CN214706236U - 用于形成双波束的天线及包括该天线的混合型天线 - Google Patents

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CN214706236U CN202120536738.5U CN202120536738U CN214706236U CN 214706236 U CN214706236 U CN 214706236U CN 202120536738 U CN202120536738 U CN 202120536738U CN 214706236 U CN214706236 U CN 214706236U
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Abstract

本实用新型涉及用于形成双波束的天线，包括：包括第一和第二振子组的振子阵列，第一和第二振子组分别包括至少三个第一振子；以及包括相互独立的第一和第二馈电网络的馈电网络，第一馈电网络包括第一功分器和第一电缆组，第一功分器通过相应的第一电缆组与每个第一振子电连接并且第一功分器和/或第一电缆组用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子中的相位，第二馈电网络包括第二功分器和第二电缆组，第二功分器通过相应的第二电缆组与每个第二振子电连接并且第二功分器和/或第二电缆组用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子中的相位。本公开使得双波束信号的同极化隔离效果更好而且波束指向性更稳定。

Description

用于形成双波束的天线及包括该天线的混合型天线
技术领域
本实用新型涉及通信领域，更为具体地涉及一种用于形成双波束的天线和包括该用于形成双波束的天线的混合型天线。
背景技术
移动通信作为人们沟通、娱乐、获取信息的重要渠道，已成为现代社会密不可分的一部分，拥有广泛的用户基础和应用范围。为了满足用户使用需求，移动通讯领域出现了2G、3G、4G、WLAN等多通信系统共存的局面，并且不同的通讯系统被分配不同的通讯频段。因此，一个能够同时覆盖多个频段的天线可以提高基站站址资源，频谱资源，环境资源的利用率，减小资源浪费。
实用新型内容
有鉴于对于背景技术中所存在的问题的深刻理解，本实用新型的发明人在本案中提出一种新的双波束实现方式，即通过将不同波束的馈电网络和振子独立开来设计来实现。该方式可以提高双波束的同极化隔离，改善波束指向稳定性，同时可为两列低频提供足够的地，保证低频性能良好。
具体而言，本实用新型的第一方面提出了一种用于形成双波束的天线，其特征在于，所述天线包括：
振子阵列，所述振子阵列包括：第一振子组和第二振子组，所述第一振子组包括设置成一排的至少三个第一振子，所述第二振子组包括设置成一排的至少三个第二振子，其中，所述第一振子组和所述第二振子组中的振子相互独立；以及
馈电网络，所述馈电网络包括第一馈电网络和第二馈电网络，其中，所述第一馈电网络和所述第二馈电网络相互独立，其中，所述第一馈电网络包括第一功分器和第一电缆组，所述第一功分器通过相应的第一电缆组与所述第一振子组中的每个第一振子电连接，并且所述第一功分器和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子中的相位，并且其中，所述第二馈电网络包括第二功分器和第二电缆组，所述第二功分器通过相应的第二电缆组与所述第二振子组中的每个第二振子电连接，并且所述第二功分器和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子中的相位。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述振子阵列还包括：
第三振子组，所述第三振子组包括设置成一排的至少三个第三振子，其中，第一振子的数量和第三振子的数量相同并且所述至少三个第三振子中的每个第三振子与对应的第一振子错开；以及
第四振子组，所述第四振子组包括设置成一排的至少三个第四振子，其中，第二振子的数量和第四振子的数量相同并且所述至少三个第四振子中的每个第四振子与对应的第二振子错开。通过电缆组或是功分器输出口之间的相位差实现，并采用振子水平错位的方式来改善水平60度附近的栅瓣，从而改善天线的波束指向稳定性。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述馈电网络还包括：
第三馈电网络，所述第三馈电网络包括第三功分器和第三电缆组，所述第三功分器通过相应的所述第三电缆组与所述第三振子组中的每个第三振子电连接，并且所述第三功分器和/或所述第三电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子中的相位；以及
