三介质板各部分的尺寸可以根据需求设定，在此申请人不做过多的限定。

图2示出的第一介质板1中偶极天线111彼此垂直设置，本实施例中每个偶极天线111配置一个巴伦结构。由于偶极天线111彼此垂直设置相应的巴伦结构也需要彼此垂直。因此，在一些可行性实施例中，第三介质板3可以设置有缝隙结构33，两块第三介质板3能够通过相互匹配且相互对应的缝隙结构33镶嵌在一起，保证印制在第三介质板3表面的巴伦结构彼此垂直，进而实现巴伦结构与偶极天线111的对应。

可选择的，为了保证紧耦合阵列天线结构的稳定性，在一些可行性实施例中，可以在第三介质板3的顶端设置有限位凸起34，相应的在第一介质板1的表面设置有容纳部(图中未示出)，安装时，可以在限位凸起34插入容纳部以实现第三介质板3与第一介质板1的锁紧，保证得到的紧耦合阵列天线结构稳定。

在上述示出的技术方案的基础上，微带线地板32局部镂空。本实施例提供的技术方案中微带线地板32局部镂空，一方面可以增加电流在微带线地板32上流通的多样性，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。本实施例并不对镂空的形状作以限定，例如在一些可行性实施例中镂空形状可以是正多边形，凡是可以起到增加电流在微带线地板32上流通的多样性，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部作用的镂空形状均可应用到本实施例的方案中。

在上述示出的技术方案的基础上，紧耦合阵列天线还包括：反射地板4。反射地板4平行设置于第一介质板1的下方。反射地板4一方面可以把偶极天线111接收到的信号反射聚集在接收点上，大大增强了天线的接收能力并且可以实现偶极天线111信号单向辐射的目的，反射地板4另一方面还可以还起到阻挡、屏蔽来自反射地板4后背的其它辐射信号，防干扰的效果。

请继续参阅图1，在一些可行性实施例中，紧耦合阵列天线可以包括第一介质板1、第二介质板2、第三介质板3和反射地板4。反射地板4平行设置于第一介质板1的下方，反射地板4与巴伦结构电气连接。本实施例中涉及的反射地板4指的是可以把偶极天线111接收到的信号反射聚集在接收点上和阻挡、屏蔽来自反射地板4后背的其它辐射信号的地板。在一些可行性实施例中反射地板4可以是金属板。

为了降低紧耦合阵列天线的有源驻波本申请实施例第二方面提供一种新型结构的紧耦合阵列天线。具体的可以继续参阅图1，在本实施例提供的技术方案中，紧耦合阵列天线至少包括第一介质板1和第二介质板2。第一介质板1，其下表面设置多个偶极天线111，偶极天线111间隔设置，多个偶极天线111形成一个天线单元11，第一介质板1的上表面设置多个耦合结构12；第二介质板2，平行设置于第一介质板1的上方，第二介质板2的上表面设置多个寄生贴片21，寄生贴片21的中心与耦合结构12的中心在垂直方向上重合。在实施例提供的技术方案中在耦合结构12的上方各加载一个寄生贴片21，等效为引入电感分量，电感分量可以抵消天线单元11的容性电抗，使紧耦合阵列天线阻抗实部更为平缓，有源驻波得以降低。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本申请作进一步详细说明。

请继续参阅图1，在上述示出的技术方案的基础上，紧耦合阵列天线还包括：第三介质板3，设置于第一介质板1的下表面，与第一介质板1相互垂直，第三介质板3第一表面设置馈电微带线31，所述第一表面垂直于所述第一介质板1，所述第三介质板3的第二表面设置微带线地板32，所述第二表面垂直于所述第一介质板，馈电微带线31和微带线地板32组成巴伦结构。在本申请的技术方案中馈电微带线31与微带线地板32组成巴伦结构，巴伦结构可以达到平衡馈电和阻抗匹配的目的，使紧耦合阵列天线的有源驻波得以降低。

请继续参阅图1，在上述示出的技术方案的基础上，微带线地板32可以设置成局部镂空。本申请的技术方案中微带线地板32局部镂空，一方面可以增加电流在微带线地板32上流通的多样性，另一方面减小电流路径的截面积以增大阻抗实部，进而实现降低紧耦合阵列天线的有源驻波的目的。

下面结合具体实验数据对本实施例示出的紧耦合阵列天线的有益效果做进一步的说明：

图8为基于商业电磁仿真软件得到的改进前后紧耦合阵列天线的阻抗实部和虚部随频率的变化曲线。其中，改进前的紧耦合阵列天线为未设置有寄生贴片和偶极天线的振子臂未采用镂空设计的紧耦合阵列天线；改进后的紧耦合阵列天线为设置有寄生贴片和/或偶极天线的振子臂采用镂空设计的紧耦合阵列天线。可以看出，改进前紧耦合阵列天线的阻抗的实部在100欧～250欧之间变化，阻抗的虚部在-120欧～30欧之间变化；通过把振子臂局部镂空设计，可以略微增大紧耦合阵列天线的阻抗实部；通过在振子臂上方加载寄生贴片的设计，明显使频带内的阻抗实部和虚部的变化更为平缓；通过同时采用振子臂局部镂空和上方加载寄生贴片的设计，使紧耦合阵列天线工作频带内的阻抗实部更为平缓，均保持在200欧左右。

