天線陣列和天線裝置的製作方法
2023-09-17 22:00:35 2
專利名稱：天線陣列和天線裝置的製作方法
技術領域：
本發明實施例涉及通信技術領域，尤其涉及一種用於通信的天線陣列和天線裝置。
背景技術：
天線是移動通信設備中不可或缺的部分，移動通信中基站天線(Base stationantenna)的性能直接影響通信效果的好壞。隨著移動通信技術的不斷提高，用戶對高速數據服務的需求不斷增長，同時用戶需求的類型越來越多祥化，所以現代移動通信正向著多頻多模方向發展。
多頻多模基站天線必須在同一個天線中包含多個可工作於不同頻段的天線發射単元子陣列，而有限的安裝空間限制了不同頻段的天線子陣列的排布空間與振子単元的個數；受排布空間的距離限制，天線振子単元之間幹擾較大，影響天線的性能。因此，為了在一定的安裝空間內實現所需的天線指標，多頻多模基站天線在陣列設計上亟待改進。
發明內容
本發明實施例提供ー種天線陣列和天線裝置，用於減小天線陣列中子陣列間的相互幹擾，提高天線的性能。第一方面，本發明實施例提供ー種天線陣列，包括至少兩個發射單元子陣列；所述至少兩個發射単元子陣列平行排列，每個所述發射単元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子；相鄰的兩個所述發射單元子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的兩個所述發射單元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布。結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述天線陣列中每個所述發射単元子陣列中相鄰的兩個低頻振子之間設有至少兩個高頻振子。結合第一方面，在第二種可能的實現方式中，所述天線陣列中每個所述低頻振子的口徑內嵌套ー個所述高頻振子或所述天線陣列中部分所述低頻振子的口徑內嵌套ー個所述高頻振子或全部所述低頻振子的口徑內不嵌套所述高頻振子。結合第一方面，在第三種可能的實現方式中，所述天線陣列中還包括至少ー個第一高頻子陣列和至少ー個第二高頻子陣列，所述至少ー個第一高頻子陣列和所述至少ー個第二高頻子陣列與發射單元子陣列平行排列，每個所述第一高頻子陣列包括多個所述高頻振子，每個所述第二高頻子陣列包括多個所述高頻振子。所述至少兩個發射単元子陣列設置在所述至少ー個第一高頻子陣列和所述至少ー個第二高頻子陣列之間。結合第一方面第三種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，相鄰的所述第一高頻子陣列和所述發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的所述第二高頻子陣列和所述發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布。結合第一方面第四種可能的實現方式，在第五種可能的實現方式中，所述第一高頻子陣列和所述第二高頻子陣列的數量相同；相鄰的兩個所述第一高頻子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的兩個所述第二高頻子陣列中的高頻振子交錯排布；結合第一方面，在第六種可能的實現方式中，所述低頻振子為ロ字形低頻振子或菱形低頻振子。結合第一方面中第一至第六任ー種可能的實現方式，在第七種可能的實現方式中，所述高頻振子為寬帶高頻雙極化振子，所述低頻振子為寬帶低頻雙極化振子。第二方面，本發明實施例還提供一種天線裝置，該天線裝置結合本發明第一方面中，第一至第七任ー種可能的天線陣列，還包括反射板，所述高頻振子和所述低頻振子設置 在所述反射板同側。結合本發明第二方面，上述天線裝置中，所述發射単元子陣列、所述第一高頻子陣列和所述第二高頻子陣列中的部分或全部高頻振子通過絕緣模塊設置在所述反射板上。本發明實施例提供的天線陣列和天線裝置，通過設置至少兩個發射單元子陣列，且所述至少兩個發射單元子陣列平行排布。