第四馈电网络，所述第四馈电网络包括第四功分器和第四电缆组，所述第四功分器通过相应的所述第四电缆组与所述第四振子组中的每个第四振子电连接，并且所述第四功分器和/或所述第四电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子中的相位，其中，所述第三馈电网络和所述第四馈电网络相互独立。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组和所述第二振子组中的每个振子组与所述第三振子组和所述第四振子组中的每个振子组均非排列在一排上面。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组和所述第二振子组排列在一排上面。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第三振子组和所述第四振子组排列在一排上面。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一电缆组中每根电缆的长度以及所述第一功分器的结构和所述第一角度相关联；并且所述第二电缆组中每根电缆的长度以及所述第二功分器的结构和所述第二角度相关联。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度在0度至150度的范围之中。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度为90度。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第三振子组中相邻的两个第三振子的相位差为第三角度并且所述第四振子组中相邻的两个第四振子的相位差为第四角度。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第三电缆组中每根电缆的长度以及所述第三功分器的结构和所述第三角度相关联；并且所述第四电缆组中每根电缆的长度以及所述第四功分器的结构和所述第四角度相关联。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度，其中，所述第一角度与所述第三角度相同，所述第二角度与所述第四角度相同。
在依据本实用新型的一个实施例之中，不同的相邻排的对应的振子之间的相位差与所述对应的振子之间的错位距离相关联。
此外，本实用新型的第二方面提出了一种混合型天线，所述混合型天线包括根据本实用新型的第一方面所提出的用于形成双波束的天线和第二天线，其中，所述第二天线包括低频振子阵列和高频振子阵列中的至少一种。
本实用新型的第三方面提出了一种混合型天线，所述混合型天线包括根据本实用新型的第一方面所提出的用于形成双波束的天线、第二天线及第三天线，其中，所述第二天线包括低频振子阵列并且所述第三天线包括高频振子阵列。
依据本实用新型所公开的用于形成双波束的天线以及包括该天线的混合型天线通过将形成不同波束的馈电网络和振子相互独立地进行设计，从而使得所形成的双波束的同极化隔离效果更为理想，而且由此形成的双波束天线的波束指向性也更为稳定。
附图说明
参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。
图1示出了现有技术中利用巴特勒矩阵原理所实现的用于形成双波束的天线100的原理图；
图2A示出了依据本实用新型的一个实施例的用于形成双波束的天线200的原理图；
图2B示出了依据本实用新型的另一个实施例的用于形成双波束的天线200'的原理图；
图2C示出了依据本实用新型的又一个实施例的用于形成双波束的天线200”的原理图；
图3示出了依据本实用新型的一个实施例的用于形成双波束的天线300的振子排列的示意图；
图4示出了依据本实用新型的一个实施例的用于形成双波束的天线的400的振子排列的示意图；
图5示出了依据本实用新型的一个实施例的包括用于形成双波束的天线的混合型天线500的示意图；以及
图6示出了依据本实用新型的一个实施例的包括用于形成双波束的天线的混合型天线600的示意图。
本实用新型的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本实用新型一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本实用新型的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本实用新型的所有实施例。可以理解，在不偏离本实用新型的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本实用新型的范围由所附的权利要求所限定。
如图1所示，传统的利用巴特勒(Butler)矩阵原理所实现的双波束天线利用3dB电桥110来实现双波束，具体而言，该3dB电桥110的两个输入端输入的分别是用于形成波束1和波束2的电信号，经过3dB电桥110的处理，在输出端处形成相应的电信号，并将相对应的电信号输出至振子122、124、126、以及128。具体来看，如图1所示，形成波束1的电信号在这四个振子122、124、126、以及128上的相位分别为-3ΔP、-2ΔP、-ΔP以及0度，而形成波束2的电信号在这四个振子122、124、126、以及128上的相位分别为0度、-ΔP、-2ΔP以及-3ΔP，所述ΔP只能为90度。如此形成波束1和波束2的馈电网络以及振子122、124、126、以及128均是复用的，所形成的双波束的同极化隔离效果并不理想，而且由此形成的双波束天线的波束指向性并不稳定。
鉴于对于现有技术的深刻理解，本实用新型的发明人创新地想到将用于形成波束1和波束2的馈电网络以及振子均独立设计，从而使得所形成的双波束的同极化隔离效果更为理想，而且由此形成的双波束天线的波束指向性也更为稳定。
图2A示出了依据本实用新型所公开的用于形成双波束的天线200的原理图。从图中可以看出，该用于形成波束1和波束2的馈电网络以及振子阵列都是分别独立的。
