[发明专利]具有交错天线元的天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于多频带工作特别是用于移动通信系统的具有交错天线元的天线装置，如在权利要求1的导言中所述。本发明还涉及适合通过通信链路与基站通信的天线系统。

背景技术

在移动通信系统内当前用来发送和接收RF(射频)信号的天线阵通常专用于单个频带或者有时是两个或更多个频带。单频带天线已经使用了好长时间，通常包括多个排列成垂直的行的天线元。如果网络内的运营商想要用单频带天线另增加一个频带，就需要在第一行天线元旁再增加一行第二行天线元。然而，这需要足够的空间来实现，而这种天线装置还可能对不同频带的信号之间的干扰敏感。

这些缺点部分地已由附图1A和1B示意性示出的现有技术的装置10解决。

在图1A中，示出了两种天线元11、12交替地排列成一列。第一天线元11是可在两个不同频带FB1和FB2内工作的双频带天线元，而第二天线元12是只能在一个频带FB1内工作的天线元。

这种现有技术的实施例的缺点是频带FB1和FB2由于构成天线元11的部件很接近而相互耦合。

因此，这种配置只适用于频带间距大的情况，例如FB2的频率近似为FB1的两倍。如果频带太接近，就必须在非常接近天线元处使用高Q值的滤波器，例如使用占据不小空间和比较不经济和笨重的空腔滤波器。

图1B所示的现有技术装置，如US6,211,841(Nortel)所揭示的，由包括配置在两个平行的列13a、14a内的在较低的第一频带内工作的第一天线元11a和交替地设置在两个相邻的列13a、15a内的在较高的第二频带内工作的第二天线元12a的阵列形成。这两个相邻列中的一个列(13a)与配置第一天线元11a的两个列中的一个列是同一个列。由于将天线元11a、12a布置在平行、紧邻并间隔开的列中，因此可能实现甚至在频带相互比较接近(直至2/3左右)的频带之间的足够低的耦合。

US6,844,863 B2(Andrew公司)揭示了一种具有交错的天线元阵列的装置。这里，各个阵列在一个公共频带内特意相互耦合。

因此，需要有一种能在两个或更多个频带内工作而频带之间的耦合得到减小的新的天线装置，这种天线装置不需要使用接近天线元的滤波器，或者如果需要使用滤波器，使用Q值小的滤波器，诸如微带或带状线滤波器，这种滤波器尺寸小而且实现起来比较经济。

发明内容

本发明的目的是提供一种多频带天线装置和天线系统，与现有技术的天线相比，可以降低不同频带之间的耦合，同时还使所需空间减到最小。

这个目的是用一种可与收发机连接的用来发送和接收至少两个分开的频率区域内的RF信号的多频带天线装置实现的。这种天线装置具有至少两组配置在反射器上的天线元。第一组天线元在第一频率区域内工作，排成一列，而第二组天线元在第二频率区域内工作，也排成一列。按照本发明，第一和第二组天线元交错配置在一条直线上，形成单个列，所述第一和第二频率区域分别包括第一和第二频带，它们是分开的而且基本上不相重叠，但相互比较接近，以及所述列内在不同频带内工作的相邻天线元之间沿所述列的距离基本相同并小于所述第一和第二频带中最高频带的中心频率的波长λ。

这个目的也由一种适合通过通信链路与基站通信的天线系统实现。这种天线系统包括天线装置，以及控制发送给所述天线装置内的天线元的信号和从所述天线装置内的天线元接收到的信号的相位和振幅的装置。

本发明的优点是可以获得频带之间的隔离超过30dB，即使频带相互接近也不需要使用空腔滤波器。

本发明的另一个优点是很容易配置具有所希望的频带选择的天线。

本发明的又一个优点是这种天线装置可以做得比现有技术的装置小。

技术人员从以下详细说明中可以清楚地看到本发明的另一些目的和优点。

附图说明

图1A示出了现有技术的双频带天线装置的示意图；

图1B示意性地示出了现有技术的另一个双频带装置；

图2A示出了按照本发明设计的双频带天线装置的示意图；

图2B示出了图2A的装置的改进型；

图2C例示了用于双频带天线装置的两个频带的分离情况；

图3示出了按照本发明设计的双频带天线装置的第一实施例的透视图；

图4示出了双频带天线装置的第二实施例的透视图；

图5示出了双频带天线装置的第三实施例的透视图；

图6示出了多频带天线装置的第一实施例的透视图；

图7示出了图6所示的多频带天线装置的示意图；