每個發射単元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子，相鄰的兩個發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布，増加了相鄰的兩列發射単元子陣列中高頻振子的間距，減少了高頻振子之間的幹擾，相鄰的兩個發射単元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布，提高了天線的抗幹擾性，增強了天線的工作性能。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作ー簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例提供的第一種天線陣列結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的第二種天線陣列結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的第三種天線陣列結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的第四種天線陣列結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的第五種天線陣列結構示意圖；圖6為本發明實施例提供的第六種天線陣列和天線裝置結構示意圖。
具體實施例方式圖I為本發明實施例提供的第一種天線陣列結構示意圖。如圖I所示，本實施例提供的天線陣列具體可以應用於基站等移動通信設備。本實施例提供的ー種天線陣列，包括至少兩個發射單元子陣列；所述至少兩個發射単元子陣列平行排列，每個所述發射単元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子；相鄰的兩個所述發射單元子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的兩個所述發射單元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布。具體地，發射單元子陣列的數量可以根據實際天線增益的需要來設置。圖I示出的天線陣列包括兩個發射単元子陣列，但本實施例並不以此為限。發射單元子陣列中包括子陣列01和子陣列02 ;兩個發射単元子陣列平行排列，子陣列01中高頻振子al與子陣列02中高頻振子a2在中軸線MN的垂直方向上錯位，即相鄰的子陣列01和子陣列02中的高頻振子al和高頻振子a2交錯排布。子陣列01中低頻振子bl之間至少設置有兩個高頻振子al，子陣列02採用同樣的排布方式；子陣列01中的低頻振子bl與子陣列02中的低頻振子b2不在同一垂直線上，這樣相鄰的子陣列01和子陣列02中的低頻振子bl和低頻振子b2呈三角網格狀排布。在實際應用中，天線陣列中低頻振子的口徑內可嵌套ー個高頻振子，也可以不嵌套高頻振子。天線陣列中，可以所有的低頻振子的口徑內都嵌套ー個高頻振子，也可以部分低頻振子的口徑內嵌套ー個高頻振子，也可以全部低頻振子的口徑內不嵌套高頻振子；在每一列子陣列中，可以所有的低頻振子的口徑內都嵌套ー個高頻振子，也可以部分低頻振子的口徑內嵌套ー個高頻振子，也可以全部低頻振子的口徑內不嵌套高頻振子。該低頻振子的形狀也可以為ロ字形或菱形等形狀，低頻振子的嵌套方式及其形狀不以本實施例為限。天線陣列中子陣列01和子陣列02的高頻振子交錯排布，相鄰兩列子陣列01和子陣列02間的高頻振子間距增加，減少了高頻振子之間的幹擾，相鄰的兩列子陣列可以獨立 工作。本實施例提供的天線陣列，每個發射単元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子，所述至少兩個發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布，増加了相鄰的兩列發射單元子陣列中高頻振子的間距，減少了高頻振子之間的幹擾，相鄰的兩個發射単元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布，充分利用了有限的安裝空間，在保證天線指標的基礎上，大大提高了天線的性能。在本實施例中，每個所述低頻振子的ロ徑內可嵌套ー個所述高頻振子。通過在低頻振子的口徑內嵌套ー個高頻振子，充分利用了低頻振子的口徑空間，在不增加安裝面積的條件下増加高頻振子的數量，提高天線陣列中高頻陣列的増益。