概括地讲，图2A所示出的用于形成双波束的天线200包括振子阵列和与振子阵列电连接的馈电网络，具体而言，振子阵列包括第一振子组230和第二振子组240，所述第一振子组230包括设置成一排的至少三个第一振子231、232、以及233；所述第二振子组240包括设置成一排的至少三个第二振子241、242、以及243，其中，所述第一振子组230和所述第二振子组240中的振子相互独立；而馈电网络也包括相互独立的第一馈电网络和第二馈电网络。所述第一馈电网络包括第一功分器210和第一电缆组，所述第一功分器210通过相应的第一电缆组(即第一功分器210和相应的第一振子231、232、以及233之间的电缆的组合)与所述第一振子组230中的每个第一振子231、232、以及233电连接，并且所述第一功分器210和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子231、232、以及233中的相位；所述第二馈电网络包括第二功分器220和第二电缆组，所述第二功分器220分别通过相应的第二电缆组(即第二功分器220和相应的第二振子241、242、以及243之间的电缆的组合)与所述第二振子组240中的每个第二振子241、242、以及243电连接，并且所述第二功分器220和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子241、242、以及243中的相位。在此，本领域的技术人员应当了解，在本申请之中，既能够仅仅利用第一功分器210或者第一电缆组其一单独来调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子231、232、以及233中的相位；也能够同时利用第一功分器210以及第一电缆组两者相互配合共同来调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子231、232、以及233中的相位；同理的，既能够仅仅利用第二功分器220或者第二电缆组其一单独来调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子241、242、以及243中的相位；也能够同时利用第二功分器220以及第二电缆组两者相互配合共同来调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子241、242、以及243中的相位。从图中可以看出，基本上每个电缆组包括三根电缆，当然本领域的技术人员应当了解，其他数量的电缆也是可能的。
具体而言，在图2A所示出的示例之中，第一功分器210的输入为用于形成波束1的信号，而其输出经由不同长度的第一电缆组中的三根电缆分别连接至如图2A所示的三个振子231、232、以及233之中；与之相对应地，第二功分器220的输入为用于形成波束2的信号，而其输出经由不同长度的第二电缆组中的三根电缆分别连接至如图2A所示的三个振子241、242、以及243之中。更为具体地，由于电缆组中三根电缆长度的不同，使得用于形成波束1的电信号在三个振子中的相位分别为-2ΔP、-ΔP以及0度，而用于形成波束2的电信号在三个振子中的相位分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。由此形成的用于形成双波束的天线200所形成的双波束的同极化隔离效果更为理想，而且由此形成的双波束天线的波束指向性也更为稳定。
作为替代实施例，图2B示出了依据本实用新型的另一个实施例的用于形成双波束的天线200'的原理图。从图2B之中可以看出，相应的第一电缆组中三根电缆的长度都是相同的，相应的第二电缆组中三根电缆的长度都是相同的，此时，在图2B所示出的示例之中，第一功分器210'的输入为用于形成波束1的信号，由于第一功分器210'内部的连接至相应的输出端的走线的长度不同(参见图2B中虚线所示出的部分)，而使得每个输出端处的信号的相位即可以满足相应的要求，而无需再经由如图2A中所示出的不同长度的第一电缆组中的三根电缆而是直接经由图2B中所示出的相同长度的第一电缆组中的三根电缆分别连接至如图2B所示的三个振子231'、232'、以及233'之中；与之相对应地，第二功分器220'的输入为用于形成波束2的信号，由于第二功分器220'内部的连接至相应的输出端的走线的长度不同(参见图2B中虚线所示出的部分)，而使得每个输出端处的信号的相位即可以满足相应的要求，而无需再经由如图2A中所示出的不同长度的第二电缆组中的三根电缆而是直接经由图2B中所示出的相同长度的第二电缆组中的三根电缆分别连接至如图2B所示的三个振子241'、242'、以及243'之中。
作为另一个替代实施例，图2C示出了依据本实用新型的又一个实施例的用于形成双波束的天线200”的原理图。从图2C之中可以看出，相应的第一电缆组中的三根电缆的长度是不同的，相应的第二电缆组中的三根电缆的长度是不同的，但是其长度差别比图2A中要小。此时，在图2C所示出的示例之中，第一功分器210”的输入也是用于形成波束1的信号，由于第一功分器210”内部的连接至相应的输出端的走线的长度不同(参见图2C中虚线所示出的部分)，而使得每个输出端处的信号的相位已经是不同的了，此时只要再经由如图2C中所示出的虽然长度差别比图2A小一些的不同长度的第一电缆组中的三根电缆分别连接至如图2C所示的三个振子231”、232”、以及233”之中，此时经过第一功分器210”中连接至相应的输出端的走线长度的不同以及相应的第一电缆组中三根电缆长度的不同二者相互配合也能够实现期望的信号相位的差别；与之相对应地，第二功分器220”的输入也是用于形成波束2的信号，由于第二功分器220”内部的连接至相应的输出端的走线的长度不同(参见图2C中虚线所示出的部分)，而使得每个输出端处的信号的相位已经是不同的了，此时只要再经由如图2C中所示出的虽然长度差别比图2A小一些的不同长度的第二电缆组中的三根电缆分别连接至如图2C所示的三个振子241”、242”、以及243”之中，此时经过第二功分器220”中连接至相应的输出端的走线长度的不同以及相应的第二电缆组中三根电缆长度的不同二者相互配合也能够实现期望的信号相位的差别。
