CN117525819A - 一种天线系统及基站 - Google Patents

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魏剑峰
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Abstract

本申请提供了一种天线系统及基站，该天线系统包括第一天线和第二天线。第一天线包括第一辐射单元、第一频率选择表面和第一馈电网络，第一辐射单元设置于第一频率选择表面的一侧，第二天线设置于第一频率选择表面背离第一辐射单元的一侧。第一频率选择表面包括多个第一条状结构和多个第二条状结构，第一条状结构和第二条状结构为金属条状结构，多个第一条状结构与多个第二条状结构相交形成多个网格。第一馈电网络包括第一结构，第一结构设置于第一条状结构。无需额外设置移相器腔体用于承载上述第一馈电网络，可以简化第一天线的结构，减小第一天线的体积，以提升第一天线的小型化程度，进而简化天线系统的结构，提升基站的安装天线的集成度。

Description

一种天线系统及基站
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域，尤其涉及到一种天线系统及基站。
背景技术
随着无线通信技术的发展，基站能够支持的通信频段越来越多，例如，基站可能同时设置有2G(2nd-Generation wireless telephone technology，第二代手机通信技术)设备、3G(3rd-Generation mobile communication technology，第三代移动通信技术)设备、4G(4th Generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)设备和5G(5th-Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)设备。因此基站天线的结构越来越复杂，单个天面的天线集成度也越来越高。为了提升基站天线的集成度，基站天线小型化的需求越来越迫切。
发明内容
本申请提供了一种天线系统及基站，以简化天线系统的结构，提升基站安装天线的集成度。
第一方面，本申请提供了一种天线系统，该天线系统包括第一天线和第二天线。上述第一天线和第二天线叠置，第二天线设置于第一天线的背侧，也就是说第二天线设置于背离第一天线辐射信号的一侧。上述第一天线包括第一辐射单元、第一频率选择表面和第一馈电网络，第一辐射单元设置于第一频率选择表面的一侧，第二天线则设置于第一频率选择表面背离第一辐射单元的一侧。上述第一频率选择表面可以反射第一天线的辐射信号，透射第二天线的辐射信号，从而可以实现上述两个天线的叠置，以减小天线系统占用的天面空间。上述第一频率选择表面包括多个第一条状结构和多个第二条状结构，第一条状结构和第二条状结构为金属条状结构，多个第一条状结构与多个第二条状结构相交形成多个网格，从而形成第一频率选择表面。上述第一馈电网络包括第一结构，该第一结构设置于第一条状结构。由于第一馈电网络的第一结构设置于第一频率选择表面，无需额外设置移相器腔体用于承载上述第一馈电网络，因此，可以简化第一天线的结构，减小第一天线的体积，以提升第一天线的小型化程度，进而有利于减小天线系统的体积，提升基站的天线集成度。该方案也可以减小天线系统占用的天面空间，以降低天线系统的风载。此外，由于无需设置移相器腔体，第一天线对于第二天线无遮挡，因此对第二天线的尺寸也无限制，可以使第二天线的尺寸大于第一天线，丰富天线系统的应用场景。
另一种技术方案中，上述第一馈电网络还包括第二结构，第二结构设置于第二条状结构。也就是说，第一频率选择表面的第一条状结构和第二条状结构都可以用于设置第一频率选择表面。上述第一结构和第二结构可以使不同的结构，也可以是同一结构的不同部分，只不过是根据设置位置来进行区分的。
具体设置上述第一频率选择表面时，上述第一频率选择表面还包括金属贴片，该金属贴片设置于网格内。该方案中，通过设置金属贴片，可以提升第一频率选择表面反射信号的带宽，且可以提升第一频率选择表面的信号反射效率。
具体设置金属贴片时，可以使每个网格内均设置有金属贴片，从而提升第一频率选择表面的滤波效果以及信号均匀性。
上述第一条状结构可以具有凹槽，上述第一结构设置于凹槽内。上述凹槽可以屏蔽位于其内的第一结构的信号，减少信号泄漏，提升信号的传输效率。
相类似的，上述第二条状结构具有凹槽，第二结构设置于凹槽内。该凹槽可以屏蔽位于其内的第二结构的信号，减少信号泄漏，提升信号的传输效率。
另一种技术方案中，上述第一条状结构具有空腔，第一结构设置于空腔内。同样，上述空腔可以屏蔽位于其内的第一结构的信号，减少信号泄漏，提升信号的传输效率。
此外，上述第二条状结构也可以具有空腔，第二结构设置于空腔内。该空腔可以屏蔽位于其内的第二结构的信号，减少信号泄漏，提升信号的传输效率。
上述第一结构只要设置于第一频率选择表面即可，具体可以设置于第一频率选择表面朝向第一辐射单元的一侧；也可以设置于第一频率选择表面背离第一辐射单元的一侧；或者，还可以设置于第一频率选择表面的两侧，也就是说第一频率选择表面的两侧都可以设置第一结构。从而可以扩大设置第一馈电网络的面积，除了第一馈电网络以外，如果包括其它馈电网络，也可以设置于上述第一频率选择表面。
相类似的，第二结构也可以设置于第一频率选择表面朝向第一辐射单元的一侧；或者，设置于第一频率选择表面背离第一辐射单元的一侧；或者，还可以设置于第一频率选择表面的两侧，也就是说第一频率选择表面的两侧都可以设置第二结构。
具体的技术方案中，上述第一结构可以包括第一功分线，该第一功分线设置于第一条状结构。相类似的，第一馈电网络包括第二结构时，第二结构也可以包括第一功分线，该第一功分线设置于第二条状结构。上述第一功分线用于为第一辐射单元馈电，以实现第一辐射单元的信号传输能力。
此外，上述第一结构还可以包括第一滑动介质，该第一滑动介质滑动设置于第一功分线与第一条状结构之间。相类似的，第一馈电网络包括第二结构时，上述第二结构也可以包括第一滑动介质，该第一滑动介质滑动设置于第一功分线与第二条状结构之间。本申请实施例中，第一滑动介质与第一功分线可以实现第一辐射单元的移相，相当于移相器，可以丰富第一天线的功能。
