CN216354778U - 天线结构及天线组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及通信技术领域,提供一种天线结构及天线组件,天线结构包括:多个辐射振子,各辐射振子沿第一方向依次设置;第一极化馈电线路,第一极化馈电线路分别连接于各辐射振子;以及第二极化馈电线路,第二极化馈电线路分别连接于各辐射振子;其中,第一极化馈电线路具有用于供信号馈入的第一馈电端口,第二极化馈电线路具有用于供信号馈入的第二馈电端口,第一馈电端口与第二馈电端口的连线所在方向为第二方向,第二方向与第一方向形成的夹角为锐角。本申请提供的天线结构,可使第一馈电端口与第二馈电端口为非镜像对称设置,使得滤波器的排腔设置可更为灵活。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种天线结构及具有该天线结构的天线组件。
背景技术
AFU(Antenna Filter Unit)为天线滤波器一体化单元,是将天线和滤波器集成为一体的结构。
在实现本申请技术方案的创造过程中,发明人发现,在双极化天线的馈电网络中,不同极化的馈电线路通常为镜像对称设置,不同极化的馈电线路上的馈电端口也相应地为镜像对称设置,影响与滤波器的配合,不利于滤波器排腔。
实用新型内容
本申请的一个目的在于提供一种天线结构,以解决相关技术中不同极化的馈电线路的馈电端口为镜像对称设置而不利于滤波器排腔的技术问题。
为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:提供一种天线结构,所述天线结构包括:多个辐射振子,各所述辐射振子沿第一方向依次设置;第一极化馈电线路,所述第一极化馈电线路分别连接于各所述辐射振子;以及第二极化馈电线路,所述第二极化馈电线路分别连接于各所述辐射振子;其中,所述第一极化馈电线路具有用于供信号馈入的第一馈电端口,所述第二极化馈电线路具有用于供信号馈入的第二馈电端口,所述第一馈电端口与所述第二馈电端口的连线所在方向为第二方向,所述第二方向与所述第一方向形成的夹角为锐角。
在一个实施例中,所述多个辐射振子包括第一辐射振子、第二辐射振子和第三辐射振子,所述第一极化馈电线路包括:第一功率分配段,所述第一功率分配段的一端连接于所述第一馈电端口;第一阻抗变换传输线,所述第一阻抗变换传输线的一端连接于所述第一功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端,所述第一阻抗变换传输线的另一端连接于所述第一辐射振子;第二功率分配段,所述第二功率分配段的一端连接于所述第一馈电端口;第二阻抗变换传输线,所述第二阻抗变换传输线的一端连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端,所述第二阻抗变换传输线的另一端连接于所述第二辐射振子;以及第三阻抗变换传输线,所述第三阻抗变换传输线的一端连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端,所述第三阻抗变换传输线的另一端连接于所述第三辐射振子;其中,所述第一功率分配段的宽度与所述第二功率分配段的宽度不相同;所述第一辐射振子的功率、所述第二辐射振子的功率及所述第三辐射振子的功率相同。
在一个实施例中,所述第一辐射振子、所述第二辐射振子、所述第三辐射振子沿所述第一方向依次设置,所述第一阻抗变换传输线的长度小于所述第二阻抗变换传输线的长度,所述第二阻抗变换传输线的长度小于所述第三阻抗变换传输线的长度。
在一个实施例中,所述第一阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第一阻抗引出段、第一阻抗变换段、第一阻抗延长段,所述第一阻抗引出段连接于所述第一辐射振子,所述第一阻抗延长段连接于所述第一功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端;所述第二阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第二阻抗引出段、第二阻抗变换段、第二阻抗延长段,所述第二阻抗引出段连接于所述第二辐射振子,所述第二阻抗延长段连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端;所述第三阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第三阻抗引出段、第三阻抗变换段、第三阻抗延长段,所述第三阻抗引出段连接于所述第三辐射振子,所述第三阻抗延长段连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端;其中,所述第一阻抗延长段的长度小于所述第二阻抗延长段的长度,所述第二阻抗延长段的长度小于所述第三阻抗延长段的长度。
在一个实施例中,所述第一辐射振子、所述第二辐射振子、所述第三辐射振子沿所述第一方向依次设置,所述第一馈电端口和所述第二馈电端口分别位于所述第二辐射振子的相对两侧,且所述第一馈电端口与所述第二馈电端口关于所述第二辐射振子的几何中心呈中心对称。