在图2A、图2B以及图2C所示出的用于形成双波束的天线200、200'、200”的基础之上，为了满足不同应用场景对于天线增益等指标的要求，本实用新型的发明人想到将天线的振子数量增加，从而使得该用于形成双波束的天线300能够符合不同的应用场景的需求。图3示出了依据本实用新型所公开的用于形成双波束的天线300的振子排列的示意图。从图中可以看出，该用于形成双波束的天线300中形成双波束的振子阵列都是分别独立的。
概括地将，该用于形成双波束的天线300包括相互独立的振子阵列和相互独立的馈电网络，其中，振子阵列包括第一振子组330和第二振子组340，所述第一振子组330包括设置成一排的至少三个第一振子331、332以及333；所述第二振子组340包括设置成一排的至少三个第二振子341、342以及343，其中，所述第一振子组330和所述第二振子组340中的振子相互独立。所述第一振子组和所述第二振子组排列在一排上面。而馈电网络包括第一馈电网络和第二馈电网络，第一馈电网络包括第一功分器(图中未示出)以及相应的第一电缆组，第二馈电网络包括第二功分器(图中未示出)以及相应的第二电缆组，所述第一功分器通过相应的第一电缆组与所述第一振子组330中的每个第一振子331、332以及333电连接，并且所述第一功分器和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子331、332以及333中的相位；所述第二功分器通过相应的第二电缆组与所述第二振子组340中的每个第二振子341、342以及343电连接，并且所述第二功分器和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子341、342以及343中的相位，其中，虽然图中未示出，但依据本实用新型的发明构思来看，所述第一馈电网络和所述第二馈电网络相互独立。
除此之外，从图3之中还可以看出，所述天线300的振子阵列还能够包括：
第三振子组350，所述第三振子组350包括设置成一排的至少三个第三振子351、352以及353，其中，第一振子331、332以及333的数量和第三振子351、352以及353的数量相同；以及
第四振子组360，所述第四振子组360包括设置成一排的至少三个第四振子361、362以及363，其中，第二振子341、342以及343的数量和第四振子361、362以及363的数量相同。
所述第三振子组和所述第四振子组排列在一排上面。所述第三振子组和所述第四振子组中的每个振子组与所述第一振子组和所述第二振子组中的每个振子组均非排列在一排上面。
该用于形成双波束的天线300还包括第三馈电网络和第四馈电网络，第三馈电网络包括第三功分器(图中未示出)以及相应的第三电缆组，第四馈电网络包括第四功分器(图中未示出)以及相应的第四电缆组。所述第三功分器通过相应的第三电缆组与所述第三振子组350中的每个第三振子351、352以及353电连接，并且所述第三功分器和/或所述第三电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子351、352以及353中的相位；所述第四功分器通过相应的第四电缆组与所述第四振子组360中的每个第四振子361、362以及363电连接，并且所述第四功分器和/或所述第四电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子361、362以及363中的相位，其中，虽然图中未示出，但依据本实用新型的发明构思来看，所述第三馈电网络和所述第四馈电网络相互独立。
除此之外，从图3之中还可以看出，所述天线300的振子阵列还能够包括：
第五振子组370，所述第五振子组370包括设置成一排的至少三个第五振子371、372以及373，其中，第一振子331、332以及333的数量和第五振子371、372以及373的数量相同；以及
第六振子组380，所述第六振子组380包括设置成一排的至少三个第六振子381、382以及383，其中，第二振子341、342以及343的数量和第六振子381、382以及383的数量相同。
所述第五振子组和所述第六振子组排列在一排上面。所述第五振子组和所述第六振子组中的每个振子组与所述第三振子组和所述第四振子组中的每个振子组均非排列在一排上面。所述第五振子组和所述第六振子组中的每个振子组与所述第一振子组和所述第二振子组中的每个振子组均非排列在一排上面。
