[发明专利]多频段阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种多频段阵列天线。

背景技术

如今，2G，3G和即将普及的4G LTE网络并存，多个使用不同频段的系统同时存在，需要使用能工作在不同频段的基站天线。使用普通的窄频带天线，一个基站就需要布置许多副天线，增加了系统复杂性和物业成本。为了降低建网成本，天线的宽带化和小型化已经成为当前的热点之一。

为了兼容多种通信制式，双频双极化天线已被大规模使用。传统的双频天线多采用高频辐射单元跟低频辐射单元肩并肩并列（Side by Side）的结构，公开号为AU2011201657A1的澳大利亚专利申请提出的一种宽带天线单元就是这种形式。如图1所示，其振子位于方形腔体内部，由环状调谐电路和半波振子或者贴片组成的。采用这种结构的辐射单元组阵的双频段天线截面会比较大，不利于实现天线的小型化。

为了减小天线的迎风面积，高频辐射单元与低频辐射单元通过镶嵌的方式共轴排布为大多数开发者采用。公开号为CN101425626A的中国专利申请提出的一种多频阵列天线，即采用这种方式。不过，为了减弱高低频辐射单元之间耦合，其间距不能太小，导致双频天线的迎风面积依然很大。

此外，现有技术中的天线大多工作在790-960MHz和1710-2690MHz频段，难以扩展到700MHz频段，很难满足700MHz LTE的应用需求。因而有必要针对以上问题，开发一种能将双频天线的工作频带拓宽到700MHz频段，结构紧凑的超宽带多频段天线。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可以覆盖698-960MHz和1710-2690MHz超宽频带的结构紧凑的多频段阵列天线，以兼容目前的移动通信网络的所有频段。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多频段阵列天线，包括金属反射板，以及安装在金属反射板上的工作于较低频段的低频辐射单元和工作于较高频段的高频辐射单元；

所述低频辐射单元包括相互正交的水平振子和垂直振子，所述水平振子和垂直振子与功分器馈电网络连接，产生±45度极化远场辐射方向图；其中，所述垂直振子有两个，所述两个垂直振子分别对称安装在水平振子上的左右两边；多个低频辐射单元的中心沿一条或多条相互平行的轴线排列，形成一列或多列低频阵列；每一列低频阵列中，所述多个低频辐射单元的水平振子垂直于所述轴线，所述多个低频辐射单元上位于左边的垂直振子均分布于第一参考线上，所述多个低频辐射单元上位于右边的垂直振子均分布于第二参考线上；所述第一参考线和第二参考线均平行于轴线，且不与轴线重合；

所述高频辐射单元包括相互正交的两个振子；每一列低频阵列的第一参考线和第二参考线之间，多个高频辐射单元沿平行于轴线的方向排列成一列或多列高频阵列；并且所述高频辐射单元与第一参考线和第二参考线没有交叠。

优选地，所述低频辐射单元和高频辐射单元在金属反射板上的正投影互不重合。

优选地，每一列低频阵列中，多个高频辐射单元的中心沿轴线排列，形成一列高频阵列。

优选地，所述第一参考线和第二参考线分别位于轴线两侧，且关于轴线对称。

优选地，每一列高频阵列中，相邻高频辐射单元的间距有两种：位于相邻两低频辐射单元之间的多个高频辐射单元的间距相等，为第一间距；分别位于同一低频辐射单元的水平振子两侧的相邻高频辐射单元的间距为第二间距；所述第二间距大于或等于第一间距。

优选地，低频辐射单元中，水平振子包括对称分布于同一直线上的两个辐射臂以及连接于两个辐射臂之间的匹配电路；垂直振子也包括对称分布于同一直线上的两个辐射臂以及连接于两个辐射臂之间的匹配电路；所述两个垂直振子分别垂直安装在水平振子的两个辐射臂上，垂直振子的中心位于水平振子的辐射臂上；水平振子和垂直振子的匹配电路垂直安装于金属反射板上；水平振子和垂直振子的辐射臂均平行于金属反射板。

优选地，同一个低频辐射单元中，水平振子的辐射臂与垂直振子的辐射臂距离金属反射板的高度相同。

优选地，所述低频辐射单元工作于698～960MHz频段范围，所述高频辐射单元工作于1710～2690MHz频段范围。

优选地，每列高频阵列中，位于相邻两个低频辐射单元之间的高频辐射单元有2个以上。

优选地，一列或多列高频阵列从属于同一个高频系统；或者，一列高频阵列中的多个高频辐射单元从属于多个相互独立的高频系统。