CN205752558U - 双频阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双频阵列天线，包括反射板，以及设于所述反射板上的多个低频振子和多个高频振子，所述低频振子中嵌套有高频振子，且相邻的低频振子之间设有高频振子，至少一个所述的低频振子中嵌套有两个所述的高频振子。本实用新型提供的双频阵列天线，根据实际的低频振子与高频振子的频段，选择不同的组阵方案，实现低频振子的间距是天线阵列高频振子之间的平均间距的2倍到4倍的不同倍数关系，以此达到优化天线性能的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信领域，特别是涉及一种双频阵列天线。
背景技术
随着移动通信技术的迅猛发展，移动通信网络对基站天线的要求越来越高，尤其是对能够同时兼容2G、3G、4G网络频段的宽频带天线需求更为迫切。此外，随着各运营商网络优化的不断深入，其对多频系列天线的性能、尺寸均提出了更高要求。
根据天线阵列原理，天线的单元间距超过一个波长时，天线会出现大副瓣，导致天线辐射性能下降，因此设计时天线间距不应超过一个波长。常规的2G/3G双频共用天线，低频频段(820-960MHz)的波长约为高频频段(1710-2170MHz)波长的2倍。因此，现有技术中通常以低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的2倍进行设置，如专利CN101425626所给出的设计方案(如图1所示)，该方案采用一个低频辐射单元嵌套一个高频辐射单元，两个低频辐射单元之间设置有一个高频辐射单元；另一种常见的现有技术是低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的3倍设置，如专利CN102299398A(如图2所示)所给出的技术方案，该方案为一个低频辐射单元嵌套一个高频辐射单元，两个低频辐射单元之间设置有两个高频辐射单元。
目前4G LTE工作频段扩展至2700MHz，但是，未来5G使用的频段为3.5GHz甚至更高频段，低频频段的波长是高频频段的两倍到4倍，如果依旧采用常见的高低频振子2倍或3倍间距设计会导致高频或低频垂直面方向图出现较高的副瓣，难以实现最优的辐射性能。虽然专利公开号CN102969575A(如图3所示)给出了一种基于2.5倍间距的设计方案，但其给出的方案为至少一个低频辐射单元在相邻的两个高频辐射单元之间，高低频辐射单元的电磁耦合大，设计十分困难。
因此，在合理控制天线整体尺寸的情况下设计出理想阵列中双频振子之间的间距，以达到优化天线电气参数的设计依然十分困难，迫切需要改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双频阵列天线，根据实际的低频振子与高频振子的频段，选择不同的组阵方案，达到优化天线性能的目的。
为了解决上述问题，本实用新型提供一种双频阵列天线，包括反射板，以及设于所述反射板上的多个低频振子和多个高频振子，所述低频振子中嵌套有高频振子，且相邻的低频振子之间设有高频振子，至少一个所述的低频振子中嵌套有两个所述的高频振子。
进一步的，所述任意两个相邻的低频振子中分别套设有两个高频振子和一个高频振子。
进一步的，所述任意两个相邻的低频振子中分别套设有两个高频振子。
进一步的，所述低频振子包括两对极化正交的对称振子，所述每个振子包括振子臂和振子巴伦，所述振子臂与所述振子巴伦垂直相交连接。
进一步的，所述振子巴伦固定于所述反射板上，且所述振子巴伦与所述反射板的夹角不小于60°。
进一步的，所述振子巴伦与所述反射板的夹角为90°。
进一步的，所述相邻的低频振子之间设有一个高频振子。
进一步的，所述相邻的低频振子之间设有两个高频振子。
进一步的，所述相邻两个低频振子的间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的3倍。
进一步的，所述相邻两个低频振子的平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的4倍。
进一步的，所述相邻的低频振子之间设有一个高频振子。
进一步的，所述相邻的低频振子之间设有两个高频振子。
进一步的，所述相邻两个低频振子的平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的2.5倍。
