多频阵列天线制造技术

本实用新型专利技术公开一种多频阵列天线，其包括金属反射板、设置在金属反射板上的工作于第一频段范围的低频辐射列元和工作于第二频段范围的高频辐射列元，低频辐射列元包括在第一参考轴的轴向上以相等的第一间距排列的若干低频辐射单元，高频辐射列元包括在第一参考轴的轴向上以相等的第二间距排列的若干高频辐射单元，所述第一间距为所述第二间距的2.5倍，且其中至少有一个所述的低频辐射单元与位置上相对应的一个所述的高频辐射单元相嵌套，另有至少一个所述的低频辐射单元在轴向上位于与该低频辐射单元相邻近的两个相邻高频辐射单元之间。本实用新型专利技术实现了低频辐射列元与高频辐射列元的辐射单元间距的最佳设置，从而实现各频段的电气性能最优化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

多频阵列天线
本技术涉及移动通信领域，尤其涉及一种适用于2G、3G、4G频段范围的多频阵列天线。
技术介绍
目前，移动通信发展日新月异，特别是近两年4GLTE移动通信系统发展的如火如荼，与此同时移动通信运营商也加大了对2G、3G网络的优化力度，以最大化满足人们对通信系统容量和速率要求，可以讲2G、3G、4G移动通信网络将会长期共存下去。鉴于人们对电磁辐射越来越关注，因此运营商对新站点的选址建设往往遭遇站点附件居民的关注和抵制，而国内外运营商对站点的扩容、改建尤为迫切，因此对能够兼容2G、3G、4G网络频段的宽频带天线需求更为迫切。常规的2G/3G双频共用天线，低频频段820-960MHZ与高频频段1710-2170MHZ，低频段的中心频点波长为337mm，而高频段的中心频点波长仅为154.6mm,两者比值为2.17倍，因此现有技术通常以低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的2倍设置为最优。现有技术之一:1984年公开的申请人为GTE Products Corporation的美国US4434425号专利公告中给出了一种辐射单元，并提出了一种将高频辐射单元嵌套于低频福射单元的方案如图1。进一步，2001年德国kathrein公司申请的一份美国专利US6333720B1，专利公告给出了如图2所示的移动通信多频共用基站天线。2007年申请人为京信通信系统(中国)有限公司的中国专利公开号CN101425626A也给出了一种同轴嵌套高低频组阵的阵列天线如图3。以上已公开的专利容易实现一种宽带、窄截面2G/3G同轴排布的多频共用基站天线，实现原理是基于低频辐射单元工作频段中心频点近似高频工作频段中心频点2倍关系，一般采用低频辐射单元嵌套高频辐射单元方式，同时在两个低频辐射单元之间设置一个高频辐射单元，最终，相邻两个低频辐射单元之间间距为相邻两个高频振子之间间距的2倍。 由于现有移动通信系统所需的为宽频双频双极化阵列天线，其低频段与高频段中心频点对应波长比值已达到超过2倍频关系。例如:2G/3G/4G移动通信系统其工作频段为:低频频段790-960MHZ、高频频段1700-2700MHz，则其低频段的中心频点波长为342mm，而高频段的中心频点波长仅为136.36mm，两者比值已达到2.5倍。特别是随着高频端带宽的急剧增加(带宽约为45% )，最高频点2700MHz已是低频端790MHz的3.4倍之多，因此原方案中低频辐射单元间距是高频单元间距2倍的关系已无法实现高低频阵列天线的最优辐射性能。现有技术之二:为解决以上双宽频带天线组阵问题，请参阅图4，公开号为CN102299398A的专利申请中，其权利要求1 “一种双频双极化天线，包括反射板，以及设于反射板同侧的、分别由两个或两个以上高频振子及低频振子组成的高频振子阵列及低频振子阵列，高频振子及低频振子沿反射板轴向共轴设置，其特征在于，相邻的低频振子之间设置有两个高频振子，且每个低频振子中嵌套有一个高频振子”;另外，权利要求5 “相邻两高频振子之间间距取值为lOGmm，相邻两个低频振子之间间距取值为318mm”。由权利要求1结合图1及图2可知，低频振子间距为高频振子间距的3倍，而如以上所分析一样，现有移动通信频段:高频段中心频点波长是低频段的2.5倍，显然这样的组阵设置也仅仅是改善而已，并不能够从根本上解决现有双宽频带天线组阵问题。另外，结合权利要求5可知当高频振子间距设置为IOGmm时，低频振子间距为318mm，低频单元间距约为960MHz频点波长312.5mm的1.02倍，根据阵列天线理论，很显然超过一倍波长的低频辐射单元间距对于低频阵列性能存在着严重影响，特别是在960MHz频点的垂直面电下倾过程中不可避免出现高电平的栅瓣，导致其辐射性能指标下降。
