专利名称：天线阵列单元、阵列天线、多频天线单元和多频阵列天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种天线阵列单元、阵列天线、多频天线和多频天线阵列。
背景技术：
随着移动通信技术的发展，对于天线频段的要求也越来越高。
现有的天线单元通常是工作在单一频段的天线单元，对于要求工作在不同频段的天线单元，人们通常将单一频段的天线单元在空间上彼此分开的设置在一起。
然而，将不同的频段的天线设置在一起会导致天线的体积越来越大，以至于用于承载天线的铁塔无法承载如此大的天线及重量。发明内容
本发明提供一种天线阵列单元、阵列天线、多频天线单元和多频阵列天线，以解决天线尺寸较大的问题。
第一方面，本发明提供一种天线阵列单元，包括
两个天线单元对，呈十字交叉设置；每个所述天线单元对包括两个天线单元，所述两个天线单元通过馈电网络相互电连接；所述两个天线单元对分别独立馈电。
在第一种可能的实现方式中，每个所述天线单元设置有一个馈电口 ；每个所述天线单元对包括的所述两个天线单元的馈电口分别设置在天线单元的外侧或内侧。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，每个所述天线单元对包括的所述两个天线单元的馈电口对称设置。
结合第一方面至第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述天线单元为圆环形天线、四边形天线、五边形天线或是六边形天线。
第二方面，本发明提供一种阵列天线，包括至少一个如上权利要求所述的一个天线阵列单元，所述天线阵列单元设置在反射板上。
第三方面，本发明提供一种多频天线单元，包括本发明任意实施例提供的天线阵列单元，其中；
所述天线阵列单元的至少一个天线单元中设置有一个高频天线单元。
在第一种可能的实现·方式中，所述天线阵列单元的每个天线单元中分别设置有一个所述高频天线单元。
第四方面，本发明提供一种多频阵列天线，包括至少一个如上所述的多频天线单元，所述多频天线单元设置在反射板上。
在第一种可能的实现方式中，所述多频天线单元为多个，沿设定方向排列，各所述多频天线单元中的所有高频天线单元之间电连接。
在第二种可能的实现方式中，所述多频天线单元为多个，沿设定方向排列，各所述多频天线单元中的所述高频天线单元在所述沿设定方向上呈两行排列，且每行的所述高频CN 103050788 A书
明
说2/5页天线单元之间电连接。本发明提供的天线阵列单元、阵列天线、多频天线单元和多频阵列天线，通过两个 天线单元对呈十字交叉设置，其中，每个天线单元对包括两个天线单元，并且两个天线单元 通过馈电网络相互电连接；所述两个天线单元对分别独立馈电，从而实现天线双极化辐射， 而且根据上述天线阵列单元组成的天线阵列占用的空间较小。
图1为本发明天线阵列单元实施例一的结构示意图；图2为本发明阵列天线实施例一的结构示意图；图3为本发明多频天线单元实施例一的结构示意图；图4为本发明多频阵列天线实施例一的结构示意图；图5为本发明多频天线单元实施例一的剖面结构示意图。
具体实施例方式图1为本发明天线阵列单元实施例一的结构示意图。如图1所示，以下对本实施 例提供的天线阵列单元进行详细地说明。本实施例提供的天线阵列单元11包括两个相交设置的天线单元对，分别为第一 天线单元对和第二天线单元对，并且第一天线单元对和第二天线单元对呈十字交叉设置， 其中，设置在第一直线12方向上的第一天线单元对包括第一天线单元121和第二天线单元 122，设置在第二直线13方向上的第二天线单元对包括第三天线单元131和第四天线单元 132。需要说明的，本实施例的第一天线单元121、第二天线单元122、第三天线单元131 和第四天线单元132的结构相同，可以是圆环形天线，也可以是四边形天线、五边形天线或 是六边形天线等形状的环形天线，本实施例以图1所示的圆环形天线为例进行说明，但不 依此为限，本领域技术人员所能理解的天线形状接近于环形的任意形状的天线都可应用于 此。本实施例的第一天线单元对和第二天线单元对分别独立馈电，第一天线单元对中 的第一天线单元121和第二天线单元122通过第一馈电网络123相互电连接，第二天线单 元对中的第三天线单元131和第四天线单元132通过第二馈电网络133相互电连接。其中， 第一天线单元对和第二天线单元对形成两个正交的双极化辐射天线。在实现过程中，双极 化天线可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。并且双极化天线对架设安装要求不 高，不需要征地建塔，从而节省基建投资。本实施例的天线阵列单元的两个相交设置的第一天线单元对和第二天线单元对 呈十字交叉设置，从而形成设置在第一直线12方向上的第一天线单元对和设置在第二直 线13方向上的第二天线单元对形成±45°双极化辐射，即第一天线单元121和第二天线单 元122可以实现-45°极化辐射，第三天线单元131和第四天线单元132可以实现+45°极 化辐射。在实现过程中，双极化天线可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。本实施例提供的天线阵列单元，通过将两个天线单元对呈十字交叉设置，其中，每 个天线单元对包括两个天线单元，并且两个天线单元通过馈电网络相互电连接，两个天线单元对分别独立馈电，从而实现天线双极化辐射，可以进一步的提高单个天线单元的辐射性能，同时可保证根据上述天线阵列单元组成的天线阵列占用的空间较小。