在本實施例中，所述至少兩個發射単元子陣列的數量具體可以為兩個，每個所述發射單元子陣列中相鄰的兩個低頻振子之間設有至少兩個高頻振子。在實際應用中可根據實際需要可増加發射單元子陣列的數量和兩個低頻振子之間的高頻振子的數量，不以本實施例為限。值得注意的是，在實際應用中，本領域技術人員根據實際的天線性能的需求，靈活地對本實施例進行變動，例如，本實施例中部分低頻振子bl的口徑內嵌套ー個高頻振子al或全部低頻振子bl的口徑內不嵌套高頻振子al ;而且本實施例中，低頻振子bl為ロ字形低頻振子或菱形低頻振子，即低頻振子的形狀不作特殊限定。上述實施例中，發射單元子陣列的數量以及低頻振子的設置形式均可以根據實際需要來設置，結合以下幾種實現方式對本實施例的天線陣列進行詳細說明，但是本發明並不以此為限。圖2為本發明實施例提供的第二種天線陣列結構示意圖。如圖2所示，天線陣列以兩列發射單元子陣列為例，子陣列01中每ー個低頻振子bl中嵌套ー個高頻振子al，子陣列02中採用同樣的排布方式。這樣同樣大小的安裝面積上可設置更多的高頻振子，充分利用了安裝空間。對於嵌套在低頻振子bl中的高頻振子al，低頻振子bl為該高頻振子al屏蔽了周圍其他振子的幹擾，提高了該高頻振子al所在的子陣列01抗幹擾性，提高了天線的抗幹擾性能。子陣列02中採用同樣的排布方式，抗幹擾性同樣可得到提高。圖3為本發明實施例提供的第三種天線陣列結構示意圖。如圖3所示，在子陣列01中部分低頻振子bl中可以不嵌套高頻振子al，子陣列02中同樣可以部分低頻振子b2嵌套高頻振子a2。在實際應用中可根據需要靈活地進行設置，即天線陣列中部分低頻振子的口徑內可嵌套ー個高頻振子或全部低頻振子的口徑內可不嵌套高頻振子或全部低頻振子的口徑內嵌套高頻振子；另外在每一列子陣列中，可以所有的低頻振子的口徑內都嵌套一個高頻振子，也可以部分低頻振子的口徑內嵌套ー個高頻振子，也可以全部低頻振子的口徑內不嵌套高頻振子。圖4為本發明實施例提供的第四種天線陣列結構示意圖。如圖4所示，低頻振子 al的形狀並不限定於ロ字形，可根據需要靈活選擇，比如菱形也可。進ー步地，在本實施例中，所述天線陣列還可以包括至少ー個第一高頻子陣列和至少ー個第二高頻子陣列，所述至少ー個第一高頻子陣列和所述至少ー個第二高頻子陣列與發射單元子陣列平行排列，每個所述第一高頻子陣列包括多個所述高頻振子，每個所述第二高頻子陣列包括多個所述高頻振子，所述第一高頻子陣列和所述第二高頻子陣列的數量相同；所述至少兩個發射単元子陣列設置在所述至少ー個第一高頻子陣列和所述至少ー個第二高頻子陣列之間；相鄰的所述第一高頻子陣列和所述發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的所述第二高頻子陣列和所述發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的兩個所述第一高頻子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的兩個所述第二高頻子陣列中的高頻振子交錯排布。具體的，在一定使用環境下，天線用於高頻通信，天線陣列中多列高頻振子在一定安裝面積上集中排布。在使用環境發生變化須兼顧低頻通信時，天線陣列中需臨時添加低頻振子単元。因天線結構中振子的安裝面積有所限制，低頻振子的添加須簡單方便，能夠充分利用安裝空間。因此可在多列高頻振子的子陣列中設置發射単元子陣列。選取天線陣列中，中間相鄰的兩列子陣列，低頻振子嵌套高頻振子並以三角網格狀排布，構成兩列發射單元子陣列。該兩列含有低頻振子的發射單元子陣列位於第一高頻子陣列和第二高頻子陣列之間，且第一高頻子陣列與第二高頻子陣列列數相等，天線陣列中第一高頻子陣列與第二高頻子陣列關於中軸線MN對稱，發射單元子陣列也關於中軸線MN對稱，因此添加低頻振子不影響天線陣列的通信對稱性能。採用上述實施例中技術方案的天線陣列，可靈活應用於各種通信頻率環境，利於通信天線多頻多模化的發展。上述實施例中，發射單元子陣列的數量以及低頻振子的設置形式均可以根據實際需要來設置，結合以下幾種實現方式對本實施例的陣列天線進行詳細說明，但是本發明並不以此為限。圖5為本發明實施例提供的第五種天線陣列結構示意圖。