图9为本申请实施例基于商业电磁仿真软件得到的改进前后的有源驻波随频率的变化曲线，其中，改进前的紧耦合阵列天线为未设置有寄生贴片和偶极天线的振子臂未采用镂空设计的紧耦合阵列天线；改进后的紧耦合阵列天线为设置有寄生贴片和/或偶极天线的振子臂采用镂空设计的紧耦合阵列天线。可以看出，改进前紧耦合阵列天线在工作频带内的有源驻波保持在2.0以下；通过把振子臂局部镂空的设计，对高频端的有源驻波略有改善；通过在振子臂上方加载寄生贴片的设计，使工作频带内的有源驻波降至1.5以下；通过同时使用振子臂局部镂空和加载寄生贴片的设计，使工作频带内的有源驻波降至1.35以下。

图10为本申请实施例基于商业电磁仿真软件得到的紧耦合阵列天线分别采用两种巴伦结构时的有源驻波随频率的变化曲线，两种巴伦结构分别为微带线地板未做镂空设计的巴伦结构和微带线地板做镂空设计的巴伦结构。巴伦结构中的微带线地板未做镂空设计的紧耦合阵列天线在工作频带内有源驻波保持在2.0以下。巴伦结构中的微带线地板镂空设计的紧耦合阵列天线在工作频带内有源驻波保持在1.5以下。

图11为本申请实施例中理想馈电的周期性紧耦合阵列天线在D面内的有源驻波扫描特性，D面为紧耦合阵列天线的主平面，即扫描方向与振子臂成45度角的平面。可见，本申请在理想馈电时，有源驻波在1.5以下的倍频程达到3.94:1；扫描角在20度以内，有源驻波在1.5以下的倍频程达到4:1；扫描角在40度以内，有源驻波在2.0以下的倍频程达到3.77:1；扫描角在60度以内，有源驻波在2.25以下的倍频程达到3.5:1。

图12为本申请实施例中带馈电巴伦的紧耦合阵列天线在D面内的有源驻波扫描特性。可见，加上巴伦结构后，在与振子成45度角的平面内，扫描角在0、20、40、60度以内时，有源驻波在1.5以下的倍频程达到3.5:1，而且此频带内绝大部分频点上的有源驻波保持在1.5以下。

本申请实施例还提供一种网络设备。该网络设备可以包括前述实施例中的紧耦合阵列天线。该网络设备可以实现前述实施例中的网络设备的功能。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，例如上述装置或设备的描述可以参照对应的方法实施例。以上的本申请实施方式，并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种紧耦合阵列天线，其特征在于，包括：

第一介质板，所述第一介质板的下表面设置多个天线单元，所述天线单元包括至少2个偶极天线，所述偶极天线包括振子臂，所述振子臂局部镂空；

所述第一介质板的上表面设置多个耦合结构，所述耦合结构与所述天线单元电气连接；

所述耦合结构包括第一馈电片和第二馈电片，所述第一馈电片和所述第二馈电片通过连接部电气连接，所述第一馈电片和所述第二馈电片垂直设置。

2.根据权利要求1所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，还包括：

第二介质板，平行设置于所述第一介质板的上方，所述第二介质板的上表面设置多个寄生贴片，所述寄生贴片的中心与所述耦合结构的中心在垂直方向上重合。

3.根据权利要求2所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，还包括：

第三介质板，设置于所述第一介质板的下表面，与所述第一介质板相互垂直，所述第三介质板的第一表面设置馈电微带线，所述第一表面垂直于所述第一介质板，所述第三介质板的第二表面设置微带线地板，所述第二表面垂直于所述第一介质板，所述馈电微带线和所述微带线地板组成巴伦结构，所述巴伦结构与所述偶极天线电气连接。

4.根据权利要求3所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，所述微带线地板局部镂空。

5.根据权利要求3所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，还包括：

反射地板，平行设置于所述第一介质板的下方，所述反射地板与所述巴伦结构电气连接。

6.根据权利要求3所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，所述第一介质板的上表面与所述第二介质板的下表面间隔预置距离。

7.一种紧耦合阵列天线，其特征在于，包括：

第一介质板，所述第一介质板的下表面设置多个天线单元，所述天线单元包括至少2个偶极天线；所述第一介质板的上表面设置多个耦合结构，所述耦合结构与所述天线单元电气连接；

所述耦合结构包括第一馈电片和第二馈电片，所述第一馈电片和所述第二馈电片通过连接部电气连接，所述第一馈电片和所述第二馈电片垂直设置；

第二介质板，平行设置于所述第一介质板的上方，所述第二介质板的上表面设置多个寄生贴片，所述寄生贴片的中心与所述耦合结构的中心在垂直方向上重合。

8.根据权利要求7所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，还包括：

第三介质板，设置于所述第一介质板的下表面，与所述第一介质板相互垂直，所述第三介质板的第一表面设置馈电微带线，所述第一表面垂直于所述第一介质板，所述第三介质板的第二表面设置微带线地板，所述第二表面垂直于所述第一介质板，所述馈电微带线和所述微带线地板组成巴伦结构，所述巴伦结构与所述偶极天线电气连接。

9.根据权利要求8所述的紧耦合阵列天线，其特征在于，所述微带线地板局部镂空。

10.一种网络设备，其特征在于，包括如权利要求1至6，或如权利要求7至9任一项所述的紧耦合阵列天线。