在一个实施例中,所述第一极化馈电线路为+45°极化馈电线路,所述第二极化馈电线路为-45°极化馈电线路。
在一个实施例中,所述第二极化馈电线路包括:第三功率分配段,所述第三功率分配段的一端连接于所述第二馈电端口;第四阻抗变换传输线,所述第四阻抗变换传输线的一端连接于所述第三功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端,所述第四阻抗变换传输线的另一端连接于所述第一辐射振子;第四功率分配段,所述第四功率分配段的一端连接于所述第二馈电端口;第五阻抗变换传输线,所述第五阻抗变换传输线的一端连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端,所述第五阻抗变换传输线的另一端连接于所述第二辐射振子;以及第六阻抗变换传输线,所述第六阻抗变换传输线的一端连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端,所述第六阻抗变换传输线的另一端连接于所述第三辐射振子;其中,所述第三功率分配段的宽度与所述第四功率分配段的宽度不相同;所述第三功率分配段的长度与所述第一功率分配段的长度相同,所述第四功率分配段的长度与所述第二功率分配段的长度相同;所述第四阻抗变换传输线的长度与所述第一阻抗变换传输线的长度相同,所述第五阻抗变换传输线的长度与所述第二阻抗变换传输线的长度相同,所述第六阻抗变换传输线的长度与所述第三阻抗变换传输线的长度相同。
在一个实施例中,所述第一辐射振子、所述第二辐射振子、所述第三辐射振子沿所述第一方向依次设置,所述第四阻抗变换传输线的长度小于所述第五阻抗变换传输线的长度,所述第五阻抗变换传输线的长度小于所述第六阻抗变换传输线的长度。
在一个实施例中,所述第四阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第四阻抗引出段、第四阻抗变换段、第四阻抗延长段,所述第四阻抗引出段连接于所述第一辐射振子,所述第四阻抗延长段连接于所述第三功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端;所述第五阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第五阻抗引出段、第五阻抗变换段、第五阻抗延长段,所述第五阻抗引出段连接于所述第二辐射振子,所述第五阻抗延长段连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端;所述第六阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第六阻抗引出段、第六阻抗变换段、第六阻抗延长段,所述第六阻抗引出段连接于所述第三辐射振子,所述第六阻抗延长段连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端;其中,所述第四阻抗延长段的长度小于所述第五阻抗延长段的长度,所述第五阻抗延长段的长度小于所述第六阻抗延长段的长度。
在一个实施例中,所述第三阻抗延长段为直线结构;所述第一功率分配段为直线结构,和/或,所述第二功率分配段为直线结构,和/或,所述第一阻抗延长段为曲折结构,和/或,所述第二阻抗延长段为曲折结构;所述第三功率分配段为直线结构,所述第四功率分配段为直线结构;所述第四阻抗延长段为曲折结构,所述第五阻抗延长段为曲折结构,所述第二阻抗延长段为曲折结构
本申请的另一目的在于提供一种天线组件,所述天线组件包括:滤波器;以及上述任一实施例所述的天线结构,所述天线结构设置于所述滤波器上。
本申请实施例中上述的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本申请实施例提供的天线结构,通过设置沿第一方向依次设置的多个辐射振子、分别连接于各辐射振子的第一极化馈电线路、分别连接于各辐射振子的第二极化馈电线路,利于形成双极化的天线结构;同时,通过设置第一极化馈电线路具有用于供信号馈入的第一馈电端口、第二极化馈电线路具有用于供信号馈入的第二馈电端口,且第一馈电端口与第二馈电端口的连线所在方向为第二方向,第二方向与第一方向形成的夹角为锐角,从而可使得第一馈电端口与第二馈电端口为非镜像对称设置,利于第一馈电端口与第二馈电端口在第一方向上相错开,从而可适应于不同滤波器的排腔,使得滤波器无需设置与第一馈电端口和第二馈电端口相电性连接的部件呈镜像对称,使得滤波器的排腔设置可更为灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的天线结构的结构示意图。
其中,图中各附图标记:
100、天线结构;10、辐射振子;20、第一极化馈电线路;30、第二极化馈电线路;201、第一馈电端口;301、第二馈电端口;10a、第一辐射振子;10b、第二辐射振子;10c、第三辐射振子;21、第一功率分配段;22、第一阻抗变换传输线;23、第二功率分配段;24、第二阻抗变换传输线;25、第三阻抗变换传输线;221、第一阻抗引出段;222、第一阻抗变换段;223、第一阻抗延长段;241、第二阻抗引出段;242、第二阻抗变换段;243、第二阻抗延长段;251、第三阻抗引出段;252、第三阻抗变换段;253、第三阻抗延长段;31、第三功率分配段;32、第四阻抗变换传输线;33、第四功率分配段;34、第五阻抗变换传输线;35、第六阻抗变换传输线;321、第四阻抗引出段;322、第四阻抗变换段;323、第四阻抗延长段;341、第五阻抗引出段;342、第五阻抗变换段;343、第五阻抗延长段;351、第六阻抗引出段;352、第六阻抗变换段;353、第六阻抗延长段。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,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,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
AFU(Antenna Filter Unit)为天线滤波器一体化单元,是将天线和滤波器集成为一体的结构。5G通信(5th-Generation,第五代移动通信技术)及Massive MIMO技术(Massive Multiple-Input Multiple-Output,大规模多天线发射多天线接收)的发展,对AFU的紧凑设计提出了挑战。在一些新型方案中(例如金属腔体滤波器+金属背腔天线方案),滤波器与天线结构嵌套,大大降低了AFU的剖面。当AFU采用金属腔体滤波器时,天线的馈电端口位置将由滤波器排腔方式决定。
在实现本申请技术方案的创造过程中,发明人发现,在双极化天线的馈电网络中,不同极化的馈电线路通常为镜像对称设置,不同极化的馈电线路上的馈电端口也相应地为镜像对称设置,滤波器上用于与馈电端口电性连接的部件(例如插针或探针、谐振器、孔等,但不限于此)也需设置成镜像对称,在滤波器的排腔方式改变时,馈电端口镜像对称设置的天线结构将无法与滤波器相适配,因此将限制滤波器的排腔。
基于此,为解决相关技术中不同极化的馈电线路的馈电端口为镜像对称设置而不利于滤波器排腔的技术问题,发明人提出了以下方案。
请参阅图1,本申请实施例提供了一种天线结构100,可应用于AFU上而与滤波器相适配,但不限于此,天线结构100也可以不应用于AFU。天线结构100包括多个辐射振子10、第一极化馈电线路20以及第二极化馈电线路30,其中:
辐射振子10的数量可以为两个、三个、四个、五个或五个以上。各辐射振子10沿第一方向依次设置,可形成辐射振子阵列,相邻两辐射振子10之间可形成有间距。
第一极化馈电线路20分别连接于各辐射振子10,以向各辐射振子10馈电。
第二极化馈电线路30分别连接于各辐射振子10,以向各辐射振子10馈电。第二极化馈电线路30与第一极化馈电线路20可为不同极化的馈电线路,以利于辐射振子10辐射不同极化波。
其中,第一极化馈电线路20具有用于供信号馈入的第一馈电端口201,第二极化馈电线路30具有用于供信号馈入的第二馈电端口301。第一馈电端口201与第二馈电端口301的连线所在方向为第二方向;应理解,所指第一馈电端口201与第二馈电端口301的连线并非实际存在的线,而是第一馈电端口201与第二馈电端口301共同所在的虚拟的直线。第二方向与第一方向形成的夹角为锐角,即第二方向与第一方向不相垂直,也不相平行。
本申请实施例提供的天线结构100,通过设置沿第一方向依次设置的多个辐射振子10、分别连接于各辐射振子10的第一极化馈电线路20、分别连接于各辐射振子10的第二极化馈电线路30,利于形成双极化的天线结构100;同时,通过设置第一极化馈电线路20具有用于供信号馈入的第一馈电端口201、第二极化馈电线路30具有用于供信号馈入的第二馈电端口301,且第一馈电端口201与第二馈电端口301的连线所在方向为第二方向,第二方向与第一方向形成的夹角为锐角,从而可使得第一馈电端口201与第二馈电端口301为非镜像对称设置,也即第一馈电端口201与第二馈电端口301的连线与各辐射振子10的排列方向不相垂直,利于第一馈电端口201与第二馈电端口301在第一方向上相错开,从而可适应于不同滤波器的排腔,使得滤波器无需设置与第一馈电端口201和第二馈电端口301相电性连接的部件(例如插针或探针、谐振器、孔等,但不限于此)呈镜像对称,天线结构100的第一馈电端口201与第二馈电端口301的相对位置能够与滤波器上的馈电处相适配,使得滤波器的排腔设置可更为灵活。