该用于形成双波束的天线300还包括第五馈电网络和第六馈电网络，第五馈电网络包括第五功分器(图中未示出)以及相应的第五电缆组，第六馈电网络包括第六功分器(图中未示出)以及相应的第六电缆组。所述第五功分器通过相应的第五电缆组与所述第五振子组370中的每个第五振子371、372以及373电连接，并且所述第五功分器和/或所述第五电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第五振子371、372以及373中的相位；所述第六功分器通过相应的第六电缆组与所述第六振子组380中的每个第六振子381、382以及383电连接，并且所述第六功分器和/或所述第六电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第六振子381、382以及383中的相位，其中，虽然图中未示出，但依据本实用新型的发明构思来看，所述第五馈电网络和所述第六馈电网络相互独立。
更为优选地，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组330中相邻的两个第一振子331、332以及333的相位差为第一角度并且所述第二振子组340中相邻的两个第二振子341、342以及343的相位差为第二角度，所述第三振子组350中相邻的两个第三振子351、352以及353的相位差为第三角度并且所述第四振子组360中相邻的两个第四振子361、362以及363的相位差为第四角度。优选地，所述第一角度与所述第三角度相同，所述第二角度与所述第四角度相同。更为优选地，所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度以及所述第四角度均相同。在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一功分器和所述第一振子组330中的每个第一振子331、332以及333之间的电缆的长度以及所述第一功分器的结构和所述第一角度相关联；并且所述第二功分器和所述第二振子组340中的每个第二振子341、342以及343之间的电缆的长度以及所述第二功分器的结构和所述第二角度相关联。所述第三功分器和所述第三振子组350中的每个第三振子351、352以及353之间的电缆的长度以及所述第三功分器的结构和所述第三角度相关联；并且所述第四功分器和所述第四振子组360中的每个第四振子361、362以及363之间的电缆的长度以及所述第四功分器的结构和所述第四角度相关联。在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一角度或者所述第二角度在0度至150度的范围之中。更为优选地，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一角度或者所述第二角度为90度。
本领域的技术人员应当了解，在此每个振子组包括三个振子仅仅是示例性的，而非限制性的。只要能够实现双波束，其他数量的振子也包括在本实用新型所附的权利要求书的保护范围之内。
在此，在一列之中的各个振子的相位均相同，也就是说，形成波束1的第一列振子331、351、371、第二列振子332、352、372、第三列振子333、353、373的相位分别为-2ΔP、-ΔP以及0度，而形成波束2的第一列振子341、361、381、第二列振子342、362、382、第三列振子343、363、383的相位分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。
为了进一步改进用于形成双波束的天线的方向图，例如降低高频点(例如2690MHz)天线在诸如60度处的栅瓣的高度，而栅瓣会占有天线辐射能量，不利于能量集中，造成天线方向性系数下降；栅瓣越高，方向性系数下降越多。为了降低栅瓣对天线性能的影响，本实用新型还能够采用相邻两排振子组中的对应振子错位的方式来降低栅瓣高度，提高天线增益。图4示出了相邻两排振子组中的对应振子错位后的振子布局。图4所示出的用于形成双波束的天线在60度附近栅瓣有了明显的改善。
图4示出了依据本实用新型的一个实施例的用于形成双波束的天线400的振子排列的示意图。从图4之中可以看出，该用于形成双波束的天线400包括振子阵列和与该振子阵列电连接的馈电网络(图中未示出)，其中，振子阵列包括相互独立的第一振子组430和第二振子组440，所述第一振子组430包括设置成一排的至少三个第一振子431、432以及433；所述第二振子组440包括设置成一排的至少三个第二振子441、442以及443，从图中可以看出，所述第一振子组430和所述第二振子组440中的振子相互独立。所述第一振子组和所述第二振子组排列在一排上面。而馈电网络包括第一馈电网络和第二馈电网络，第一馈电网络包括第一功分器(图中未示出)以及相应的第一电缆组，第二馈电网络包括第二功分器(图中未示出)以及相应的第二电缆组，所述第一功分器通过相应的第一电缆组与所述第一振子组430中的每个第一振子431、432以及433电连接并且所述第一功分器和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子431、432以及433中的相位；所述第二功分器通过相应的第二电缆组与所述第二振子组440中的每个第二振子441、442以及443电连接并且所述第二功分器和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子441、442以及443中的相位，其中，虽然图中未示出，但依据本实用新型的发明构思来看，所述第一馈电网络和所述第二馈电网络相互独立。
本领域的技术人员应当了解，在此每个振子组包括三个振子仅仅是示例性的，而非限制性的。只要能够实现双波束，其他数量的振子也包括在本实用新型所附的权利要求书的保护范围之内。
除此之外，从图4之中还可以看出，所述天线400的振子阵列还能够包括：