在本实施例天线阵列单元中，每个天线单元对包括的两个天线馈电口可以相对设置，具体的，设置在第一直线12方向上的第一天线单元对包括第一天线单元121和第二天线单元122，其中，第一天线单元121的第一馈电口 1211和第二天线单元122的第二馈电口 1221相对设置，设置在第二直线单元13方向上的第二天线单元对包括第三天线单元131和第四天线单元132，其中，第三天线单元131的第三馈电口 1311和第四天线单元132的第四馈电口 1321相对设置。并且第一天线单元121和第二天线单元122通过第一馈电网络123 相互电连接，第三天线单元131和第四天线单元132通过第二馈电网络133相互电连接，具体以第一天线单元121和第二天线单元122为例进行说明，例如，在第一馈电网络123的任意位置输入电压后，电流可以分别流向第一馈电口 1211和第二馈电口 1221，以第一馈电口 1211为例，电流从馈电口的一端12111进入，再通过馈电网络123从馈电口的另一端12112 进入，以形成180°反转，从而满足天线的馈电要求。
另一种实现方式(未在图1中显示)，天线阵列单元中的每个天线单元对包括的两个天线馈电口可以分别对称的设置在天线的外侧，例如背对设置，具体的，设置在第一直线 12方向上的第一天线单元对包括第一天线单元121和第二天线单元122，其中，第一天线单元121的第一馈电口 1211和第二天线单元122的第二馈电口 1221分别对称的设置在天线的外侧，设置在直线13方向上的第二天线单元对包括第三天线单元131和第四天线单元 132，其中，第三天线单元131的第三馈电口 1311和第四天线单元132的第四馈电口 1321 分别对称的设置在天线的外侧。并且第一天线单元121和第二天线单元122通过第一馈电网络123相互电连接，第三天线单元131和第四天线单元132通过第二馈电网络133相互电连接，具体以第一天线单元121和第二天线单元122为例进行说明，例如，在第一馈电网络123的任意位置输入电流后，电流分别向第一馈电口 1211和第二馈电口 1221，以第一馈电口 1211为例，电流从馈电口的一端12111进入，再通过馈电网络123从馈电口的另一端 12112进入，以形成180°反转，从而满足天线的馈电要求。
需要说明的是，在本实施例天线阵列单元中，每个天线单元对包括的两个天线单元的馈电口可以分别设置在天线单元的外侧或内侧。并且，两个天线单元对的四个馈电口的设置方向可以同时设置在天线单元的内侧，也可以同时设置在天线单元的外侧，也可以一个天线单元对的两个馈电口设置在内侧，另一个天线单元对的两个馈电口设置在外侧， 本实施例对天线阵列单元中的馈电口方向不做限制。
图2为本发明阵列天线实施例一的结构示意图。本实施例提供的阵列天线21包括至少一个本发明任意实施例所提供的天线阵列单元11，本领域技术人员可以根据实际需要，将这些天线阵列单元11按照一定的要求进行馈电和空间排列构成阵列天线。由于单一天线的方向性是有限的，将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线设置在一起组成阵列天线，可以加强和改善辐射场的方向性，并有效减小阵列天线的空间。
图3为本发明 多频天线单元实施例一的结构示意图。本实施例提供的多频天线单元31包括一个天线阵列单元，其中，天线阵列单元的至少一个天线单元中设置有一个高频天线单元。其中，天线阵列单元可以采用本发明任意实施例所提供的天线阵列单元11， 并且在天线阵列单元中的四个天线单元中，可以只在任意一个天线单元中设置高频天线单元，也可以在四个天线单元中的任意两个天线单元中分别设置一个高频天线单元，或者在每个天线单元中分别设置一个高频天线单元，在此对设置有高频天线单元的天线单元数量不做限制。
每个高频天线单元可以分别设置在天线阵列单元的每个天线单元的中间，例如， 第一个高频天线单元32设置在天线阵列单元11第一天线单元121的中间，第二个高频天线单元33设置在第二天线单元122的中间，第三个高频天线单元34设置在第三天线单元 131的中间，第四个高频天线单元35设置在第四天线单元132的中间，其中，第三个高频天线单元34，具体的可以包括第一辐射臂341、第二辐射臂单元342、第三辐射臂单元343和第四辐射臂单344。需要说明的是，本实施例不限制高频天线单元的形状与结构。
本实施例提供的多频天线单元，包括一个天线阵列单元和一个高频天线单元，其中，天线阵列单元的一个天线单元中设置有一个高频天线单元，从而可以将不同频段的天线设置在一起，并有效地减小天线尺寸。