在一个实施例中,请参阅图1,多个辐射振子10包括第一辐射振子10a、第二辐射振子10b和第三辐射振子10c,即辐射振子10的数量为至少三个,为示区分,分别在各辐射振子前加上前缀第一、第二、第三等。第一极化馈电线路20包括第一功率分配段21、第一阻抗变换传输线22、第二功率分配段23、第二阻抗变换传输线24、第三阻抗变换传输线25。第一功率分配段21和第二功率分配段23d的长度可以为四分之一波长。第一功率分配段21的一端连接于第一馈电端口201,第一阻抗变换传输线22的一端连接于第一功率分配段21远离于第一馈电端口201的另一端,第一阻抗变换传输线22的另一端连接于第一辐射振子10a;第二功率分配段23的一端连接于第一馈电端口201;第二阻抗变换传输线24的一端连接于第二功率分配段23远离于第一馈电端口201的另一端,第二阻抗变换传输线24的另一端连接于第二辐射振子10b;第三阻抗变换传输线25的一端连接于第二功率分配段23远离于第一馈电端口201的另一端,第三阻抗变换传输线25的另一端连接于第三辐射振子10c。其中,第一功率分配段21的宽度与第二功率分配段23的宽度不相同,例如可以是第一功率分配段21的宽度小于或大于第二功率分配段23的宽度,具体可根据实际功率分配需求进行设置。
如此设置,第一馈电端口201即能够通过第一功率分配段21、第一阻抗变换传输线22而向第一辐射振子10a馈电,且第一馈电端口201能够通过第二功率分配段23、第二阻抗变换传输线24而向第二辐射振子10b馈电,并能够通过第二功率分配段23、第三阻抗变换传输线25而向第三辐射振子10c馈电。不仅利于通过宽度不同的第一功率分配段21和第二功率分配段23进行功率分配;例如,在辐射振子10的数量为三个时,可使第一功率分配段21和第二功率分配段23按1:2进行功率分配,从而使第一辐射振子10a的功率、第二辐射振子10b的功率及第三辐射振子10c的功率相同,即为1:1:1;例如,在辐射振子10的数量为四个时,可使第一功率分配段21和第二功率分配段23按1:3进行功率分配,从而使第一辐射振子10a的功率、第二辐射振子10b的功率及第三辐射振子10c的功率相同,即为1:1:1。而且,第一功率分配段21、第二功率分配段23、第一阻抗变换传输线22、第二阻抗变换传输线24、第三阻抗变换传输线25能够进行阻抗变换,以分别使第一馈电端口201处阻抗与第一辐射振子10a处阻抗相匹配、第一馈电端口201处阻抗与第二辐射振子10b处阻抗相匹配、第一馈电端口201处阻抗与第三辐射振子10c处阻抗相匹配。
需要说明的是,在其他一些实施方式中,也可以不设置第一功率分配段21和第二功率分配段23,例如,辐射振子10的数量为偶数个且关于第一馈电端口201对称时的情况。
为适应于应用于高处的情况(例如作为基站天线通常设置于塔上高处),提高辐射效果,使辐射方向图波束下倾,产生下倾角度。下倾角度θ与相位差φ的关系为:φ=(2πd/λ)sinθ,其中,d为辐射振子间距,λ为波长,从以上关系式中可以看出,在辐射振子间距与波长的比值固定的情况下,则可通过设置不同的相位差以产生不同的下倾角度。
可选地,在一个实施例中,请参阅图1,第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c沿第一方向依次设置,第一阻抗变换传输线22的长度小于第二阻抗变换传输线24的长度,第二阻抗变换传输线24的长度小于第三阻抗变换传输线25的长度。
如此设置,可使第三辐射振子10c的馈电路径的长度大于第二辐射振子10b的馈电路径的长度,第二辐射振子10b的馈电路径的长度大于第一辐射振子10a的馈电路径的长度,利于使第三辐射振子10c与第二辐射振子10b之间、第二辐射振子10b与第一辐射振子10a之间产生相位差,从而使辐射方向图波束下倾,利于提高天线结构100应用于高处时的辐射效果。
需要说明的是,不限于第一阻抗变换传输线22的长度、第二阻抗变换传输线24的长度、第三阻抗变换传输线25的长度依次递增,可选地,在其他一些实施方式中,也可以是第一阻抗变换传输线22的长度小于第二阻抗变换传输线24的长度,第二阻抗变换传输线24的长度可以等于第三阻抗变换传输线25的长度;也可以是第二阻抗变换传输线24的长度小于等于第三阻抗变换传输线25的长度,第一阻抗变换传输线22的长度可以等于第二阻抗变换传输线24的长度。
还需要说明的是,第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c之间也可以不产生相位差,例如在第一阻抗变换传输线22的长度、第二阻抗变换传输线24的长度、第三阻抗变换传输线25的长度相同时,可使第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c的相位一致。
可选地,在一个实施例中,请参阅图1,第一阻抗变换传输线22包括依次连接且特征阻抗互不相同的第一阻抗引出段221、第一阻抗变换段222、第一阻抗延长段223,第一阻抗引出段221连接于第一辐射振子10a,第一阻抗延长段223连接于第一功率分配段21远离第一馈电端口201的另一端。第一阻抗引出段221、第一阻抗变换段222、第一阻抗延长段223的长度可以为四分之一波长。第二阻抗变换传输线24包括依次连接且特征阻抗互不相同的第二阻抗引出段241、第二阻抗变换段242、第二阻抗延长段243,第二阻抗引出段241连接于第二辐射振子10b,第二阻抗延长段243连接于第二功率分配段23远离第一馈电端口201的另一端。第二阻抗引出段241、第二阻抗变换段242、第二阻抗延长段243的长度可以为四分之一波长。第三阻抗变换传输线25包括依次连接且特征阻抗互不相同的第三阻抗引出段251、第三阻抗变换段252、第三阻抗延长段253,第三阻抗引出段251连接于第三辐射振子10c,第三阻抗延长段253连接于第二功率分配段23远离第一馈电端口201的另一端。第三阻抗引出段251、第三阻抗变换段252、第三阻抗延长段253的长度可以为四分之一波长。其中,第一阻抗延长段223的长度小于第二阻抗延长段243的长度,第二阻抗延长段243的长度小于第三阻抗延长段253的长度。