技术实现思路
本技术的目的就是要克服上述不足，提供一种多频阵列天线，寻求低频辐射单元相邻间距与高频辐射单元相邻间距之间的布局关系，以实现低频辐射单元与高频辐射单元的共轴组阵，以兼容当前2G、3G、4G移动通信网络信号的。本技术是通过如下技术方案实现的:本技术的多频阵列天线，其包括金属反射板、设置在金属反射板上的工作于第一频段范围的低频辐射列元和工作于第二频段范围的高频辐射列元，低频辐射列元包括在第一参考轴的轴向上以相等的第一间距排列的若干低频辐射单元，高频辐射列元包括在第一参考轴的轴向上以相等的第二间距排列的若干高频辐射单元，其中，所述第一间距为所述第二间距的2.5倍，且其中至少有一个所述的低频辐射单元与位置上相对应的一个所述的高频辐射单元相嵌套，另有至少一个所述的低频辐射单元在轴向上位于与该低频辐射单元相邻近的两个相邻高频辐射单元之间。较佳的，在所述第一参考轴的轴向上的位置为奇数或偶数的低频辐射单元各与位置上相对应的一个所述的高频辐射单元相嵌套，其余低频辐射单元散布于轴向上与该低频辐射单元相邻近的两个相邻高频辐射单元中间。较佳的，所述低频辐射单元与所述高频辐射单元均包括有用于辐射其所属频段范围的信号的辐射臂，在正投影到所述金属反射板的正投影面上，所有的低频辐射单元的辐射臂和高频辐射单元的辐射臂彼此之间无重合。本专利技术的一实施例中，所述第一低频辐射单元及嵌套于其中的高频辐射单元设置在参考轴一侧位置。另一实施例中，所述第二低频辐射单元设置在参考轴一侧位置。较佳的，所述彼此相嵌套的低频辐射单元和高频辐射单元，两者自身的辐射臂均呈中心对称关系，且在正投影到所述金属反射板的正投影面上，两者的对称中心重合。进一步，所述低频辐射列元包括具有不同辐射臂结构的两种低频辐射单元，其中第一低频辐射单元和 第二低频辐射单元分别居于所述轴向的奇数和偶数位置上。所述第一低频辐射单元的辐射臂在正投影到所述金属反射板的正投影面上呈包括矩形、圆形在内的任意一种环状。所述第二低频辐射单元的辐射臂在正投影到所述金属反射板的正投影面上呈具有正交关系的交叉状。较佳的，所述低频辐射列元的第一间距占第一频段范围的中心频点所对应的波长的0.6-1.0倍，优选为0.8倍。同理，所述高频辐射列元的第二间距占第二频段范围的中心频点所对应的波长的0.6-1.0倍，优选为0.8倍。较佳的，所述低频辐射列元所工作的第一频段范围为790-960MHZ ;所述高频辐射列元的第二频段范围为1700-2700MHZ。所述第一间距取值范围为262.5-287.5mm，所述第二间距取值范围为105-115mm。较佳的，所述低频辐射单元与高频辐射单元全部设置在所述第一参考轴上。根据本技术的一实施例所揭示，在轴向上设置于相邻两个高频辐射单元之间的至少一个低频辐射单元，其固定在第二参考轴上，而与其相邻的两个高频辐射单元则固定于第三参考轴上，第二参考轴与第三参考轴关于第一参考轴对称且相平行。根据本技术另一实施例所揭示，在前述基础上，另一个在轴向上设置于相邻两个高频辐射单元之间的低频辐射单元，其固定在第三参考轴上，而与其相邻的两个高频辐射单元则固定于第二参考轴上。与现有技术相比，本技术的技术效果是难以预料的:首先，本技术中，低频辐射单元之间的第一间距和高频辐射单元之间的第二间距，通过将第一间距约束为第二间距的2.5倍，得到一个最佳设置方案，将低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频阵列天线，其包括金属反射板、设置在金属反射板上的工作于第一频段范围的低频辐射列元和工作于第二频段范围的高频辐射列元，低频辐射列元包括在第一参考轴的轴向上以相等的第一间距排列的若干低频辐射单元，高频辐射列元包括在第一参考轴的轴向上以相等的第二间距排列的若干高频辐射单元，其特征在于：所述第一间距为所述第二间距的2.5倍，且其中至少有一个所述的低频辐射单元与位置上相对应的一个所述的高频辐射单元相嵌套，另有至少一个所述的低频辐射单元在轴向上位于与该低频辐射单元相邻近的两个相邻高频辐射单元之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培涛，贾飞飞，孙善球，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：实用新型
国别省市：