第三振子组450，所述第三振子组450包括设置成一排的至少三个第三振子451、452以及453，其中，第一振子431、432以及433的数量和第三振子451、452以及453的数量相同；以及
第四振子组460，所述第四振子组460包括设置成一排的至少三个第四振子461、462以及463，其中，第二振子441、442以及443的数量和第四振子461、462以及463的数量相同。
除此之外，从图4之中还可以看出，所述天线400的振子阵列还能够包括：
第五振子组470，所述第五振子组470包括设置成一排的至少三个第五振子471、472以及473，其中，第一振子431、432以及433的数量和第五振子471、472以及473的数量相同；以及
第六振子组480，所述第六振子组480包括设置成一排的至少三个第六振子481、482以及483，其中，第二振子441、442以及443的数量和第六振子481、482以及483的数量相同。
与图3所示出的用于形成双波束的天线300的不同之处在于，图4之中的所述至少三个第三振子451、452以及453中的每个第三振子451、452以及453与对应的第一振子431、432以及433在图示的竖直方向上并非对齐的，而是错开的，也就是说，所述至少三个第三振子451、452以及453中的每个第三振子451、452以及453与对应的第一振子431、432以及433在垂直于所述第一振子组中的第一振子431、432以及433的排列方向的方向上错开；并且所述至少三个第四振子461、462以及463中的每个第四振子461、462以及463与对应的第二振子441、442以及443在图示的竖直方向上并非对齐的，也是错开的，也就是说，所述至少三个第四振子461、462以及463中的每个第四振子461、462以及463与对应的第二振子441、442以及443在垂直于所述第二振子组中的第二振子441、442以及443的排列方向的方向上错开。本领域的技术人员应当了解，在此所错开的错位距离，例如第一振子431和第三振子451的错位距离与这两个振子的相位差相关联。
虽然图4之中未示出，依据图4所公开的用于形成双波束的天线400还包括第三馈电网络和第四馈电网络，第三馈电网络包括第三功分器(图中未示出)以及相应的第三电缆组，第四馈电网络包括第四功分器(图中未示出)以及相应的第四电缆组，所述第三功分器通过相应的第三电缆组与所述第三振子组中的每个第三振子451、452以及453电连接，并且所述第三功分器和/或所述第三电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子451、452以及453中的相位；所述第四功分器通过相应的第四电缆组与所述第四振子组中的每个第四振子461、462以及463电连接，并且所述第四功分器和/或所述第四电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子461、462以及463中的相位，其中，所述第三馈电网络和所述第四馈电网络相互独立。从图4之中还可以看出，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组430和所述第二振子组440中的每个振子组与所述第三振子组450和所述第四振子组460中的每个振子组均非排列在一排上面。优选地，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组430和所述第二振子组440排列在一排上面。更为优选地，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第三振子组450和所述第四振子组460排列在一排上面。更为优选地，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一振子组430中相邻的两个第一振子431、432以及433的相位差为第一角度并且所述第二振子组440中相邻的两个第二振子441、442以及443的相位差为第二角度，所述第三振子组450中相邻的两个第三振子451、452以及453的相位差为第三角度并且所述第四振子组460中相邻的两个第四振子461、462以及463的相位差为第四角度。优选地，所述第一角度与所述第三角度相同，所述第二角度与所述第四角度相同。更为优选地，所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度以及所述第四角度均相同。在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一功分器和所述第一振子组430中的每个第一振子431、432以及433之间的电缆的长度以及所述第一功分器的结构和所述第一角度相关联；并且所述第二功分器和所述第二振子组440中的每个第二振子441、442以及443之间的电缆的长度以及所述第二功分器的结构和所述第二角度相关联。所述第三功分器和所述第三振子组450中的每个第三振子451、452以及453之间的电缆的长度以及所述第三功分器的结构和所述第三角度相关联；并且所述第四功分器和所述第四振子组460中的每个第四振子461、462以及463之间的电缆的长度以及所述第四功分器的结构和所述第四角度相关联。在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一角度或者所述第二角度在0度至150度的范围之中。更为优选地，在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一角度或者所述第二角度为90度。