另一种技术方案中，上述第一天线还包括第二辐射单元和第二馈电网络，上述第二辐射单元与第一辐射单元设置于第一频率选择表面的同一侧。上述第二馈电网络包括第三结构，第三结构设置于第一频率选择表面。相类似的，第三结构具体可以设置于第一条状结构或者第二条状结构，或者第一条状结构和第二条状结构都设置有上述第三结构。上述第一辐射单元的工作频段与第二辐射单元的工作频段不同。该方案中的第一天线为多频天线，可以实现多个频段的信号辐射。
进一步的技术方案中，上述第一天线还可以包括第二频率选择表面。该第二频率选择表面设置于第一频率选择表面背离第一辐射单元的一侧。该第二频率选择表面可以反射第一辐射单元和第二辐射单元的辐射信号，且可以透射第二天线的辐射信号。该方案中，第一频率选择表面与第二频率选择表面配合，可以提升第一频率选择表面和第二频率选择表面的反射的带宽，提升整个第一天线的工作带宽，提升第一天线的通信效率。
再一种技术方案中，上述第一天线还可以包括第三辐射单元、第三频率选择表面和第三馈电网络。第一辐射单元的工作频段与第三辐射单元的工作频段不同，从而第一天线为多频天线。上述第三辐射单元与第一辐射单元设置于第一频率选择表面的同一侧，且第三频率选择表面设置于第一频率选择表面背离第一辐射单元的一侧。该第三频率选择表面可以反射第一辐射单元和第三辐射单元的辐射信号，且可以透射第二天线的辐射信号。该方案也可以提升第一频率选择表面和第三频率选择表面的反射的带宽，提升整个第一天线的工作带宽，提升第一天线的通信效率。上述第三馈电网络包括第四结构，该第四结构设置于第三频率选择表面。
此外，上述第一天线还包括反射板，该反射板用于反射第一辐射单元的辐射信号。该反射板可以反射全部频段的信号，具体可以为金属板。该方案可以减小第一天线的第一频率选择表面的面积，降低第一天线的成本。
具体的技术方案中，上述第一天线为无源天线，第二天线为有源天线。该方案可以充分利用基站的天面空间，以提升基站的天线集成度。
上述第一天线和第二天线可以为两个独立的天线，具体的，上述第一天线包括第一天线罩，第二天线包括第二天线罩，第一天线罩和第二天线罩具有相互独立的内腔。从而使得天线系统较为灵活，可以根据需求更换第一天线或者第二天线。
或者，上述第一天线和第二天线还可以集成为一体，具体的，天线系统还包括第三天线罩，上述第一天线和第二天线设置于该第三天线罩的内腔。从而提升天线系统的集成度。
第二方面，本申请还提供了一种基站，该基站包括安装架和上述第一方面的天线系统，上述天线系统安装于安装架。该基站可以集成更多的天线，从而可以提升基站的天线集成度。
附图说明
图1为本申请实施例适用的一种系统架构示意图；
图2为本申请实施例中基站的一种结构示意图；
图3为本申请实施例中的天线的一种局部结构示意图；
图4为本申请实施例中天线系统的一种侧向结构示意图；
图5为本申请实施例中第一天线的一种局部结构示意图；
图6为本申请实施例中第一天线的一种局部放大结构示意图；
图7为本申请实施例中第一天线的另一种局部放大结构示意图；
图8为本申请实施例中基站的另一种结构示意图；
图9为本申请实施例中基站的另一种结构示意图；
图10为本申请实施例中基站的另一种结构示意图；
图11为本申请实施例中基站的另一种结构示意图；
图12为本申请实施例中第一频率选择表面的一种结构示意图；
图13为本申请实施例中第一天线的一种俯视结构示意；
图14为本申请实施例中第一频率选择表面的一种结构示意图；
图15为本申请实施例中第一频率选择表面的另一种结构示意图；
图16为本申请实施例中第一条状结构的一种截面示意图；
图17为本申请实施例中第一条状结构的另一种截面示意图；
图18为本申请实施例中第一条状结构的另一种截面示意图；
图19为本申请实施例中第一天线的另一种局部结构示意图；
图20为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图；
图21为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图；
图22为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图；
图23为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图；
图24为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图；
图25为本申请实施例中第一天线的另一种俯视结构示意图。
附图标记：
01-天线； 011-天线罩；
012-辐射单元； 013-反射板；
014-馈电网络； 0141-传动部件；
0142-校准网络； 0143-移相器；
0144-合路器； 0145-滤波器；
02-安装架； 03-射频拉远单元；
04-基带处理单元； 05-电缆线；
100-天线系统； 110-第一天线；
111-第一天线罩； 120-第二天线；
121-散热器； 122-第二天线罩；
130-第三天线罩； 1-第一辐射单元；
11-第一信号层； 12-第一地层；
13-辐射臂； 14-介质板；
2-第一频率选择表面； 21-第一条状结构；
22-第二条状结构； 23-金属贴片；
24-凹槽； 241-第一底壁；
242-第一侧壁； 25-空腔；
251-第二底壁； 252-顶壁；
253-第二侧壁； 26-探针；
3-第一馈电网络； 31-第一结构；
32-第二结构； 33-第一功分线；
34-第一滑动介质； 4-引向片；
5-第二辐射单元； 6-第二馈电网络；
7-第二频率选择表面； 8-第三辐射单元；
9-第三频率选择表面； 10-第三馈电网络；
20-反射板； X-第一方向；
Y-第二方向； a-第一距离；
b-第二距离。
具体实施方式