如此设置,第一阻抗引出段221能够引出第一辐射振子10a的边缘输入阻抗,将第一辐射振子10a边缘的输入阻抗变换到纯实部阻抗,第一阻抗变换段222能够将纯实部阻抗变换到低阻抗,第一阻抗延长段223能够取线路特征阻抗为经第一阻抗变换段222变换后的低阻抗值,以自由延长线路,最后经过第一功率分配段21进行阻抗变换,以与第一馈电端口201处的阻抗相匹配。相应地,第二阻抗引出段241能够引出第二辐射振子10b的边缘输入阻抗,将第二辐射振子10b边缘的输入阻抗变换到纯实部阻抗,第二阻抗变换段242能够将纯实部阻抗变换到低阻抗,第二阻抗延长段243能够取线路特征阻抗为经第二阻抗变换段242变换后的低阻抗值,以自由延长线路,最后经过第二功率分配段23进行阻抗变换,以与第一馈电端口201处的阻抗相匹配。相应地,第三阻抗引出段251能够引出第三辐射振子10c的边缘输入阻抗,将第三辐射振子10c边缘的输入阻抗变换到纯实部阻抗,第三阻抗变换段252能够将纯实部阻抗变换到低阻抗,第三阻抗延长段253能够取线路特征阻抗为经第三阻抗变换段252变换后的低阻抗值,以自由延长线路,最后经过第二功率分配段23进行阻抗变换,以与第一馈电端口201处的阻抗相匹配。
并且,通过使第一阻抗延长段223的长度、第二阻抗延长段243的长度、第三阻抗延长段253的长度依次递增,以改变第三辐射振子10c的馈电路径的长度、第二辐射振子10b的馈电路径的长度、第一辐射振子10a的馈电路径的长度,而使第三辐射振子10c与第二辐射振子10b之间、第二辐射振子10b与第一辐射振子10a之间产生相位差,相比于通过改变阻抗引出段和阻抗变换段的长度而产生相位差而言,更加利于调整控制,利于第一极化馈电线路20和第二极化馈电线路30的整体布线,可使天线结构100整体更加紧凑。
需要说明的是,在其他一些实施方式中,也可以通过改变各第一阻抗变换传输线22、第二阻抗变换传输线24、第三阻抗变换传输线25的阻抗引出段和/或阻抗变换段的长度而产生相位差。
在一个实施例中,请参阅图1,第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c沿第一方向依次设置,第一馈电端口201和第二馈电端口301分别位于第二辐射振子10b的相对两侧,且第一馈电端口201与第二馈电端口301关于第二辐射振子10b的几何中心呈中心对称。
如此设置,不仅利于与滤波器相匹配,且利于天线结构100的整体布线。
在一个实施例中,请参阅图1,第一极化馈电线路20为+45°极化馈电线路,第二极化馈电线路30为-45°极化馈电线路。当然,在其他一些实施方式中,也可以是第一极化馈电线路20为垂直极化馈电线路,第二极化馈电线路30为水平极化馈电线路;或者,第二极化馈电线路30为垂直极化馈电线路,第一极化馈电线路20为水平极化馈电线路。
在一个实施例中,请参阅图1,第二极化馈电线路30包括第三功率分配段31、第四阻抗变换传输线32、第四功率分配段33、第五阻抗变换传输线34、第六阻抗变换传输线35。第三功率分配段31和第四功率分配段33的长度可以为四分之一波长。第三功率分配段31的一端连接于第二馈电端口301;第四阻抗变换传输线32的一端连接于第三功率分配段31远离第二馈电端口301的另一端,第四阻抗变换传输线32的另一端连接于第一辐射振子10a;第四功率分配段33的一端连接于第二馈电端口301;第五阻抗变换传输线34的一端连接于第四功率分配段33远离第二馈电端口301的另一端,第五阻抗变换传输线34的另一端连接于第二辐射振子10b;第六阻抗变换传输线35的一端连接于第四功率分配段33远离第二馈电端口301的另一端,第六阻抗变换传输线35的另一端连接于第三辐射振子10c。其中,第三功率分配段31的宽度与第四功率分配段33的宽度不相同,例如可以是第三功率分配段31的宽度小于或大于第四功率分配段33的宽度,具体可根据实际需求进行设置。第三功率分配段31的长度与第一功率分配段21的长度相同,第四功率分配段33的长度与第二功率分配段23的长度相同;第四阻抗变换传输线32的长度与第一阻抗变换传输线22的长度相同,第五阻抗变换传输线34的长度与第二阻抗变换传输线24的长度相同,第六阻抗变换传输线35的长度与第三阻抗变换传输线25的长度相同;以利于第二极化馈电线路30的各辐射振子10的馈电路径总电长度分别与第一极化馈电线路20的各辐射振子10的馈电路径总电长度相等,以保证不同极化间相位一致。