进一步的，所述相邻两个低频振子的平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的3.5倍。
本实用新型的方案具有以下优点：
1、本实用新型包括反射板，以及设于所述反射板上的多个低频振子和多个高频振子，所述低频振子和所述高频振子沿所述反射板的水平方向共轴设置，截面尺寸小；所述低频振子中嵌套有高频振子，且相邻的低频振子之间设有高频振子，至少一个所述的低频振子中嵌套有两个所述的高频振子，通过实际的低频振子与高频振子的频段，选择不同的组阵方案，从而实现低频振子平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的2倍到4倍的不同倍数关系，以此达到优化天线性能的目的。
2、本实用新型中的低频振子包括两对极化正交的对称振子，所述每个振子包括振子臂和振子巴伦，所述振子臂与所述振子巴伦垂直相交连接，振子巴伦固定于反射板上，且所述振子巴伦与所述反射板的夹角大于或等于60°，优选为90°，可以使低频振子中能够嵌套高频振子，并减少振子巴伦对高频振子的影响。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为中国CN101425626号专利公告给出的一种宽频带环状双极化辐射单元及线阵天线的结构示意图；
图2为中国CN102299398A号专利公告给出的一种双频双极化天线的结构示意图；
图3为中国CN102969575A号专利公告给出的一种多频阵列天线的结构示意图；
图4为本实用新型实施例一双频阵列天线的俯视图；
图5为本实用新型实施例一双频阵列天线的立体图；
图6为本实用新型实施例一振子巴伦与反射板夹角示意图；
图7为本实用新型实施例二双频阵列天线的俯视图；
图8为本实用新型实施例二双频阵列天线的立体图。
其中，本实用新型实施例中：1、反射板；2、低频振子；21、振子臂；22、振子巴伦；3、高频振子。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
实施例一
结合图4和图5所示，本实用新型实施例提供一种双频阵列天线的结构，该双频阵列天线包括反射板1，以及设于反射板1上的多个低频振子2和多个高频振子3，低频振子2和高频振子3沿反射板1的水平方向共轴设置，截面尺寸小；低频振子2中嵌套有高频振子3，且相邻的低频振子2之间设有高频振子3，至少一个低频振子2中嵌套有两个高频振子3。通过实际的低频振子2与高频振子3的频段，选择不同的组阵方案，从而实现低频振子2的平均间距为天线阵列高频振子3之间的平均间距的2倍到4倍的不同倍数关系，以此达到优化天线性能的目的。另外，在本实用新型所揭示的所有实施例中，低频振子2和高频振子3均工作于不同频段范围，这里的低频振子2中的“低频”表示相对于高频振子3中的“高频”频率低。优选的，低频振子2工作于790—960MHz频段范围，涵盖当前全球范围内的2G、3G移动通信频段，而高频振子3工作于1700—2700MHz频段范围，涵盖当前全球范围内的4G如LTE制式的移动通信频段，低频中心频点的波长约为高频的2.5倍。本实用新型所述的双频阵列天线，截面尺寸小，风阻小，阵列结构简单且一致性好。
在本实用新型所述的双频阵列天线中，任意两个相邻的低频振子2中分别套设有两个高频振子3，套设于低频振子2中的两个高频振子3之间的间距可以根据实际需要进行调节。由于低频振子2的口径较大，为了实现低频振子2的振子臂21在反射板1上的投影与高频振子3在反射板1上的投影不相交这一目的，可以将低频振子2的振子臂21设计成尽量向外延伸，而将低频振子2中嵌套的两个高频振子3设计成间距变小。
当低频振子2的数量为两个或两个以上时，相邻的低频振子2之间也设有高频振子3。具体的，相邻的低频振子2之间设有一个高频振子3，此时，相邻两个低频振子2之间的间距为天线阵列高频振子3之间的平均间距的3倍，可适用于低频振子(694-793MHz频段)与高频振子(1700—2700MHz频段)的共轴嵌套组阵。
若相邻的低频振子2之间设有两个高频振子3，此时，相邻两个低频振子2之间的间距为天线阵列高频振子3之间的平均间距的4倍，可用于低频波长约为高频的4倍时的天线组阵。
低频振子2包括两对极化正交的对称振子，每个振子包括振子臂21和振子巴伦22，振子臂21与振子巴伦22垂直相交连接。
振子巴伦22固定于反射板1上，且振子巴伦22与反射板1的夹角θ不小于60°，如图6所示。优选的，振子巴伦22与反射板1的夹角θ为90°。采用该种设计，可以使低频振子2中能够嵌套两个高频振子3，并且，振子巴伦22对高频振子3的影响较小。