为了方便理解本申请实施例提供的通信装置及基站，下面介绍一下其应用场景。图1为本申请实施例适用的一种系统架构示意图，如图1所示，该应用场景可以包括基站和终端。基站和终端之间可以实现无线通信。该基站亦可以称为接入网设备，可以位于基站子系统(base btation bubsystem，BBS)、陆地无线接入网(UMTS terrestrial radio accessnetwork，UTRAN)或者演进的陆地无线接入网(evolved universal terrestrial radioaccess，E-UTRAN)中，用于进行信号的小区覆盖以实现终端设备与无线网络之间的通信。具体来说，基站可以是全球移动通信系统(global system for mobile comunication，GSM)或(code division multiple access,CDMA)系统中的基地收发台(base transceiverstation，BTS)，也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)系统中的节点B(NodeB，NB)，还可以是长期演进(long term evolution,LTE)系统中的演进型节点B(evolutional NodeB，eNB或eNodeB)，还可以是云无线接入网络(cloudradio access network，CRAN)场景下的无线控制器。或者该基站也可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及新无线(new radio,NR)系统中的g节点(gNodeB或者gNB)或者未来演进的网络中的接入网设备等，本申请实施例并不限定。
基站配备有天线来实现信号在空间中的传输。图2为本申请实施例中基站的一种可能的结构示意图，如图2所示，基站通常可以包括天线01和安装架02等结构。其中，天线01安装于安装架02上，以便于天线01信号的接收或者发射。具体的，上述安装架02可以为抱杆或者铁塔等。图2仅仅示例了基站可能包括的组件，以及各个组件的一种位置关系。在其它实施例中，基站还可能包括其它的组件，或者组件的位置关系与图2所示不同。
另外，基站还可以包括射频拉远单元03和基带处理单元04。如图2所示，基带处理单元04可通过射频拉远单元03与天线01连接。基带处理单元04可通过射频拉远单元03与天线01的馈电网络连接。在一些实施方式中，射频拉远单元03又可称为射频拉远单元(remoteradio unit，RRU)，基带处理单元04又可称为基带单元(baseband unit，BBU)。
在一种可能的实施例中，如图2所示，射频拉远单元03和基带处理单元04还可以同时位于天线01的远端。射频拉远单元03与基带处理单元04可以通过电缆线05连接。需要说明的是，图2只是射频拉远单元03与天线01的位置关系的一个示例。
更为具体地，可一并参照图2和图3，图3为本申请一种可能的实施例的天线的组成示意图。其中，如图3所示，天线01可以包括天线罩011、辐射单元012、反射板013和馈电网络014。上述天线罩011在电气性能上具有良好的电磁波穿透特性，机械性能上能经受外部恶劣环境的影响，从而可起到保护天线01免受外部环境影响的作用。上述辐射单元012也可以称为天线振子、振子等，它能有效地发送或接收天线信号。在天线01中，不同辐射单元012的频率可以相同或者不同。反射板013也可以称为底板、天线面板或者反射面等，其可以是金属材质。天线01接收信号时，反射板013可以把天线01的信号反射聚集在接收点上。辐射单元012通常放置于反射板013一侧，这不但可以大大增强天线01信号的接收或发射能力，还能够起到阻挡、屏蔽来自反射板013背面(本申请中反射板013的背面是指与反射板013用于设置辐射单元012相背的一侧)的干扰信号。
请继续参考图3，在基站中，辐射单元012与馈电网络014相连接。馈电网络014通常由受控的阻抗传输线构成，馈电网络014可把信号按照一定的幅度、相位馈送到辐射单元012，或者将接收到的信号按照一定的幅度、相位发送到基站的基带处理单元04。具体地，在一些实施方式中，馈电网络014可以通过传动部件0141实现不同辐射波束指向，或者与校准网络0142连接以获取系统所需的校准信号。在馈电网络014中可以包括移相器0143，以用来改变天线信号辐射的最大方向。在馈电网络014中还可能设置一些用于扩展性能的模块，例如合路器0144，可用于把不同频率的信号合成一路，通过辐射单元012发射；或者反向使用时，可以用于将辐射单元012接收到的信号，根据不同的频率分成多路传输到基带处理单元04进行处理，又例如滤波器0145，用于滤除干扰信号。
为方便理解，首先说明一下，频率选择表面(Frequency Selective Surface，简称FSS)是一种二维周期阵列结构，本质是一个空间滤波器，与电磁波相互作用表现出明显的带通或带阻的滤波特性。频率选择表面可对不同频率的波进行透射或者反射，从而具有特定的频率选择作用。
图4为本申请实施例中天线系统的一种侧向结构示意图，请参考图4，一种实施例中，天线系统100包括第一天线110和第二天线120。具体的实施例中，上述第一天线110和第二天线120层叠设置，第二天线120设置于第一天线110的背侧。上述第一天线110的背侧指的是背离第一天线110辐射信号的一侧。该方案有利于减小天线系统100占用的空间，提升基站的天线集成度。上述第一天线110包括第一辐射单元1、第一频率选择表面2和第一馈电网络3。上述第一辐射单元1设置于第一频率选择表面2的一侧，第一频率选择表面2用于反射第一辐射单元1的信号，相当于第一天线的反射板。上述第二天线120设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。
具体的实施例中，上述第一天线110可以为无源天线，从而对第二天线120的信号无屏蔽效果，可以保证第二天线120的通信效果。对于第二天线120，可以为有源天线，也可以为无源天线，本申请对此不做限制。
图4所示的实施例中，上述第一天线110为无源天线，第二天线120为有源天线。具体的，由于有源天线的发热量较高，因此，上述有源天线还可以设置散热器121，用于为有源天线散热。由于天线层叠设置时，有源天线只能设置在后方(更靠近安装架的一侧)，而不能设置于前方。因此，该方案可以充分利用基站的天面空间，以提升基站的天线集成度。
具体的实施例中，可以使第二天线120的工作频段小于第一天线110的工作频段，以使得第一频率选择表面2可以反射第一天线110的工作频段的信号，透射第二天线120的工作频段的信号。