如此设置,第二馈电端口301即能够通过第三功率分配段31、第四阻抗变换传输线32而向第一辐射振子10a馈电,且第二馈电端口301能够通过第四功率分配段33、第五阻抗变换传输线34而向第二辐射振子10b馈电,并能够通过第四功率分配段33、第六阻抗变换传输线35而向第三辐射振子10c馈电。不仅利于通过宽度不同的第三功率分配段31和第四功率分配段33进行功率分配;例如,在辐射振子10的数量为三个时,可使第三功率分配段31和第四功率分配段33按1:2进行功率分配,从而使第一辐射振子10a的功率、第二辐射振子10b的功率及第三辐射振子10c的功率相同,即为1:1:1;例如,在辐射振子10的数量为四个时,可使第三功率分配段31和第四功率分配段33按1:3进行功率分配,从而使第一辐射振子10a的功率、第二辐射振子10b的功率及第三辐射振子10c的功率相同,即为1:1:1。而且,第三功率分配段31、第四功率分配段33、第四功率分配段33、第五阻抗变换传输线34、第六阻抗变换传输线35能够进行阻抗变换,以分别使第二馈电端口301处阻抗与第一辐射振子10a处阻抗相匹配、第二馈电端口301处阻抗与第二辐射振子10b处阻抗相匹配、第二馈电端口301处阻抗与第三辐射振子10c处阻抗相匹配。
需要说明的是,在其他一些实施方式中,也可以不设置第三功率分配段31和第四功率分配段33,例如,辐射振子10的数量为偶数个且关于第二馈电端口301对称时的情况。
可选地,在一个实施例中,请参阅图1,第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c沿第一方向依次设置,第四阻抗变换传输线32的长度小于第五阻抗变换传输线34的长度,第五阻抗变换传输线34的长度小于第六阻抗变换传输线35的长度。
如此设置,可使第三辐射振子10c的馈电路径的长度大于第二辐射振子10b的馈电路径的长度,第二辐射振子10b的馈电路径的长度大于第一辐射振子10a的馈电路径的长度,利于使第三辐射振子10c与第二辐射振子10b之间、第二辐射振子10b与第一辐射振子10a之间产生相位差,从而使辐射方向图波束下倾,利于提高天线结构100应用于高处时的辐射效果。
需要说明的是,不限于第四阻抗变换传输线32的长度、第五阻抗变换传输线34的长度、第六阻抗变换传输线35的长度依次递增,可选地,在其他一些实施方式中,也可以是第四阻抗变换传输线32的长度小于第五阻抗变换传输线34的长度,第五阻抗变换传输线34的长度可以等于第六阻抗变换传输线35的长度;也可以是第五阻抗变换传输线34的长度小于等于第六阻抗变换传输线35的长度,第四阻抗变换传输线32的长度可以等于第五阻抗变换传输线34的长度。
还需要说明的是,第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c之间也可以不产生相位差,例如在第四阻抗变换传输线32的长度、第五阻抗变换传输线34的长度、第六阻抗变换传输线35的长度相同时,可使第一辐射振子10a、第二辐射振子10b、第三辐射振子10c的相位一致。
可选地,在一个实施例中,请参阅图1,第四阻抗变换传输线32包括依次连接且特征阻抗互不相同的第四阻抗引出段321、第四阻抗变换段322、第四阻抗延长段323,第四阻抗引出段321连接于第一辐射振子10a,第四阻抗延长段323连接于第三功率分配段31远离第二馈电端口301的另一端。第四阻抗引出段321、第四阻抗变换段322、第四阻抗延长段323的长度可以为四分之一波长。第五阻抗变换传输线34包括依次连接且特征阻抗互不相同的第五阻抗引出段341、第五阻抗变换段342、第五阻抗延长段343,第五阻抗引出段341连接于第二辐射振子10b,第五阻抗延长段343连接于第四功率分配段33远离第二馈电端口301的另一端。第五阻抗引出段341、第五阻抗变换段342、第五阻抗延长段343的长度可以为四分之一波长。第六阻抗变换传输线35包括依次连接且特征阻抗互不相同的第六阻抗引出段351、第六阻抗变换段352、第六阻抗延长段353,第六阻抗引出段351连接于第三辐射振子10c,第六阻抗延长段353连接于第四功率分配段33远离第二馈电端口301的另一端。第六阻抗引出段351、第六阻抗变换段352、第六阻抗延长段353的长度可以为四分之一波长。其中,第四阻抗延长段323的长度小于第五阻抗延长段343的长度,第五阻抗延长段343的长度小于第六阻抗延长段353的长度。
如此设置,第四阻抗引出段321能够引出第一辐射振子10a的边缘输入阻抗,将第一辐射振子10a边缘的输入阻抗变换到纯实部阻抗,第四阻抗变换段322能够将纯实部阻抗变换到低阻抗,第四阻抗延长段323能够取线路特征阻抗为经第四阻抗变换段322变换后的低阻抗值,以自由延长线路,最后经过第三功率分配段31进行阻抗变换,以与第二馈电端口301处的阻抗相匹配。相应地,第五阻抗引出段341能够引出第二辐射振子10b的边缘输入阻抗,将第二辐射振子10b边缘的输入阻抗变换到纯实部阻抗,第五阻抗变换段342能够将纯实部阻抗变换到低阻抗,第五阻抗延长段343能够取线路特征阻抗为经第五阻抗变换段342变换后的低阻抗值,以自由延长线路,最后经过第四功率分配段33进行阻抗变换,以与第二馈电端口301处的阻抗相匹配。相应地,第六阻抗引出段351能够引出第三辐射振子10c的边缘输入阻抗,将第三辐射振子10c边缘的输入阻抗变换到纯实部阻抗,第六阻抗变换段352能够将纯实部阻抗变换到低阻抗,第六阻抗延长段353能够取线路特征阻抗为经第六阻抗变换段352变换后的低阻抗值,以自由延长线路,最后经过第四功率分配段33进行阻抗变换,以与第二馈电端口301处的阻抗相匹配。