如圖5所示，以四個高頻子陣列為例，在該四個高頻子陣列中，相鄰兩列子陣列中高頻振子交錯排布；選取中間兩列高頻子陣列，使低頻振子b嵌套高頻振子a，構成了發射單元子陣列(即子陣列01和子陣列02組成);發射單元子陣列兩側為第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022 ;第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022中沒有低頻振子b，且第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022及發射單元子陣列(即子陣列01和子陣列02組成)中，相鄰兩列的高頻振子a呈交錯排布，第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022之間的發射単元子陣列中可含有低頻振子b，其中子陣列01和子陣列02中的低頻振子b呈三角網格狀排布。在實際應用中，可選的，天線陣列中每ー個低頻振子b中嵌套高頻振子a，也可全部低頻振子b中不嵌套高頻振子a，或部分低頻振子b中嵌套高頻振子a ;另外在每一列子陣列中，可以所有的低頻振子的口徑內都嵌套ー個高頻振子，也可以部分低頻振子的口徑內嵌套ー個高頻振子，也可以全部低頻振子的口徑內不嵌套高頻振子，且低頻振子b的形狀不作限定。在低頻振子b的口徑內嵌套高頻振子a，能夠充分利用天線振子的安裝空間，擴大了天線的帶寬覆蓋範圍，圖中第一高頻子陣列011與第二高頻子陣列022關於中軸線麗對稱，發射單元子陣列01和發射單元子陣列02也關於中軸線MN對稱,符合通信對稱原則。另外，也可將只含有發射單元子陣列的天線陣列擴展為圖5所示的天線陣列。即當通信過程中需要増加增益時，可在至少兩列發射單元子陣列兩側添加高頻子陣列。如圖5所示，在發射單元子陣列(即子陣列01和子陣列02組成)兩側設置至少一列第一高頻子陣列011和至少一列第二高頻子陣列022 ;添加高頻子陣列時應使第一高頻子陣列和第二高頻子陣列的數量相同。其中第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022之間的發射単元子 陣列中可含有低頻振子b，其中子陣列01和子陣列02中的低頻振子b呈三角網格狀排布。可選的，天線陣列中每ー個低頻振子b中嵌套高頻振子a，也可全部低頻振子b中不嵌套高頻振子a，也可部分低頻振子b中嵌套高頻振子a，另外在每一列子陣列中，可以所有的低頻振子b的口徑內都嵌套ー個高頻振子a，也可以部分低頻振子b的口徑內嵌套ー個高頻振子a，也可以全部低頻振子b的口徑內不嵌套高頻振子a，且低頻振子b的形狀不作限定。圖6為本發明實施例提供的第六種天線陣列和天線裝置結構示意圖。在實際應用中，第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022的數量不限，但第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022的數量應相同。如圖6所示，第一高頻子陣列011和第二高頻子陣列022的數量相同，分別為兩列，發射單元子陣列中的部分低頻振子b可以不嵌套高頻振子a。可選的，在天線陣列中，全部低頻振子b中嵌套高頻振子a，也可全部低頻振子b中不嵌套高頻振子a;在每一列子陣列中，可以所有的低頻振子b的口徑內都嵌套ー個高頻振子a，也可以部分低頻振子b的口徑內嵌套ー個高頻振子a，也可以全部低頻振子b的口徑內不嵌套高頻振子a，且低頻振子b的設置形式及形狀不特別限定，例如可為ロ字形或菱形。在本實施例中，所述高頻振子為寬帶高頻雙極化振子，所述低頻振子為寬帶低頻雙極化振子，通信性能穩定，帶寬覆蓋範圍較大。結合上述實施例提供的天線陣列，本發明實施例還提供一種天線裝置，該天線裝置結合本發明上述第一至第六任意ー種可能的天線陣列，還設置有反射板，所述高頻振子和所述低頻振子設置在所述反射板同側。可參照圖6，在本實施例中，所述發射単元子陣列、所述第一高頻子陣列011和所述第二高頻子陣列022中的部分或全部高頻振子a可以通過絕緣模塊(未示出)安裝在所述反射板10上。絕緣模塊起到安裝底座的作用，設置在反射板10上，高頻振子a安置在該絕緣模塊上，方便拆卸。同時絕緣模塊的絕緣性能，可有效地避免各個天線振子間因電流傳導產生的幹擾，利於天線通信的穩定。另外，本發明實施例中，天線陣列中低頻振子的口徑內可嵌套高頻振子，充分利用了反射板有限的安裝面積，在保證天線指標的基礎上，最大程度地減小了反射板的面積，大大提高了天線的性能。