图5为本申请实施例中第一天线的一种局部结构示意图，请参考图4和图5，上述第一频率选择表面2为金属材质制备的第一频率选择表面2，第一频率选择表面2包括多个第一条状结构21，以及多个第二条状结构22。多个第一条状结构21与多个第二条状结构22形成多个网格。上述第一条状结构21和第二条状结构22交叠的区域可以共用，例如图5所示的实施例中，第一条状结构21和第二条状结构22交叉的正方形区域，该正方形区域即为共用的交叠区域，也就是说，该正方形区域既属于第一条状结构21，又属于第二条状结构22。第一馈电网络3包括第一结构31，该第一结构31设置于上述第一条状结构21。本申请实施例中，第一馈电网络3的第一结构31设置于第一频率选择表面2，无需额外设置移相器腔体用于承载上述第一馈电网络3，因此，可以简化第一天线的结构，减小第一天线的体积，进而减小天线系统的体积，提升天线系统的小型化程度，有利于提升基站的天线集成度。该方案也可以减小天线系统占用的天面空间，以降低天线系统的风载。此外，由于无需设置移相器腔体，第一天线110对于第二天线120无遮挡，因此，对第二天线120的尺寸也无限制，可以使第二天线120的尺寸大于第一天线110，丰富天线系统100的应用场景。
图5所示的实施例中，第一辐射单元1位于介质板14，具体的，第一辐射单元1可以为双极化辐射单元，也就是说包括两个极化的辐射臂13。其中，一个极化的辐射臂13形成于介质板14的一侧表面(如图5所示)，另一个极化的辐射臂13形成于介质板14的另一侧表面(图中未示出)。
如图4和图5所示的实施例中，上述第一天线110还可以包括引向片4，该引向片4位于第一辐射单元1背离第一频率选择表面2的一侧。用于改善第一辐射单元1的电气性能指标，例如散射(scatter，S)参数、水平波瓣宽度(horizontal beam width，HBW)等辐射指标。
请继续参考图5，具体的实施例中，上述第一馈电网络3还可以包括第二结构32，该第二结构32设置于第二条状结构22。也就是说，可以在第一条状结构21或者第二条状结构22设置第一馈电网络3，也可以在第一条状结构21和第二条状结构22都设置第一馈电网络3，具体根据需求设计即可。本申请实施例中，将第一馈电网络3的至少部分结构设置于第一条状结构21或者第二条状结构22，则第一馈电网络3不会破坏第一频率选择表面2的结构，以保证第一频率选择表面2可以反射第一辐射单元1的辐射信号，透射第二天线120的辐射信号。具体的，上述第二天线120也包括辐射单元和反射板，上述辐射信号由辐射单元辐射。由于本申请对第二天线120的具体结构不做限制，因此，在此也不作详述。
图6为本申请实施例中第一天线的一种局部放大结构示意图，图7为本申请实施例中第一天线的另一种局部放大结构示意图。请参考图4～图7，具体的实施例中，上述第一结构31可以包括第一功分线33，则该第一功分线33设置于第一条状结构21。上述第二结构32也可以包括第一功分线33，且第一结构31和第二结构32可以为同一根第一功分线33，本申请对此不做限制。换个角度理解，第一结构31指的是第一馈电网络3设置于第一条状结构21的部分，第二结构32指的是第一馈电网络3设置于第二条状结构22的部分，两者可以为同一结构，甚至，第一结构31和第二结构32可以为一体结构，只不过分布于第一频率选择表面2的不同位置。
具体可以使第一频率选择表面2设置有绝缘结构(图中未示出)，上述第一功分线33设置于绝缘结构，从而使得第一功分线33与第一频率选择表面2绝缘。上述第一辐射单元1包括第一信号层11和第一地层12。第一信号层11与上述第一功分线33电连接，从而实现第一辐射单元1的馈电。第一地层12与上述第一频率选择表面2电连接，以实现第一辐射单元1的接地，还可以使第一辐射单元1固定连接于第一频率选择表面2。
具体的实施例中，本申请实施例中的第一功分线33可以为微带线，从而便于制备第一功分线33，且占用空间较少。
请继续参考图4～图7，具体的实施例中，一种实施例中，第一结构31还可以包括多个第一滑动介质34。该第一滑动介质34滑动设置于第一功分线33与第一条状结构21之间，用于调节与第一功分线33电连接的第一辐射单元1的相位，从而实现第一馈电网络3的移相功能。具体的，可以认为第一频率选择表面2为第一功分线33的参考地，则第一滑动介质34设置于第一功分线33与第一频率选择表面2之间，则可以认为上述第一功分线33和第一滑动介质34相当于第一馈电网络3中的移相器。本实施例中，可以使得第一天线具有移相的功能，且第一滑动介质34的设置也无需利用额外的结构，直接利用第一频率选择表面2就可以设置上述第一滑动介质34。同样有利于减小第一天线的体积，减小天线系统的体积，提升基站的天线集成度，降低天线系统的风载。
相类似的，第二结构32可以包括多个第一滑动介质34，该第一滑动介质34设置于第一功分线33与第二条状结构22之间，用于调节与第一功分线33电连接的第一辐射单元1的相位，从而实现第一馈电网络3的移相功能。此处不进行赘述。
图8为本申请实施例中基站的另一种结构示意图，图8示出了上述天线系统100应用于基站的场景，图8所示实施例中的天线系统100相当于图2所示实施例中的天线01。上述第二天线120设置于第一天线110朝向安装架02的一侧。本申请实施例中，第一频率选择表面2可以用于反射第一辐射单元1的辐射信号，且透射第二天线120的辐射信号。由于第一天线110无需设置移相器腔体等结构，且第一频率选择表面2可以透射第二天线120的辐射信号，也就是说，第一频率选择表面2可以透射第二天线120的工作频段的电磁波。因此，第一天线110对于第二天线120的信号无干扰，则对于第二天线120的尺寸限制较小，可以根据实际需求设置第二天线120，可以第二天线120完全设置于第一天线110的背侧，第二天线120占用的天面空间小于第一天线110占用的天面空间，如图8所示；或者，图9为本申请实施例中基站的另一种结构示意图，如图9所示，另一种实施例中，还可以使第二天线120占用的天面空间与第一天线110占用的天面空间较为接近；或者，图10为本申请实施例中基站的另一种结构示意图，如图10所示，另一种实施例中，还可以使第二天线120占用的天面空间大于第一天线110占用的天面空间。该方案有利于丰富天线系统100的应用场景，不必受设置在前端的第一天线的尺寸限制。
图8～图10所示的实施例中，上述第一天线110包括第一天线罩111，第二天线120包括第二天线罩122。且第一天线罩111和第二天线罩122具有相互独立的内腔，使得第一天线110和第二天线120相互独立和解耦。该方案有利于提升天线系统100设置的灵活性，根据需求更换第一天线110或者第二天线120，也有利于分别维护第一天线110和第二天线120。