具体而言，为了降低例如高频2690MHz在诸如60度处的栅瓣的高度，配合上述错位的排列设置，本实用新型的发明人经过实验总结出与图4所示出的排列相匹配的相位设置。在图4所示出的示例之中，各个振子的相位设置如下所述：
振子431、432以及433的相位例如分别为-2.5ΔP、-1.5ΔP以及-0.5ΔP，振子441、442以及443的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP；第二排振子451、452以及453的相位例如分别为-2ΔP、-1ΔP以及0度，振子461、462以及463的相位例如分别为-0.5ΔP、-1.5ΔP以及-2.5ΔP；而第三排振子471、472以及473的相位例如分别为-2.5ΔP、-1.5ΔP以及-0.5ΔP，振子481、482以及483的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。由此使得形成同一波束的同一排的振子中相邻的两个振子之间的相位差为ΔP，而不同的相邻排的对应的振子之间由于错位的缘故需要将相位差设置为0.5ΔP这个大小。通过这样的设置使得天线的栅瓣得以降低，从而对天线性能产生积极影响。利用这种方式，双波束天线的同极化隔离可以从原来的-16dB左右而得到极大的提高，例如至少能够提高到-25dB以上，大大降低左右波束之间的干扰；此外，双波束天线的波束指向稳定性也有明显提高，传统双波束天线的波束指向偏差在±3.5°，利用本实现的双波束天线的波束指向偏差例如只有±1.5°。然而以上技术效果仅仅是示例性的，而非限制性的，具体结构的变化以及测试环境等的变化可能会带来一定的差异。
本领域的技术人员应当了解，此处的这样的相位设置仅仅是示例性的而非限制性的，只要能够满足形成同一波束的同一排的振子中相邻的两个振子之间的相位差为ΔP，而不同的相邻排的对应的振子之间由于错位的缘故需要将相位差设置为0.5ΔP这个大小即可以满足要求。例如也能够如此地设置这些振子的相位，例如振子431、432以及433的相位例如分别为-2ΔP、-ΔP以及0度，振子441、442以及443的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP；第二排振子451、452以及453的相位例如分别为-1.5ΔP、-0.5ΔP以及0.5ΔP，振子461、462以及463的相位例如分别为-0.5ΔP、-1.5ΔP以及-2.5ΔP；而第三排振子471、472以及473的相位例如分别为-2ΔP、-ΔP以及0度，振子481、482以及483的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。
上述图1至图4之中的天线可以用于形成双波束。本公开还提供了一种混合型天线，该混合型天线除了可以包括上述用于形成双波束的天线之外，还能够例如包括第二天线与第三天线，第二天线包括低频振子阵列，所述第三天线包括高频振子阵列，从而使得该混合型天线的可适用频段更为广泛。所述第二天线的工作频段低于所述双波束天线的工作频段。图5示出了依据本实用新型的混合型天线500，与图4所示出的天线的不同之处在于，一方面形成每个波束的振子的排数从三排增加到了五排，另一方面，在振子的缝隙处增设了用X形状符号标记的低频振子，其中三个低频振子排列形成一个低频振子阵列，从而使得该混合型天线既能够包括用于形成双波束的天线同时也能够包括用于发射低频信号的第二天线。具体而言，如图5所示，能够设计出包括两个低频阵列+四个用于形成双波束的天线的振子阵列的混合型天线，该混合型天线包括反射板4、两个低频振子阵列3(图5中示出了6个低频振子)和四个用于形成双波束的天线的振子阵列，四个用于形成双波束的天线的振子阵列包括阵列11、阵列21、阵列12及阵列22，其中阵列11和阵列21形成一个双波束天线，阵列12和阵列22形成另一个双波束天线。具体的，阵列11与对应的馈电网络形成一个波束天线，阵列21与对应的馈电网络形成另一波束天线，两个波束天线最终形成双波束天线。阵列12和阵列22形成另一个双波束天线。本领域的技术人员应当了解，此处的六个低频振子仅仅是示例性的而非限制性的，而四个用于形成双波束的天线的振子阵列也仅仅是示例性的而非限制性的，例如也能够包括多于四个，例如六个用于形成双波束的天线的振子阵列，也能够仅仅包括两个用于形成双波束的天线的振子阵列。
在依据本实用新型的一个实施例之中，所述混合型天线还包括第三天线，所述第三天线包括高频振子阵列。图6示出了依据本实用新型的一个实施例的包括用于形成双波束的天线的混合型天线600的示意图。从图6之中可以看出，除了图5之中所包括的元件之外，图6所示出的混合型天线还包括第三天线51和52，从而能够设计出包括两个高频振子阵列加上两个低频振子阵列再加上四个用于形成双波束的天线的振子阵列。
尽管已经描述了本实用新型的不同示例性的实施例，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够进行不同的改变和修改，其能够在并未背离本实用新型的精神和范畴的情况下实现本实用新型的优点中的一个或一些优点。对于那些在本领域技术中相当熟练的技术人员来说，执行相同功能的其他部件可以适当地被替换。应当了解，在此参考特定的附图解释的特征可以与其他附图的特征组合，即使是在那些没有明确提及此的情况中。此外，可以或者在所有使用恰当的处理器指令的软件实现方式中或者在利用硬件逻辑和软件逻辑组合来获得同样结果的混合实现方式中实现本实用新型的方法。这样的对根据本实用新型的方案的修改旨在被所附权利要求所覆盖。