本發明實施例提供的天線陣列和天線裝置，通過設置至少兩個發射單元子陣列，且所述至少兩個發射單元子陣列平行排布。每個發射単元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子，相鄰的兩個發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布，増加了相鄰的兩列發射単元子陣列中高頻振子的間距，減少了高頻振子之間的幹擾，相鄰的兩個發射単元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布，提高了天線的抗幹擾性，增強了天線的工作性能。而且採用上述天線陣列的天線裝置，充分利用了反射板的有限的安裝空間，在保證天線指標的基礎上，最大程度地減小了反射板的面積，大大提高了天線的性能。最後應說明的是以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技 術方案的範圍。
權利要求
1.ー種天線陣列，其特徵在於所述天線陣列包括至少兩個發射單元子陣列； 所述至少兩個發射単元子陣列平行排列，每個所述發射単元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子； 相鄰的兩個所述發射單元子陣列中的高頻振子交錯排布； 相鄰的兩個所述發射單元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布。
2.根據權利要求I所述的天線陣列，其特徵在於 每個所述發射単元子陣列中相鄰的兩個低頻振子之間設有至少兩個高頻振子。
3.根據權利要求I所述的天線陣列，其特徵在於 所述天線陣列中，每個所述低頻振子的口徑內嵌套ー個所述高頻振子或部分所述低頻 振子的口徑內嵌套ー個所述高頻振子或全部所述低頻振子的口徑內不嵌套所述高頻振子。
4.根據權利要求I所述的天線陣列，其特徵在於還包括至少ー個第一高頻子陣列和至少ー個第二高頻子陣列，所述至少ー個第一高頻子陣列和所述至少ー個第二高頻子陣列與發射單元子陣列平行排列，每個所述第一高頻子陣列包括多個所述高頻振子，每個所述第二高頻子陣列包括多個所述高頻振子，所述至少兩個發射単元子陣列設置在所述至少一個第一高頻子陣列和所述至少ー個第二高頻子陣列之間。
5.根據權利要求4所述的天線陣列，其特徵在幹 相鄰的所述第一高頻子陣列和所述發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布； 相鄰的所述第二高頻子陣列和所述發射単元子陣列中的高頻振子交錯排布。
6.根據權利要求5所述的天線陣列，其特徵在於所述第一高頻子陣列和所述第二高頻子陣列的數量相同； 相鄰的兩個所述第一高頻子陣列中的高頻振子交錯排布； 相鄰的兩個所述第二高頻子陣列中的高頻振子交錯排布。
7.根據權利要求I所述的天線陣列，其特徵在幹 所述低頻振子為ロ字形低頻振子或菱形低頻振子。
8.根據權利要求r7任一所述的天線陣列，其特徵在於 所述高頻振子為寬帶高頻雙極化振子，所述低頻振子為寬帶低頻雙極化振子。
9.一種天線裝置，其特徵在於，包括權利要求廣8中任一項所述的天線陣列，該天線裝置還包括反射板，所述高頻振子和所述低頻振子設置在所述反射板同側。
10.根據權利要求9所述的天線裝置，其特徵在於 所述發射単元子陣列、所述第一高頻子陣列和所述第二高頻子陣列中的部分或全部高頻振子通過絕緣模塊設置在所述反射板上。
全文摘要
本發明實施例提供一種天線陣列和天線裝置。本發明實施例提供的天線陣列包括至少兩個發射單元子陣列；相鄰的兩個發射單元子陣列平行排列，每個發射單元子陣列包括多個高頻振子和至少兩個低頻振子；相鄰的兩個發射單元子陣列中的高頻振子交錯排布；相鄰的兩個發射單元子陣列中的低頻振子呈三角網格狀排布。採用上述天線陣列的天線裝置，還包括反射板；該天線陣列和天線裝置中的天線陣列增加了相鄰的兩列發射單元子陣列中高頻振子的間距，減少了高頻振子之間的幹擾，大大提高了天線的性能。
文檔編號H01Q1/52GK102832455SQ20121031874
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者艾鳴, 王乃彪, 肖偉宏 申請人:華為技術有限公司