图11为本申请实施例中基站的另一种结构示意图，如图11所示，另一种实施例中，还可以使天线系统100包括第三天线罩130，上述第一天线110和第二天线120都设置于第三天线罩130的内腔。该实施例中，第一天线110和第二天线120设置于同一个天线罩内，也就是说，第一天线110和第二天线120集成为一个整体，该方案有利于提升天线系统100的整体性，以便于安装和拆卸。
图12为本申请实施例中第一频率选择表面的一种结构示意图，如图12所示，具体设置第一频率选择表面2的第一条状结构21和第二条状结构22时，相邻的第一条状结构21之间间隔第一距离a，相邻的第二条状结构22之间间隔第二距离b。上述第一距离a和第二距离b可以相等，也就是说，第一频率选择表面2的网格为正方形网格。因此，本申请实施例中的第一频率选择表面2的对称性较好，从而有利于提升第一频率选择表面2的对于信号的反射效果也较为均匀。此外，如果第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧设置有其它辐射单元时，第一频率选择表面2透射上述其它辐射单元的信号的效果也较为均匀。在其它实施例中，上述第一距离a和第二距离b也可以不等，本申请不做详述。
图13为本申请实施例中第一天线110的一种俯视结构示意，如图13所示，一种实施例中，第一频率选择表面2的第一条状结构21沿第一方向X延伸，第二条状结构22沿第二方向Y延伸。上述第一方向X和第二方向Y可以与第一辐射单元1的排列方向一致。例如，上述第一辐射单元1排列成辐射单元阵列，该辐射单元阵列的延伸方向与第一方向X一致；第一天线110还可以包括多个辐射单元阵列，则相邻的辐射单元阵列中的第一辐射单元1沿第二方向Y排布。或者说，第一天线110包括多个第一辐射单元1，多个第一辐射单元1分别沿第一方向X排列和第二方向Y排列。该方案可以使设置于第一条状结构21或第二条状结构22的第一功分线33的延伸方向与第一辐射单元1的排列方向一致，便于进行布线。具体的实施例中，上述第一辐射单元1按照矩阵排布，可以使上述第一方向X与第二方向Y垂直。当然，在其它实施例中，也可以使第一方向X与第二方向Y不垂直。
图14为本申请实施例中第一频率选择表面的一种结构示意图，如图12和图14所示，进一步的实施例中，上述第一频率选择表面2还包括金属贴片23，该金属贴片23设置于上述网格内。该实施例中，通过设置金属贴片23，可以提升第一频率选择表面2反射信号的带宽，且可以提升第一频率选择表面2的信号反射效率。
本申请实施例中，金属贴片23的形状和形态不做限制，例如，一种实施例中，上述金属贴片23可以为片状的实心结构，如图12所示；或者，另一种实施例中，上述金属贴片23还可以为中空的框结构，如图14所示。再或者，上述金属贴片23可以包括多个子结构，如图6和图7所示，每个网格内的金属贴片23包括四个子结构，且四个子结构对称设置于网格内。
不同网格内的金属贴片23的形状可以相同也可以不同，具体的实施例中，当不同网格内的金属贴片23的形状相同时，可以使得第一频率选择表面2包括的所有金属贴片23的形状一致，则有利于提升第一频率选择表面2的对称性。
第一频率选择表面2中可以包括单层的金属贴片23，也可以包括至少两层金属贴片23，具体可以根据实际需求来制备上述金属贴片23。
上述金属贴片23可以为平面的金属贴片23，也可以就有弯折部分。金属贴片23具有弯折部分类似于折纸。具体可以根据第一频率选择表面2反射和透射的频率带宽来设计金属贴片23的形状以及是否弯折等。
具体的实施例中，可以使第一频率选择表面2的每个网格内均设置有金属贴片23，从而提升第一频率选择表面2的滤波效果以及信号均匀性。
不同的实施例中，金属贴片23的具体设置方式本申请不做限制，例如，上述金属贴片23具体可以与第一条状结构21连接，或者与第二条状结构22连接，或者与第一条状结构21和第二条状结构22都有连接。
上述第一频率选择表面2还可以包括介质层，上述金属贴片23形成于该介质层。当然，上述第一条状结构21和第二条状结构22也可以形成于上述介质层。该实施例中，金属贴片23还可以与第一条状结构21和第二条状结构22均不连接。
图15为本申请实施例中第一频率选择表面的另一种结构示意图，图16为本申请实施例中第一条状结构的一种截面示意图。请结合图4、图15和图16，一种具体的实施例中，上述第一条状结构21具有凹槽24。具体的，上述凹槽24沿垂直于第一条状结构21延伸方向的截面为U形。第一结构31设置于上述凹槽24内，例如，第一功分线33设置于上述凹槽24内，或者第一功分线33和第一滑动介质34都设置于上述凹槽24内。该方案中，凹槽24包括第一底壁241和第一侧壁242，上述第一功分线33设置于凹槽24内，则凹槽24的两个第一侧壁242可以从第一功分线33的侧向屏蔽信号，从而减少第一功分线33传输的信号的泄漏，以提升信号的传输效率。
此外，相类似的，上述第二条状结构22也可以具有凹槽24，具体的，上述凹槽24沿垂直于第二条状结构22延伸方向的截面为U形。第二结构32可以设置于上述凹槽24内，例如，上述第一功分线33设置于该凹槽24内，或者第一功分线33和第一滑动介质34都设置于上述凹槽24内。同样，该凹槽24包括第一底壁241和第一侧壁242，上述第一功分线33设置于凹槽24内，则凹槽24的第一侧壁242可以从第一功分线33的侧向屏蔽信号，从而减少第一功分线33传输的信号的泄漏，以提升信号的传输效率。
具体的实施例中，如图15所示，可以使上述第一条状结构21整个延伸方向均为凹槽24，第二条状结构22整个延伸方向均为凹槽24。或者，另一种具体的实施例中，如图5～图7所示，还可以使得第一条状结构21沿延伸方向具有多个凹槽24，第二条状结构22沿延伸方向具有多个凹槽24，具体的，第一条状结构21和第二条状结构22交叠的区域可以为平板结构，第一条状结构21在相邻的两个第二条状结构22之间的区域为凹槽24，第二条状结构22在相邻的两个第一条状结构21之间的区域为凹槽24。图5～图7所示的实施例中，可以使第一功分线33的一部分设置于第一条状结构21，另一部分设置于第二条状结构22，具体的，第一功分线33可以在第一条状结构21与第二条状结构22交叠区域进行弯折。
