一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线的制作方法

[0001]
本实用新型涉及无线通信的技术领域，尤其是指一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线。


背景技术：

[0002]
业内习知，多频带天线在提供更加多样化服务的同时，可以有效地提高天线的空间利用率，降低天线设备的及场地租赁的成本。因此，多频带天线成为新一代无线通信领域的一个重要的研究方向。多频带天线通常是由工作在不同频带的子天线组成，包括至少一个低频子天线和至少一个高频子天线。
[0003]
多频带天线中的各个子天线被放置在一个有限的空间内，不同子天线之间会存在强烈的交叉频带散射干扰。这将严重地恶化多频带天线的性能，具体表现为不同频带子天线之间的端口隔离度恶化、高频子天线的辐射方向图畸变等，从而对用户体验造成不良影响。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线，可以有效抑制低频子天线对高频子天线的散射干扰，获得稳定的高频辐射方向图。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线，包括至少一个低频子天线以及至少一个高频子天线；其中，所述低频子天线与高频子天线工作在不同的频带内，所述低频子天线包含至少一个辐射臂，所述辐射臂在其臂长方向上分割为若干个臂区段，且两两相邻臂区段之间通过去耦结构相连接，所述去耦结构由一条细金属连接线和至少一个金属枝节构成，所述金属枝节与细金属连接线相连接，所述细金属连接线的两端分别与两个臂区段电气连接，所述金属枝节的一端与相应臂区段电气连接，其另一端断开，使得金属枝节上的高频感应电流能够与细金属连接线上的高频感应电流反向相抵消，从而实现抑制低频子天线对高频子天线的散射干扰。
[0006]
进一步，所述金属枝节和细金属连接线处于同一水平面，且所述金属枝节分布于细金属连接线的一侧。
[0007]
进一步，所述金属枝节和细金属连接线处于同一水平面，且所述金属枝节分布于细金属连接线的两侧。
[0008]
进一步，所述金属枝节位于细金属连接线的上方或下方，或上方与下方。
[0009]
进一步，所述辐射臂印制在电介质基板上或者以金属铸件的形式存在。
[0010]
进一步，所述低频子天线的工作频带为690mhz至960mhz，所述高频子天线的工作频带为1690mhz至2690mhz。
[0011]
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0012]
1、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线的低频子天线上设计有去耦结构，
其利用去耦结构使低频子天线上的高频感应电流反向相消，从而抑制低频子天线对高频子天线的散射干扰，实现高频子天线的辐射方向图保形。
[0013]
2、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线中所设计的去耦结构具有更宽的去耦带宽，在1690mhz至2690mhz频带内均具有良好的散射抑制效果。
[0014]
3、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线中所设计的去耦结构与低频子天线的辐射臂电气连接，因此其可以被设计为金属铸件的形式，从而降低产品批量化生产时的成本。
[0015]
4、与已有的多频带天线相比，本实用新型天线的低频子天线上设计有去耦结构，可以最大限度地降低频子天线对高频子天线的散射干扰。因此，本实用新型天线无需添加额外的金属挡板或为高频子天线添加引向器来实现高频辐射方向图保形，这可以极大地降低产品开发、装配、调试的难度，同时可以最大程度地保证产品性能的一致性。
附图说明
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图1为实施例1中多频带天线的俯视图。
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图2为实施例1中多频带天线的立体图。
[0018]
图3为实施例1中低频子天线的辐射臂结构示意图。
[0019]
图4为实施例1中去耦结构的示意图。
[0020]
图5为实施例1中所述多频带天线的高频子天线与传统多频带天线的高频子天线的水平面波束宽度曲线图。
[0021]
图6为传统多频带天线中高频子天线的水平面归一化辐射方向图。
[0022]
图7为实施例1中所述多频带天线的高频子天线的水平面归一化辐射方向图。
[0023]
图8为实施例2中多频带天线的俯视图。
[0024]
图9为实施例2中低频子天线的辐射臂结构示意图。
[0025]
图10为实施例2中去耦结构的示意图。
[0026]