并且,通过使第四阻抗延长段323的长度、第五阻抗延长段343的长度、第六阻抗延长段353的长度依次递增,以改变第三辐射振子10c的馈电路径的长度、第二辐射振子10b的馈电路径的长度、第一辐射振子10a的馈电路径的长度,而使第三辐射振子10c与第二辐射振子10b之间、第二辐射振子10b与第一辐射振子10a之间产生相位差,相比于通过改变阻抗引出段和阻抗变换段的长度而产生相位差而言,更加利于调整控制,利于第一极化馈电线路20和第二极化馈电线路30的整体布线,可使天线结构100整体更加紧凑。
在一个实施例中,请参阅图1,第三阻抗延长段253为直线结构;第一功率分配段21为直线结构,和/或,第二功率分配段23为直线结构,和/或,第一阻抗延长段223为曲折结构,和/或,第二阻抗延长段243为曲折结构。第三功率分配段31为直线结构,第四功率分配段33为直线结构;第四阻抗延长段323为曲折结构,第五阻抗延长段343为曲折结构,第六阻抗延长段353为曲折结构。
如此设置,由于第三阻抗延长段253为直线结构,第三辐射振子10c的馈电路径决定了整个第一极化馈电线路20和第二极化馈电线路30的纵向尺度(即沿第一方向的尺度),同时通过设置第一阻抗延长段223为曲折结构、第二阻抗延长段243为曲折结构、第四阻抗延长段323为曲折结构、第五阻抗延长段343为曲折结构、第六阻抗延长段353为曲折结构,可使天线结构100整体更加紧凑。
本申请实施例还提供一种天线组件,天线组件包括滤波器和上述任一实施例的天线结构100,天线结构100设置于滤波器上。利于形成AFU。
由于本申请实施例提供的天线组件采用了上述实施例的天线结构100,因而其同样具有上述任一实施例的天线结构100的技术方案所带来的技术效果,在此不再赘述。
可以理解,天线组件除包括滤波器和上述任一实施例的天线结构100等元件之外,还包括其他元件,其他元件可采用现有AFU的元件,为描述简要而未赘述。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天线结构,其特征在于,所述天线结构包括:
多个辐射振子,各所述辐射振子沿第一方向依次设置;
第一极化馈电线路,所述第一极化馈电线路分别连接于各所述辐射振子;以及
第二极化馈电线路,所述第二极化馈电线路分别连接于各所述辐射振子;
其中,所述第一极化馈电线路具有用于供信号馈入的第一馈电端口,所述第二极化馈电线路具有用于供信号馈入的第二馈电端口,所述第一馈电端口与所述第二馈电端口的连线所在方向为第二方向,所述第二方向与所述第一方向形成的夹角为锐角。
2.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述多个辐射振子包括第一辐射振子、第二辐射振子和第三辐射振子,所述第一极化馈电线路包括:
第一功率分配段,所述第一功率分配段的一端连接于所述第一馈电端口;
第一阻抗变换传输线,所述第一阻抗变换传输线的一端连接于所述第一功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端,所述第一阻抗变换传输线的另一端连接于所述第一辐射振子;
第二功率分配段,所述第二功率分配段的一端连接于所述第一馈电端口;
第二阻抗变换传输线,所述第二阻抗变换传输线的一端连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端,所述第二阻抗变换传输线的另一端连接于所述第二辐射振子;以及
第三阻抗变换传输线,所述第三阻抗变换传输线的一端连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端,所述第三阻抗变换传输线的另一端连接于所述第三辐射振子;
其中,所述第一功率分配段的宽度与所述第二功率分配段的宽度不相同;所述第一辐射振子的功率、所述第二辐射振子的功率及所述第三辐射振子的功率相同。
3.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于:所述第一辐射振子、所述第二辐射振子、所述第三辐射振子沿所述第一方向依次设置,所述第一阻抗变换传输线的长度小于所述第二阻抗变换传输线的长度,所述第二阻抗变换传输线的长度小于所述第三阻抗变换传输线的长度。
4.根据权利要求3所述的天线结构,其特征在于:所述第一阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第一阻抗引出段、第一阻抗变换段、第一阻抗延长段,所述第一阻抗引出段连接于所述第一辐射振子,所述第一阻抗延长段连接于所述第一功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端;