Claims (16)

1.一种用于形成双波束的天线，其特征在于，所述天线包括：
振子阵列，所述振子阵列包括：第一振子组和第二振子组，所述第一振子组包括设置成一排的至少三个第一振子，所述第二振子组包括设置成一排的至少三个第二振子，其中，所述第一振子组和所述第二振子组中的振子相互独立；以及
馈电网络，所述馈电网络包括第一馈电网络和第二馈电网络，其中，所述第一馈电网络和所述第二馈电网络相互独立，其中，所述第一馈电网络包括第一功分器和第一电缆组，所述第一功分器通过相应的所述第一电缆组与所述第一振子组中的每个第一振子电连接，并且所述第一功分器和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子中的相位，并且其中，所述第二馈电网络包括第二功分器和第二电缆组，所述第二功分器通过相应的所述第二电缆组与所述第二振子组中的每个第二振子电连接，并且所述第二功分器和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子中的相位。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述振子阵列还包括：
第三振子组，所述第三振子组包括设置成一排的至少三个第三振子，其中，第一振子的数量和第三振子的数量相同并且所述至少三个第三振子中的每个第三振子与对应的第一振子错开；以及
第四振子组，所述第四振子组包括设置成一排的至少三个第四振子，其中，第二振子的数量和第四振子的数量相同并且所述至少三个第四振子中的每个第四振子与对应的第二振子错开。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述馈电网络还包括：
第三馈电网络，所述第三馈电网络包括第三功分器和第三电缆组，所述第三功分器通过相应的所述第三电缆组与所述第三振子组中的每个第三振子电连接，并且所述第三功分器和/或所述第三电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子中的相位；以及
第四馈电网络，所述第四馈电网络包括第四功分器和第四电缆组，所述第四功分器通过相应的所述第四电缆组与所述第四振子组中的每个第四振子电连接，并且所述第四功分器和/或所述第四电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子中的相位，其中，所述第三馈电网络和所述第四馈电网络相互独立。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一振子组和所述第二振子组中的每个振子组与所述第三振子组和所述第四振子组中的每个振子组均非排列在一排上面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线，其特征在于，所述第一振子组和所述第二振子组排列在一排上面。
6.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第三振子组和所述第四振子组排列在一排上面。
7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述第一电缆组中每根电缆的长度以及所述第一功分器的结构和所述第一角度相关联；并且所述第二电缆组中每根电缆的长度以及所述第二功分器的结构和所述第二角度相关联。
9.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述第一角度或所述第二角度在0度至150度的范围之中。
10.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，所述第一角度或所述第二角度为90度。
11.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第三振子组中相邻的两个第三振子的相位差为第三角度并且所述第四振子组中相邻的两个第四振子的相位差为第四角度。
12.根据权利要求11所述的天线，其特征在于，所述第三电缆组中每根电缆的长度以及所述第三功分器的结构和所述第三角度相关联；并且所述第四电缆组中每根电缆的长度以及所述第四功分器的结构和所述第四角度相关联。
13.根据权利要求11所述的天线，其特征在于，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度，其中，所述第一角度与所述第三角度相同，所述第二角度与所述第四角度相同。
14.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，不同的相邻排的对应的振子之间的相位差与所述对应的振子之间的错位距离相关联。
15.一种混合型天线，其特征在于，所述混合型天线包括：
根据权利要求1至14中任一项所述的用于形成双波束的天线；以及
第二天线，其中，所述第二天线包括低频振子阵列和高频振子阵列中的至少一种。
16.一种混合型天线，其特征在于，所述混合型天线包括：
根据权利要求1至14中任一项所述的用于形成双波束的天线；
第二天线，所述第二天线包括低频振子阵列；以及
第三天线，所述第三天线包括高频振子阵列。
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