图11为实施例3中多频带天线的俯视图。
[0027]
图12为实施例3中低频子天线的辐射臂结构示意图。
[0028]
图13为实施例3中去耦结构的示意图。
[0029]
图14为实施例4中多频带天线的俯视图。
[0030]
图15为实施例4中低频子天线的辐射臂结构的上视图。
[0031]
图16为实施例4中低频子天线的辐射臂结构的下视图。
具体实施方式
[0032]
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0033]
实施例1
[0034]
如图1和图2所示，本实施例所提供的具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线，包括一个低频子天线202和四个的高频子天线102a-102d，低频子天线202位于四个高频子天线102a-102d的中间，低频子天线202与四个高频子天线102a-102d工作在不同的频带内，低频子天线202的工作频带可以为690mhz至960mhz，高频子天线102a-102d的工作频带可以为1690mhz至2690mhz；低频子天线202具有四个辐射臂402a-402d，辐射臂402a-402d被设计
在电介质基板302上，低频子天线202的四个辐射臂402a-402d具有相同的物理结构，需要理解的是，辐射臂402a-402d在空间的旋转并不影响其在物理结构上的一致性。如图3所示，辐射臂402a被分割为三个臂区段502a-502c，臂区段502a与臂区段502b通过去耦结构602a电气连接，臂区段502b与臂区段502c通过去耦结构602b电气连接，去耦结构602b与去耦结构602a具有相同的物理结构。如图4所示，为去耦结构602a的结构示意图，去耦结构602a由细金属连接线702a与金属枝节802a-802d组成，金属枝节802a、802b位于细金属连接线702a的同一侧，金属枝节802c、802d位于细金属连接线702a的另一侧，细金属连接线702a的一端与臂区段502a电气连接，另一端与臂区段502b电气连接，金属枝节802a与802c的一端与臂区段502a电气连接，另一端断开；金被属枝节802b与802d的一端与臂区段502b电气连接，另一端断开。金属枝节802a-802d上的高频感应电流可以与细金属连接线702a上的高频感应电流反向相消，且在低频段时金属枝节802a-802d与细金属连接线702a上的大部分电流同向叠加，总之，去耦结构可以使其上所感应的特定频带电流反向相抵消，而对于其它频带的电流没有明显的阻碍、抑制、或者抵消作用。
[0035]
如图5所示，带有空心圆的曲线是传统多频带天线中高频子天线的水平面半功率波束宽度曲线，带有实心圆的曲线是本实施例上述多频带天线中高频子天线的水平面半功率波束宽度曲线。与传统的多频带天线相比，本实施例的低频子天线的每个辐射臂都被分割为若干个臂区段并通过去耦结构相连接。在高频段(如1700mhz至2700mhz)内，传统多频带天线的高频子天线的水平面波束宽度波动剧烈(在2.15ghz附近波束宽度急剧增大，在2.3ghz至2.7ghz频段范围内整体收窄)；相比之下，本实施例所述多频带天线的高频子天线在高频段(如1700mhz至2700mhz)内的水平面半功率波束曲线的波动趋于平缓。
[0036]
图6所示为传统多频带天线的高频子天线的水平面归一化辐射方向图，图7所示为本实施例所述多频带天线中高频子天线的水平面归一化辐射方向图。为了更为清晰地显示细节，这里仅给出多频带天线中交叉频带散射干扰较为严重的个别频点的辐射方面图。可以看出，传统多频带天线的高频子天线的水平面归一化辐射方向图畸变明显，主要表现为辐射方向图凹陷以及辐射方向图的最大辐射方向偏离轴向。相比之下，本实施例所述多频带天线的高频子天线的水平面归一化辐射方向图更加稳定(辐射方向图没有明显的凹陷，方向图的最大辐射方向没有明显地偏离轴向)。因此，本实用新型所提供的多频带天线可以显著地抑制交叉频带散射干扰，并获得稳定的高频辐射方向图。
[0037]
实施例2
[0038]
如图8所示，本实施例所提供的具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线，包括一个低频子天线203和四个的高频子天线103a-103d，低频子天线203位于四个高频子天线103a-103d的中间，低频子天线203与四个高频子天线103a-103d工作在不同的频带内，低频子天线203的四个辐射臂403a-403d具有相同的物理结构，需要理解的是，辐射臂403a-403d在空间的旋转并不影响其在物理结构上的一致性。如图9所示，辐射臂403a被分割为三个臂区段503a-503c，臂区段503a与臂区段503b通过去耦结构603a电气连接，臂区段503b与臂区段503c通过去耦结构603b电气连接，去耦结构603b与去耦结构603a具有相同的物理结构。如图10所示，为去耦结构603a的结构示意图，去耦结构603a由细金属连接线703a与金属枝节803a、803b组成，金属枝节803a、803b位于细金属连接线703a的两侧，细金属连接线703a的一端与臂区段503a电气连接，另一端与臂区段503b电气连接，金被属枝节803a、803b的同
