CN212380570U - 一种多频带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多频带天线，包括至少一个低频子天线以及至少一个高频子天线；其中，所述低频子天线包括至少一个低频振子，所述高频子天线包括至少一个高频振子，所述低频振子和高频振子共用一块反射板或各自配置反射板，所述高频振子的馈线处安装有铁氧体磁环，用于消除高频振子的馈线上的低频感应电流，从而抑制高频子天线对低频子天线的耦合效应与寄生辐射干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信的技术领域，尤其是指一种多频带天线。
背景技术
业内习知，天线是接收与发射无线信号的媒介，是无线通信系统中的关键部件，其性能的优劣直接影响着系统的通信质量。随着无线通信技术的快速发展，多频天线得到了广泛的关注与应用。多频天线可以充分利用有限的空间，在提供高速、多网络制式、多样化的服务的同时降低设备及场地租赁的成本。
多频带天线通常是由子天线构成的天线阵列，这些子天线通常包括低频子天线与高频子天线。低频子天线与高频子天线工作在不同的频带范围内。每个多频带天线包括至少一个低频子天线以及一个或者多个高频子天线。
多频带天线中的低频子天线与高频子天线被放置在一个有限的空间内，因此低频子天线与高频子天线之间存在强烈的交叉频带耦合效应，从而导致寄生辐射干扰问题，这将严重恶化多频带天线的性能，会对用户体验造成不良影响。
图1a、图1b分别为传统多频带天线中的低频子天线单独存在时的辐射方向图与半功率波束宽度。在没有高频子天线的情况下，低频子天线具有正常的辐射方向图和稳定的波束宽度。
图1c、图1d分别为传统多频带天线中的低频子天线的辐射方向图与半功率波束宽度。由图1c所示，低频子天线的辐射方向图产生了明显的畸变，例如在0.7GHz附近，低频子天线的波束宽度显著变宽且具有很强的后向辐射。由图1d所示，低频子天线的带内波束宽度产生了剧烈的波动。对于传统的多频带天线，低频子天线的辐射方向图发生畸变是由于高频子天线馈线上的共模低频感应电流导致的。
目前解决该问题的常用方法有两种，方法一：对多频带天线加载寄生单元、金属挡板等结构；方法二：通过延长或缩短高频阵子馈线的长度，将干扰频带移动至低频子天线的工作频带之外。
随着多频带天线阵列规模的扩大，需要向多频带天线加载大量的寄生单元、金属挡板等结构，用以抑制低频子天线与高频子天线之间的耦合效应与寄生辐射干扰。这样做不仅会降低多频带天线的空间利用效率，同时增加了多频带天线的制造成本。此外，加载寄生单元、金属挡板等结构的有效作用带宽较窄，难以满足宽频带干扰抑制的要求。通过调整高频振子的馈线长度，可以在一定范围内移动干扰频带。但是，采用方法二无法消除高频振子馈线上的低频耦合电流，上述耦合效应与寄生辐射干扰依然存在。虽然干扰频带被移动，但是带内后向辐射强的问题难以得到有效解决。此外，对于具有宽带低频子天线的多频带天线，由于高频子天线对低频子天线的寄生辐射干扰具有明显的周期性，采用方法二可能无法将干扰频带完全移动至低频子天线的工作频带之外。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种简单可靠的多频带天线，可有效抑制高频子天线对低频子天线的耦合效应与寄生辐射干扰。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种多频带天线，包括至少一个低频子天线以及至少一个高频子天线；其中，所述低频子天线包括至少一个低频振子，所述高频子天线包括至少一个高频振子，所述低频振子和高频振子共用一块反射板或各自配置反射板，所述高频振子的馈线处安装有铁氧体磁环，用于消除高频振子的馈线上的低频感应电流，从而抑制高频子天线对低频子天线的耦合效应与寄生辐射干扰。
进一步，所述高频振子的每一根馈线上安装有至少一个铁氧体磁环。
进一步，将所述高频振子的所有馈线作为一个整体，其上安装有至少一个铁氧体磁环。
进一步，所述高频振子的馈线为同轴电缆，其外导体与反射板相连接。
本实用新型于现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线的高频振子的馈线上安装有铁氧体磁环，其利用铁氧体磁环消除高频振子的馈线上的低频感应电流，从而有效地抑制了高频子天线对低频天线的寄生辐射干扰。
2、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线利用铁氧体磁环可以从根源上消除干扰源对低频天线的寄生辐射干扰，使低频天线获得与其独立存在时相似的S参数与辐射方向图。
3、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线利用铁氧体磁环不仅可以使低频天线获得稳定的波束宽度，同时可以有效地解决低频天线在干扰频带内后向辐射过大的问题。
4、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线利用铁氧体磁环自身的宽带滤波特性，其可以在非常宽的频带范围内抑制高频振子馈线上的感应电流，因此本实用新型天线可用于抑制宽带多频天线之间的寄生辐射干扰，这是已有多频带天线所不具备的。
5、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线使用同轴电缆作为高频振子的馈线，由于同轴电缆属于半封闭型导波系统，在其上添加铁氧体磁环不会对高频振子自身的性能产生不利影响。
6、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线无需添加额外的寄生单元或金属挡板，易于实现且具有更高的性能一致性以及更低的制造成本。
7、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线对产品开发人员设计经验的要求更低，可以最大限度地降低天线的开发及工程实现难度。