图17为本申请实施例中第一条状结构的另一种截面示意图，如图17所示，另一种实施例中，还可以使上述第一条状结构21具有空腔25，该空腔25包括第二底壁251、顶壁252和两个第二侧壁253，上述第二底壁251、一个第二侧壁253、顶壁252和另一个第二侧壁253依次连接形成上述空腔25。第一结构31设置于上述空腔25内，例如，上述第一功分线33设置于上述空腔25内，或者，上述第一功分线33和第一滑动介质34都设置于上述空腔25内。则上述空腔25的各个壁可以屏蔽信号，从而进一步的减少第一功分线33传输的信号的泄漏，以提升信号的传输效率。
此外，相类似的，上述第二条状结构22也可以具有空腔25，同样，该空腔25也包括第二底壁251、顶壁252和两个第二侧壁253，上述第二底壁251、一个第二侧壁253、顶壁252和另一个第二侧壁253依次连接形成上述空腔25。第二结构32设置于上述空腔25内，例如，上述第一功分线33设置于上述空腔25内，或者，上述第一功分线33和第一滑动介质34都设置于上述空腔25内。则上述空腔25的各个壁可以屏蔽信号，从而进一步的减少第一功分线33传输的信号的泄漏，以提升信号的传输效率。
同样，具体的实施例中，可以使上述第一条状结构21整个延伸方向均为空腔25，第二条状结构22整个延伸方向也均为空腔25。或者，另一种具体的实施例中，还可以使得第一条状结构21沿延伸方向具有多个空腔25，第二条状结构22沿延伸方向具有多个空腔25，具体的，第一条状结构21和第二条状结构22交叠的区域可以为平板结构，第一条状结构21在相邻的两个第二条状结构22之间的区域为空腔25，第二条状结构22在相邻的两个第一条状结构21之间的区域为空腔25。
具体的实施例中，在第一频率选择表面2设置第一功分线33和第一滑动介质34时，第一功分线33和第一滑动介质34的设置方式不做限制，只需使第一功分线33设置于第一频率选择表面2，且不会破坏第一频率选择表面2对于信号的反射和透射性能即可。以第一条状结构21具有凹槽24为例，第一功分线33和第一滑动介质34设置于上述凹槽24。具体的，上述第一功分线33为带状。则一种实施例中，可以使第一功分线33面积较大的一侧的表面与凹槽24的底壁平行设置，且第一滑动介质34设置于第一功分线33与底壁之间，如图16所示。或者，另一种实施例中，还可以使第一功分线33面积较大的一侧的表面与凹槽24的侧壁平行设置，且第一滑动介质34设置于第一功分线33与第一侧壁242之间，如图18所示。
图15所示的实施例中，上述第一结构31设置于上述第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。例如，第一功分线33设置于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧，从而便于实现第一辐射单元1与第一功分线33的连接。此时，若第一功分线33设置于凹槽24内，也就是说，第一条状结构21具有凹槽24。则可以使凹槽24位于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧，或者说，使凹槽24的开口位于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。
或者，上述第二结构32设置于上述第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。例如，第一功分线33设置于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧，从而便于实现第一辐射单元1与第一功分线33的连接。此时，若第一功分线33设置于凹槽24内，也就是说，第二条状结构22具有凹槽24。则可以使凹槽24位于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧，或者说，使凹槽24的开口位于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。
图19为本申请实施例中第一天线110的另一种局部结构示意图，如图19所示，另一种实施例中，还可以使上述第一结构31设置于上述第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。例如，第一功分线33设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。同样，若第一功分线33设置于凹槽24内，也就是说，第一条状结构21具有凹槽24。则可以使凹槽24位于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧，或者说，使凹槽24的开口位于第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。
或者，上述第二结构32设置于上述第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。例如，第一功分线33设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。此时，若第一功分线33设置于凹槽24内，也就是说，第二条状结构22具有凹槽24。则可以使凹槽24位于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧，或者说，使凹槽24的开口位于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。
图20为本申请实施例中第一天线110的另一种结构示意图，如图20所示，再一种实施例中，还可以使上述第一结构31设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧和第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。也就是说，第一频率选择表面2的两侧都可以设置第一馈电网络3。例如，第一条状结构21的两侧都具有凹槽24，使得第一功分线33和第一滑动介质34设置于两侧的凹槽24内。本申请对此不做详述。该方案可以增加设置第一馈电网络3的空间，当第一馈电网络3连接的第一辐射单元1较多，或者在第一频率选择表面2不仅仅设置第一馈电网络3还设置有其它馈电网络时，都可以采用此方案，也就是将全部的馈电网络都设置于第一频率选择表面2。