一端与臂区段503a电气连接，另一端断开。金属枝节803a、803b上的高频感应电流可以与细金属连接线703a上的高频感应电流反向相消，且在低频段时金属枝节803a、803b与细金属连接线703a上的大部分电流同向叠加，总之，去耦结构可以使其上所感应的特定频带电流反向相抵消，而对于其它频带的电流没有明显的阻碍、抑制、或者抵消作用。
[0039]
实施例3
[0040]
如图11所示，本实施例所提供的具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线，包括一个低频子天线204和四个的高频子天线104a-104d，低频子天线204位于四个高频子天线104a-104d的中间，低频子天线204与四个高频子天线104a-104d工作在不同的频带内，低频子天线204的四个辐射臂404a-404d具有相同的物理结构。需要理解的是，辐射臂404a-404d在空间的旋转并不影响其在物理结构上的一致性。如图12所示，辐射臂404a被分割为三个臂区段504a-504c，臂区段504a与臂区段504b通过去耦结构604a电气连接，臂区段504b与臂区段504c通过去耦结构604b电气连接。去耦结构604b与去耦结构604a具有相同的物理结构。如图13所示，为去耦结构604a的结构示意图。去耦结构604a由细金属连接线704a与金属枝节804a、804b组成，金属枝节804a、804b位于细金属连接线704a的两侧，细金属连接线704a的一端与臂区段504a电气连接，另一端与臂区段504b电气连接，金属枝节804a与804b的一端与臂区段504b电气连接，另一端断开。金属枝节804a、804b上的高频感应电流可以与细金属连接线704a上的高频感应电流反向相消，且在低频段时金属枝节804a、804b与细金属连接线704a上的大部分电流同向叠加，总之，去耦结构可以使其上所感应的特定频带电流反向相抵消，而对于其它频带的电流没有明显的阻碍、抑制、或者抵消作用。
[0041]
实施例4
[0042]
如图14所示，本实施例所提供的具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线，包括一个低频子天线205和四个的高频子天线105a-105d，低频子天线205位于四个高频子天线105a-105d的中间，低频子天线205与四个高频子天线105a-105d工作在不同的频带内，图15与图16所示为本实施例中低频子天线205的其中一个辐射臂，其中图15所示为该辐射臂的上视图，图16所示为该辐射臂的下视图。所述辐射臂被分割为三个臂区段505a-505c，臂区段505a与臂区段505b通过去耦结构电气连接，该去耦结构由细金属连接线605a和金属枝节705a组成，臂区段505b与臂区段505c通过去耦结构电气连接，该去耦结构由细金属连接线605b和金属枝节705b组成，所述臂区段505a-505c和细金属连接线605a、605b被设计在电介质基板305的上表面，电介质基板305的下表面设计有金属枝节705a、705b；所述细金属连接线605a的一端与臂区段505a电气连接，其另一端与臂区段505b电气连接；所述细金属连接线605b的一端与臂区段505b电气连接，其另一端与臂区段505c电气连接；所述金属枝节705a的一端通过金属化孔805a与臂区段505a电气连接，其另一端断开；所述金属枝节705b的一端通过金属化孔805b与臂区段505b电气连接，其另一端断开。金属枝节705a、705b上的高频感应电流可以与细金属连接线605a、605b上的高频感应电流反向相消，且在低频段时金属枝节705a、705b与细金属连接线605a、605b上的大部分电流同向叠加，总之，去耦结构可以使其上所感应的特定频带电流反向相抵消，而对于其它频带的电流没有明显的阻碍、抑制、或者抵消作用。
[0043]
当然，除了以上四个实施例的情况外，本实用新型所述的多频带天线的去耦结构还存在有多种形式，比如金属枝节可以只分布于细金属连接线的一侧，也可以位于细金属
连接线的上方或下方，或上方与下方，在此就不再进行一一举例说明了。此外，不同辐射臂上的去耦结构的数量可以相同或者不同，不同去耦结构的物理尺寸可以相同或者不同。另外，在上述四个实施例中，所述辐射臂都是印制在电介质基板上，其实，辐射臂也可以以金属铸件的形式存在。
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以上所述实施例只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。