8、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线所使用的铁氧体磁环易于获得且价格低廉，其不会对产品的成本控制造成不利影响。
附图说明
图1a为传统多频带天线中的低频子天线单独存在时的辐射方向图。
图1b为传统多频带天线中的低频子天线单独存在时的半功率波束宽度示意图。
图1c为传统多频带天线中的低频子天线的辐射方向图。
图1d为传统多频带天线中的低频子天线的半功率波束宽度示意图。
图2为实施例1中多频带天线的结构示意图。
图3为实施例1中多频带天线的高频子天线结构示意图。
图4为实施例1中多频带天线的低频子天线辐射方向图。
图5为实施例1中多频带天线的高频子天线回波损耗示意图。
图6为实施例2中高频子天线的结构示意图。
图7为实施例3中高频子天线的结构示意图。
图8为实施例4中高频子天线的结构示意图。
图9为实施例5中高频子天线的结构示意图。
图10为实施例6中高频子天线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1
参见图2和图3所示，本实施例所提供的多频带天线，包括一个低频子天线301和四个相同结构的高频子天线200a-200d，低频子天线301位于四个高频子天线200a-200d的中间；低频子天线301包括一个低频振子，高频子天线包括一个高频振子，该低频振子和高频振子可以共用一块反射板或者各自配置反射板，而在本实施例是共用一块反射板205；所述高频振子包括辐射臂201a-201d，耦合馈电片202a、202b，介质基板203和馈线204a、204b；辐射臂201a-201d与耦合馈电片202a、202b被设计在介质基板203上；馈线204a、204b为同轴电缆，馈线204a的内导体与耦合馈电片202a相连，馈线204b的内导体与耦合馈电片202b相连，馈线204a外导体的一端与辐射臂201b相连，另一端与反射板205相连，馈线204b外导体的一端与辐射臂201a相连，另一端与反射板205相连，馈线204a、204b上均安装有一个铁氧体磁环，铁氧体磁环是中空的，馈线204a、204b分别从铁氧体磁环206a、206b的内部穿过。
参见图4所示，与图1c中的辐射方向图相比，图4中的辐射方向图具有更为正常的波束宽度。图4中的辐射方向图与图1a中的结果相近。通过在高频子天线200a-200d的馈线上加载铁氧体磁环，其上的共模低频感应电流被消除，从而实现低频子天线的方向图保形。
参见图5所示，当高频子天线去掉铁氧体磁环时，可以获得与高频子天线近乎相同的回波损耗曲线。因此，在高频子天线的馈线上加载铁氧体磁环不会对高频子天线的阻抗匹配造成不良影响。
实施例2
参见图6所示，与实施例1不同的是本实施例的高频振子安装有一个双孔的铁氧体磁环606，其馈线604a、604b分别穿过该铁氧体磁环606的两个孔。
实施例3
参见图7所示，与实施例2不同的是本实施例的高频振子安装有一个单孔的铁氧体磁环706，其馈线704a、704b同时穿过该铁氧体磁环706。
实施例4
参见图8所示，与实施例1不同的是本实施例的高频振子的馈线804a、804b分别穿过多个铁氧体磁环806a1-806am与807b1-807bn，即馈线804a穿过多个铁氧体磁环806a1-806am，馈线804b穿过多个铁氧体磁环807b1-807bn，其中m与n为大于1的自然数，馈线穿过多个铁氧体磁环可以使高频子天线获得更宽的耦合抑制带宽。
实施例5
参见图9所示，与实施例2不同的是本实施例的高频振子安装有多个双孔的铁氧体磁环906a1-906an，其馈线904a、904b看作成一个整体，穿过该多个铁氧体磁环906a1-906an的两个孔，其中n为大于1的自然数。
实施例6
参见图10所示，与实施例3不同的是本实施例的高频振子安装有多个单孔的铁氧体磁环1006a1-1106an，其馈线1004a、1004b看作成一个整体，穿过该多个铁氧体磁环1006a1-1106an，其中n为大于1的自然数。
以上所述实施例只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种多频带天线，其特征在于：包括至少一个低频子天线以及至少一个高频子天线；其中，所述低频子天线包括至少一个低频振子，所述高频子天线包括至少一个高频振子，所述低频振子和高频振子共用一块反射板或各自配置反射板，所述高频振子的馈线处安装有铁氧体磁环，用于消除高频振子的馈线上的低频感应电流，从而抑制高频子天线对低频子天线的耦合效应与寄生辐射干扰。
2.根据权利要求1所述的一种多频带天线，其特征在于：所述高频振子的每一根馈线上安装有至少一个铁氧体磁环。
3.根据权利要求1所述的一种多频带天线，其特征在于：将所述高频振子的所有馈线作为一个整体，其上安装有至少一个铁氧体磁环。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种多频带天线，其特征在于：所述高频振子的馈线为同轴电缆，其外导体与反射板相连接。
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| CN202021161042.0U CN212380570U (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 一种多频带天线 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111786113A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-16 | 华南理工大学 | 一种多频带天线 |
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2020
- 2020-06-22 CN CN202021161042.0U patent/CN212380570U/zh not_active Expired - Fee Related
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