实施例二
如图7和图8所示，本实用新型实施例提供一种双频阵列天线的结构，其主要特点在于：任意两个相邻的低频振子2中分别套设有两个高频振子3和一个高频振子3。其余同实施例一。
具体的，低频振子2的数量为至少两个。其中一个低频振子2中嵌套有两个高频振子3，而与其相邻的另一个低频振子2中则嵌套有一个高频振子3。为了实现低频振子2的振子臂21在反射板1上的投影与高频振子3在反射板1上的投影不相交的目的，可以设置较小口径的低频振子2，从而尽量避免对旁边的高频振子3造成干扰。
其中，相邻的低频振子2之间设有一个高频振子3，此时，相邻两个低频振子2的平均间距为天线阵列高频振子3之间的平均间距的2.5倍，能够满足低频振子(790—960MHz频段)与高频振子(1700—2700MHz频段)的共轴嵌套组阵，也可满足其他低频波长约为高频波长为2.5倍的组阵。
若相邻的低频振子2之间设有两个高频振子3，则相邻两个低频振子2的平均间距为天线阵列高频振子3之间的平均间距的3.5倍，可满足低频波长约为高频波长3.5倍时的天线组阵，如用于LTE700的低频(694-793MHz频段)和用于FDD的高频(2490-2690MHz频段)组阵时，可用该方案组阵。
本实用新型所述的双频阵列天线，可以根据实际的高频振子和低频振子的频段，选择不同的组阵方案，从而实现低频振子平均间距是高频振子平均间距的2倍到4倍的不同倍数关系，从而优化天线的性能。
以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (14)
1.一种双频阵列天线，包括反射板，以及设于所述反射板上的多个低频振子和多个高频振子，所述低频振子中嵌套有高频振子，且相邻的低频振子之间设有高频振子，其特征在于，至少一个所述的低频振子中嵌套有两个所述的高频振子。
2.根据权利要求1所述的双频阵列天线，其特征在于，所述任意两个相邻的低频振子中分别套设有两个高频振子和一个高频振子。
3.根据权利要求1所述的双频阵列天线，其特征在于，所述任意两个相邻的低频振子中分别套设有两个高频振子。
4.根据权利要求2或3所述的双频阵列天线，其特征在于，所述低频振子包括两对极化正交的对称振子，所述每个振子包括振子臂和振子巴伦，所述振子臂与所述振子巴伦垂直相交连接。
5.根据权利要求4所述的双频阵列天线，其特征在于，所述振子巴伦固定于所述反射板上，且所述振子巴伦与所述反射板的夹角不小于60°。
6.根据权利要求5所述的双频阵列天线，其特征在于，所述振子巴伦与所述反射板的夹角为90°。
7.根据权利要求3所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻的低频振子之间设有一个高频振子。
8.根据权利要求3所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻的低频振子之间设有两个高频振子。
9.根据权利要求7所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻两个低频振子的间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的3倍。
10.根据权利要求8所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻两个低频振子的平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的4倍。
11.根据权利要求2所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻的低频振子之间设有一个高频振子。
12.根据权利要求2所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻的低频振子之间设有两个高频振子。
13.根据权利要求11所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻两个低频振子的平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的2.5倍。
14.根据权利要求12所述的双频阵列天线，其特征在于，所述相邻两个低频振子的平均间距为天线阵列高频振子之间的平均间距的3.5倍。
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