或者，也可以使上述第二结构32设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧、和第一频率选择表面2朝向第一辐射单元1的一侧。与上述第一结构31的设置方式相同或类似，此处不进行赘述。
图21为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图，如图21所示，再一种实施例中，当第一频率选择表面2的两侧都设置有第一功分线33时，可以利用探针26连接位于第一频率选择表面2两侧的第一功分线33，使得位于第一频率选择表面2两侧的第一功分线33形成一个整体的馈电网络。另一种实施例中，还可以利用导电通孔等结构实现位于第一频率选择表面2两侧的第一功分线33的电连接。
图22为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图，如图22所示，另一种实施例中，第一天线110还可以包括第二辐射单元5和第二馈电网络6，该第二辐射单元5与第一辐射单元1设置于第一频率选择表面2的同一侧。上述第二馈电网络6包括第三结构，该第三结构也设置于第一频率选择表面2。例如，上述第三结构包括第二功分线。上述第二辐射单元5包括第二信号层和第二地层，第二辐射单元5的第二信号层与第二功分线电连接，从而实现第二辐射单元5的馈电；第二辐射单元5的第二地层与第一频率选择表面2电连接，从而实现第二辐射单元5的接地，还可以使第二辐射单元5固定连接于上述第一频率选择表面2。上述第一频率选择表面2还可以用于反射第二辐射单元5的信号，也就是说，第一频率选择表面2还相当于第二辐射单元5的反射板。上述第一辐射单元1的工作频段与第二辐射单元5工作频段不同，则该实施例中的第一天线110为多频天线，以实现不同频段的信号的通信。上述第二馈电网络6的至少部分结构也设置于第一频率选择表面2，因此，也无需额外设置腔体用于承载上述第二馈电网络6。因此，即使第一天线110为多频天线，本申请技术方案也可以简化第一天线的结构，减小第一天线的体积，减小天线系统的体积，提升基站的天线集成度，降低天线系统的风载。
相类似的，该第三结构具体可以设置于第一条状结构21，也可以设置于第二条状结构22，或者，可以设置于第一条状结构21或者第二条状结构22。该第三结构的结构和设置方式都类似于上述实施例中的第一结构31和第二结构32，此处不进行赘述。
图23为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图，如图23所示，另一种实施例中，当第一天线110包括第一辐射单元1和第二辐射单元5，为多频天线时，第一天线110还可以包括第二频率选择表面7，上述第二频率选择表面7设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。也就是说，该第一天线110包括两个叠置的频率选择表面，上述第二频率选择表面7也用于反射第一辐射单元1的信号和第二辐射单元5的信号。该实施例中，第一频率选择表面2与第二频率选择表面7配合，共同反射第一辐射单元1和第二辐射单元5的信号，有利于提升第一频率选择表面2和第二频率选择表面7的反射的带宽，提升整个第一天线的工作带宽，提升第一天线的通信效率。
该实施例中，由于第二频率选择表面7无需设置馈电网络，因此，结构可以相对简单一些，只要能够反射和透射不同频段的信号即可。
图24为本申请实施例中第一天线的另一种结构示意图，如图24所示，另一种实施例中，第一天线110还可以包括第三辐射单元8、第三频率选择表面9和第三馈电网络10。上述第三辐射单元8与第一辐射单元1设置于第一频率选择表面2的同一侧，第三频率选择表面9设置于第一频率选择表面2背离第一辐射单元1的一侧。上述第一辐射单元1的工作频段与第三辐射单元8的工作频段不同，则该实施例中的第一天线110也为多频天线，可以传输不同频段的信号。上述第三馈电网络10包括第四结构，该第四结构设置于第三频率选择表面9，例如，上述第四结构包括第三功分线，该第三功分线设置于第三频率选择表面9。上述第三辐射单元8包括第三信号层和第三地层，第三辐射单元8的第三信号层与第三功分线电连接，从而实现第三辐射单元8的馈电；第三辐射单元8的第三地层与第三频率选择表面9电连接，从而实现第三辐射单元8的接地，还可以使第三辐射单元8固定连接于上述第三频率选择表面9。上述第三频率选择表面9用于反射第一辐射单元1的信号和第三辐射单元8的信号，第一频率选择表面2用于反射第一辐射单元1的信号和第三辐射单元8的信号。第一频率选择表面2与第三频率选择表面9配合，共同反射第一辐射单元1和第三辐射单元8的信号，有利于提升第一频率选择表面2和第三频率选择表面9的反射的带宽，提升整个第一天线110的工作带宽，提升第一天线110的通信效率。
上述第四结构的结构和设置方式都可以类似于上述实施例中的第一结构31和第二结构32，此处不进行赘述。
该实施例中，第一馈电网络3设置于第一频率选择表面2，第三馈电网络10设置于第三频率选择表面9，则可以具有较多的空间(或者面积)设置馈电网络，还可以减少不同的功分线之间的串扰，提升信号的传输效率。
具体实现图24所示的实施例时，上述第一频率选择表面2具有通孔，则第三辐射单元8的第三信号层和第三地层穿过上述通孔设置，以使的第三信号层可以与位于第三频率选择表面9的第三功分线电连接，第三地层与第三频率选择表面9电连接。
值得说明的是，上述实施例中的第二频率选择表面7和第三频率选择表面9的具体结构可以与第一频率选择表面2相同或者类似，当然，也可以不同，本申请对此不做限制。只需第一频率选择表面2、第二频率选择表面7和第三频率选择表面9都可以透射第二天线120的辐射信号即可。
图25为本申请实施例中第一天线的另一种俯视结构示意图，如图25所示，本申请实施例中，第一天线110还可以包括反射板20，该反射板20可以反射全部频段的信号，具体可以为金属板。该第一天线110包括的第一频率选择表面2和反射板20都用于反射第一天线110的辐射信号。第一天线110包括的辐射单元中的一部分设置于第一频率选择表面2，另一部分设置于反射板20。上述辐射单元除了包括第一辐射单元以外，还可以包括第二辐射单元5或者第三辐射单元8。该实施例中，部分第一功分线33还可以设置于反射板20，本申请对此不做限制。该方案可以减小第一天线110的第一频率选择表面2的面积，降低第一天线110的成本。此时，第二天线120与第一频率选择表面2相对设置，金属反射版对第二天线120无遮挡，从而保证第二天线120的辐射信号可以穿过第一天线110进行辐射。具体的，上述该反射板20与第一频率选择表面2可以位于同一平面，也可以位于不同的表面，本申请对此不做限制。