所述第二阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第二阻抗引出段、第二阻抗变换段、第二阻抗延长段,所述第二阻抗引出段连接于所述第二辐射振子,所述第二阻抗延长段连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端;
所述第三阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第三阻抗引出段、第三阻抗变换段、第三阻抗延长段,所述第三阻抗引出段连接于所述第三辐射振子,所述第三阻抗延长段连接于所述第二功率分配段远离所述第一馈电端口的另一端;
其中,所述第一阻抗延长段的长度小于所述第二阻抗延长段的长度,所述第二阻抗延长段的长度小于所述第三阻抗延长段的长度。
5.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于:所述第一辐射振子、所述第二辐射振子、所述第三辐射振子沿所述第一方向依次设置,所述第一馈电端口和所述第二馈电端口分别位于所述第二辐射振子的相对两侧,且所述第一馈电端口与所述第二馈电端口关于所述第二辐射振子的几何中心呈中心对称;和/或
所述第一极化馈电线路为+45°极化馈电线路,所述第二极化馈电线路为-45°极化馈电线路。
6.根据权利要求4所述的天线结构,其特征在于,所述第二极化馈电线路包括:
第三功率分配段,所述第三功率分配段的一端连接于所述第二馈电端口;
第四阻抗变换传输线,所述第四阻抗变换传输线的一端连接于所述第三功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端,所述第四阻抗变换传输线的另一端连接于所述第一辐射振子;
第四功率分配段,所述第四功率分配段的一端连接于所述第二馈电端口;
第五阻抗变换传输线,所述第五阻抗变换传输线的一端连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端,所述第五阻抗变换传输线的另一端连接于所述第二辐射振子;以及
第六阻抗变换传输线,所述第六阻抗变换传输线的一端连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端,所述第六阻抗变换传输线的另一端连接于所述第三辐射振子;
其中,所述第三功率分配段的宽度与所述第四功率分配段的宽度不相同;
所述第三功率分配段的长度与所述第一功率分配段的长度相同,所述第四功率分配段的长度与所述第二功率分配段的长度相同;所述第四阻抗变换传输线的长度与所述第一阻抗变换传输线的长度相同,所述第五阻抗变换传输线的长度与所述第二阻抗变换传输线的长度相同,所述第六阻抗变换传输线的长度与所述第三阻抗变换传输线的长度相同。
7.根据权利要求6所述的天线结构,其特征在于:所述第一辐射振子、所述第二辐射振子、所述第三辐射振子沿所述第一方向依次设置,所述第四阻抗变换传输线的长度小于所述第五阻抗变换传输线的长度,所述第五阻抗变换传输线的长度小于所述第六阻抗变换传输线的长度。
8.根据权利要求7所述的天线结构,其特征在于:所述第四阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第四阻抗引出段、第四阻抗变换段、第四阻抗延长段,所述第四阻抗引出段连接于所述第一辐射振子,所述第四阻抗延长段连接于所述第三功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端;
所述第五阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第五阻抗引出段、第五阻抗变换段、第五阻抗延长段,所述第五阻抗引出段连接于所述第二辐射振子,所述第五阻抗延长段连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端;
所述第六阻抗变换传输线包括依次连接且特征阻抗互不相同的第六阻抗引出段、第六阻抗变换段、第六阻抗延长段,所述第六阻抗引出段连接于所述第三辐射振子,所述第六阻抗延长段连接于所述第四功率分配段远离所述第二馈电端口的另一端;
其中,所述第四阻抗延长段的长度小于所述第五阻抗延长段的长度,所述第五阻抗延长段的长度小于所述第六阻抗延长段的长度。
9.根据权利要求8所述的天线结构,其特征在于:所述第三阻抗延长段为直线结构;所述第一功率分配段为直线结构,和/或,所述第二功率分配段为直线结构,和/或,所述第一阻抗延长段为曲折结构,和/或,所述第二阻抗延长段为曲折结构;
所述第三功率分配段为直线结构,所述第四功率分配段为直线结构;所述第四阻抗延长段为曲折结构,所述第五阻抗延长段为曲折结构,所述第六阻抗延长段为曲折结构。
10.一种天线组件,其特征在于,所述天线组件包括:
滤波器;以及
如权利要求1至9任一项所述的天线结构,所述天线结构设置于所述滤波器上。
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