图4为本发明多频阵列天线实施例一的结构示意图。本发明实施例提供多频阵列天线可以用于基站天线，用以提供不同频段的的信号。本实施例提供的多频阵列天线41 包括至少一个本发明任意实施例所提供的多频天线单元，并且多频天线单元设置在反射板上，在此对该设定方向的方向性不作限制，凡是天线阵列单元可以依次设置的方向均可。
需要说明的，本领域技术人员可以理解，在实际应用过程中，天线阵列单元可以作为为低频天线，而设置在天线阵列单元中间的天线单元为高频天线单元，是由天线的尺寸决定，本领域技术人员可以理解，在天线阵列中，尺寸较大的天线单元，波长相对较长，适合做低频天线单元，尺寸较小的天线单元，波长相对较短，适合做高频天线单元。
在本实施例多频天线阵列中，多频天线单元可以为多个，沿设定方向排列，并可以将多频阵列天线中的所有高频天线单元之间通过馈电网络馈电，具体的将多频阵列天线41 中的所有天线阵列单元中设置的高频天线单元进行馈电，从而形成高频阵列，进而加强了高频辐射场的方向性，并加强辐射场的强度，由于在每个高频天线单元的周围还设置有低频天线单元，进一步的，可以将该些低频天线单元之间电连接，从而形成一高一低的多频组口 ο
在本实施例多频天线阵列的另一种实现方式中，多频天线单元可以为多个，并沿设定方向排列，其中，各多频天线单元中的高频天线单元在沿设定方向上呈两行排列，例如，多频阵列天线41中的所有高频天线单元依次排成两行，并将每行的高频天线单元之间电连接，从而可以形成2个频段不同的高频，同时将所有的天线阵列单元之间电连接，可以形成I个低频，从而形成2高I低多频组合。
本实施例提供的多频阵列天线，包括至少一个本发明实施例提供的多频天线单元，并将多频天线单元在沿设定方向上依次设置，从而可以将不同频段的天线设置在一起， 并有效地减小了天线的尺寸。
图5为本发明多频天线单元实施例一的剖面结构示意图。如图3和图5所示，本实施例提供的多频天线由上至下依次设置有高频天线单元32的高频辐射面51，并且高频辐射面51可以通过高频巴伦53设置在高频反射板54上，高频反射板54通过支持柱55设置在反射板 55上，需要说明的是，天线阵列的低频辐射面52设置在低频巴伦上，并且低频辐射面52的高度可以低于高频辐射面51，也可以高于高频辐射面51，本实施例在此不作限制。
本发明提供的天线阵列单元、阵列天线、多频天线单元和多频阵列天线，通过两个天线单元对呈十字交叉设置，其中，每个天线单元对包括两个天线单元，并且两个天线单元通过馈电网络相互电连接；所述两个天线单元对分别独立馈电，从而实现天线双极化辐射， 根据上述天线阵列单元组成的天线阵列占用的空间较小；进一步的，还提高了单个天线单元的辐射性能，提高天线的隔离度。
最后应说明的是 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种天线阵列单元，其特征在于，包括 两个天线单元对，呈十字交叉设置；每个所述天线单元对包括两个天线单元，所述两个天线单元通过馈电网络相互电连接；所述两个天线单元对分别独立馈电。
2.根据权利要求1所述的天线阵列单元，其特征在于，每个所述天线单元设置有一个馈电口 ；每个所述天线单元对包括的所述两个天线单元的馈电口分别设置在天线单元的外侧或内侧。
3.根据权利要求2所述的天线阵列单元，其特征在于，每个所述天线单元对包括的所述两个天线单元的馈电口对称设置。
4.根据权利要求1-3任一所述的天线阵列单元，其特征在于，所述天线单元为圆环形天线、四边形天线、五边形天线或是六边形天线。
5.一种阵列天线，其特征在于 包括至少一个权利要求1-4任一所述的天线阵列单元，所述天线阵列单元设置在反射板上。
6.一种多频天线单元，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的天线阵列单元，其中； 所述天线阵列单元的至少一个天线单元中设置有一个高频天线单元。
7.根据权利要求6所述的多频天线单元，其特征在于，所述天线阵列单元的每个天线单元中分别设置有一个所述高频天线单元。
8.一种多频阵列天线，其特征在于，包括至少一个权利要求6或7所述的多频天线单元，所述多频天线单元设置在反射板上。
9.根据权利要求8所述的多频阵列天线，其特征在于，所述多频天线单元为多个，沿设定方向排列，各所述多频天线单元中的所有高频天线单元之间电连接。
10.根据权利要求8所述的多频阵列天线，其特征在于，所述多频天线单元为多个，沿设定方向排列，各所述多频天线单元中的所述高频天线单元在所述沿设定方向上呈两行排列，且每行的所述高频天线单元之间电连接。
全文摘要
本发明提供一种天线阵列单元、阵列天线、多频天线单元和多频阵列天线，该天线阵列单元包括两个天线单元对，呈十字交叉设置，其中，每个天线单元对包括两个天线单元，两个天线单元通过馈电网络相互电连接，并且两个天线单元对分别独立馈电，从而实现天线双极化辐射，可以进一步的提高单个天线单元的性能，同时可保证根据上述天线阵列单元组成的天线阵列占用的空间较小。
文档编号H01Q21/00GK103050788SQ20121059105
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者罗英涛, 谢国庆 申请人:华为技术有限公司