相类似的，当第一天线110包括第二频率选择表面7时，还可以使第二频率选择表面7所在的平面也设置有反射板。具体应用时，可以使与第二频率选择表面7在同一平面的反射板，和与第一频率选择表面2在同一平面的反射板对应设置。
此外，当第一天线110包括第三频率选择表面9时，还可以使第三频率选择表面9所在的平面也设置有反射板。具体应用时，可以使与第三频率选择表面9在同一平面的反射板，和与第一频率选择表面2在同一平面的反射板对应设置。
上述任一实施例中的第一辐射单元1、第二辐射单元5和第三辐射单元8可以是有源的，也可以是无源的，本申请对此不做限制。
本申请实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种天线系统，其特征在于，包括第一天线和第二天线，所述第一天线包括第一辐射单元、第一频率选择表面和第一馈电网络，所述第一辐射单元设置于所述第一频率选择表面的一侧，所述第二天线设置于所述第一频率选择表面背离所述第一辐射单元的一侧；
所述第一频率选择表面包括多个第一条状结构和多个第二条状结构，所述第一条状结构和所述第二条状结构为金属条状结构，多个所述第一条状结构与多个所述第二条状结构相交形成多个网格，所述第一馈电网络包括第一结构，所述第一结构设置于所述第一条状结构。
2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈电网络还包括第二结构，所述第二结构设置于所述第二条状结构。
3.如权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述第一频率选择表面还包括金属贴片，所述金属贴片设置于所述网格内。
4.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，每个所述网格内均设置有所述金属贴片。
5.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一条状结构具有凹槽，所述第一结构设置于所述凹槽内。
6.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第二条状结构具有凹槽，所述第二结构设置于所述凹槽内。
7.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一条状结构具有空腔，所述第一结构设置于所述空腔内。
8.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第二条状结构具有空腔，所述第二结构设置于所述空腔内。
9.如权利要求1～8任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一结构设置于所述第一频率选择表面朝向所述第一辐射单元的一侧，和/或，所述第一结构设置于所述第一频率选择表面背离所述第一辐射单元的一侧。
10.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第二结构设置于所述第一频率选择表面朝向所述第一辐射单元的一侧，和/或，所述第二结构设置于所述第一频率选择表面背离所述第一辐射单元的一侧。
11.如权利要求1～10任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一结构包括第一功分线，所述第一功分线设置于所述第一条状结构。
12.如权利要求11所述的天线系统，其特征在于，所述第一结构还包括第一滑动介质，所述第一滑动介质滑动设置于所述第一功分线与所述第一条状结构之间。
13.如权利要求1～12任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线还包括第二辐射单元和第二馈电网络，所述第二辐射单元与所述第一辐射单元设置于所述第一频率选择表面的同一侧，所述第二馈电网络包括第三结构，所述第三结构设置于所述第一频率选择表面；所述第一辐射单元的工作频段与所述第二辐射单元的工作频段不同。
14.如权利要求13所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线还包括第二频率选择表面，所述第二频率选择表面设置于所述第一频率选择表面背离所述第一辐射单元的一侧。
15.如权利要求1～14任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线还包括第三辐射单元、第三频率选择表面和第三馈电网络，所述第三辐射单元与所述第一辐射单元设置于所述第一频率选择表面的同一侧，所述第三频率选择表面设置于所述第一频率选择表面背离所述第一辐射单元的一侧；
所述第三馈电网络包括第四结构，所述第四结构设置于所述第三频率选择表面；所述第一辐射单元的工作频段与所述第三辐射单元的工作频段不同。
16.如权利要求1～15任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线还包括反射板，所述反射板用于反射所述第一辐射单元的辐射信号。
17.如权利要求1～16任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线为无源天线，所述第二天线为有源天线。
18.如权利要求1～17任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线包括第一天线罩，所述第二天线包括第二天线罩，所述第一天线罩和所述第二天线罩具有相互独立的内腔。
19.如权利要求1～18任一项所述的天线系统，其特征在于，还包括第三天线罩，所述第一天线和所述第二天线设置于所述第三天线罩的内腔。
20.一种基站，其特征在于，安装架和包括如权利要求1～19任一项所述的天线系统，所述天线系统安装于所述安装架。
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