專利名稱：輻射裝置及基于輻射裝置的陣列天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信基站天線技術，尤其涉及一種輻射裝置及基于輻射裝置的陣列天線。
背景技術：
隨著高新技術和經濟效益的推進，通信產業已變成國內最大的產業之一。通信產業中的移動通信的飛速發展，使其在用戶的日常生活中發揮著越來越重要的作用，截至2010年初，我國移動通信用戶數已超過7. 36億，投入使用的基站天線超過百萬副，而且，隨著移動通信業務及種類的不斷增加，各種制式的移動通信工作頻段也隨之不斷擴展，導致天線的體積不斷增加、結構日趨復雜，成本也越來越高。
目前的移動通信中，第二代、第三代、后三代以及WLAN/WiMAX等多種制式的無線系統共存，因此，需要現有無線系統中的天線能夠兼容多種制式、且結構小型化。現有的無線系統，天線主要包括小型化的共軸雙頻或多頻天線，采用普通的微帶結構或半波輻射裝置結構，由碗狀組合輻射裝置或微帶輻射裝置與半波對稱輻射裝置組合而成，考慮到天線的E面方向圖性能(天線輻射裝置間間距優先考慮O. 7 O. 95個工作波長)，因而，在進行雙頻或多頻天線陣列時，天線的高低頻輻射裝置間的距離較小，甚至可能會出現低頻輻射裝置的輻射臂遮擋高頻輻射裝置的情況，使得采用普通的微帶結構或半波輻射裝置結構的兩種振子(低頻輻射裝置以及高頻輻射裝置)間出現較強的電磁耦合，導致輻射出去的電磁波受到另一方(低頻輻射裝置或高頻輻射裝置)嚴重的干擾，即產生異頻干擾，從而使得天線的收發性能下降。
發明內容
本發明的實施例提供一種輻射裝置，降低異頻干擾、提升天線的收發性能。本發明的實施例提供一種基于輻射裝置的陣列天線，降低異頻干擾、提升天線的收發性能。為達到上述目的，本發明實施例提供的一種低頻輻射裝置，包括第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊，其中，第一低頻輻射模塊進行-45°極化，第二低頻輻射模塊進行+45°極化，第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。所述第一低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第一低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角；耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二低頻輻射模塊的卡槽扣；在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。所述開路枝節呈“ f ”形。所述第一低頻輻射模塊進一步包括支撐體，對稱安裝于平衡巴倫兩側，一端與第二振子臂固連，另一端與平衡巴倫固連。所述支撐體與平衡巴倫之間的夾角為45°。在第一低頻輻射模塊的正面和反面兩側，分別設置開路枝節，所述開路枝節平行于軸向方向排列。 在第一低頻輻射模塊的同一側，設置兩條開路枝節，所述兩條開路枝節呈“ Γ ”形，平行于軸向方向排列。所述第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊為介質印刷振子、線狀半波振子或金屬振子。所述第二低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第二低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角；耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第一低頻輻射模塊的卡槽；在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。所述開路枝節的電長度設置為O. 25個聞頻工作波長。—種高頻輻射裝置，該裝置包括第一高頻輻射模塊以及第二高頻輻射模塊，其中，第一高頻輻射模塊進行-45°極化，第二高頻輻射模塊進行+45°極化，第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。所述第一高頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第一高頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角；耦合電路設置于平衡巴倫內，一端在平衡巴倫中心的一側，與饋電電纜相連，另一端通過第一振子臂延伸至平衡巴倫中心的另一側；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二高頻輻射模塊的卡槽扣；在平衡巴倫中心的兩側，分別設置有開路枝節，所述開路枝節通過設置在開路枝節末端的金屬過孔相連。
在平衡巴倫中心的兩側，每一側設置有兩條開路枝節，每一側設置的兩條開路枝節依序相連。所述開路枝節的電長度為O. 25個低頻工作波長。一種基于高頻輻射裝置的陣列天線，該陣列天線包括低頻輻射裝置、高頻輻射裝置以及反射板，其中，低頻輻射裝置之間等距排列，高頻輻射裝置以每一低頻輻射裝置為中心對稱排列，低頻輻射裝置以及高頻輻射裝置沿軸向 方向安裝在反射板上；低頻輻射裝置上設置有用于抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節；和/或，高頻輻射裝置上設置有用于抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。所述低頻輻射裝置之間的等間距為O. 65 O. 85個低頻工作波長，所述高頻輻射裝置之間的等間距為O. 65 O. 95個高頻工作波長。所述低頻輻射裝置中設置的所述開路枝節的電長度設置為O. 25個高頻工作波長;所述高頻輻射裝置中設置的所述開路枝節的電長度為O. 25個低頻工作波長。所述低頻輻射裝置包括第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊，其中，第一低頻輻射模塊進行-45°極化，第二低頻輻射模塊進行+45°極化，第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。所述第一低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第一低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角；耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二低頻輻射模塊的卡槽扣；在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。所述第一低頻輻射模塊進一步包括支撐體，對稱安裝于平衡巴倫兩側，一端與第二振子臂固連，另一端與平衡巴倫固連。所述第二低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第二低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角；耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第一低頻輻射模塊的卡槽；
在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。所述高頻輻射裝置包括第一高頻輻射模塊以及第二高頻輻射模塊，其中，第一高頻輻射模塊進行-45°極化，第二高頻輻射模塊進行+45°極化，第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。所述第一高頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第一高頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角；耦合電路設置于平衡巴倫內，一端在平衡巴倫中心的一側，與饋電電纜相連，另一 端通過第一振子臂延伸至平衡巴倫中心的另一側；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二高頻輻射模塊的卡槽扣；在平衡巴倫中心的兩側，分別設置有開路枝節，所述開路枝節通過設置在開路枝節末端的金屬過孔相連。由上述技術方案可見，本發明實施例提供的一種輻射裝置及基于輻射裝置的陣列天線，低頻輻射裝置包括第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊，其中，第一低頻輻射模塊進行-45°極化，第二低頻輻射模塊進行+45°極化，第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。這樣，通過在低頻輻射裝置中增加開路枝節，從而減少低頻段對高頻段的影響，抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中的傳輸，有效降低高頻電磁波在低頻輻射裝置中二次輻射所產生的對高頻電性能特性的影響，有效地降低了異頻干擾，從而提升了天線的收發性能。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。圖I為本發明實施例低頻輻射裝置立體結構示意圖。圖2為本發明實施例第一低頻輻射模塊主視結構示意圖。圖3為本發明實施例第一低頻輻射模塊后視結構示意圖。圖4為本發明實施例第一低頻輻射模塊另一主視結構示意圖。圖5為本發明實施例第二低頻輻射模塊主視結構示意圖。圖6為本發明實施例第二低頻輻射模塊后視結構示意圖。圖7為本發明實施例高頻輻射裝置立體結構示意圖。圖8為本發明實施例第一高頻輻射模塊主視結構示意圖。圖9為本發明實施例第一高頻輻射模塊后視結構示意圖。圖10為本發明實施例第一高頻輻射模塊另一主視結構示意圖。
圖11為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線立體結構示意圖。圖12為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線主視結構示意圖。圖13為現有陣列天線中，高頻輻射裝置中未增加開路枝節的低頻性能示意圖。圖14為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線中，在高頻輻射裝置中增加開路枝節，低頻性能示意圖。圖15為現有陣列天線中，低頻輻射裝置中未增加開路枝節的高頻性能示意圖。
圖16為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線中，在低頻輻射裝置中增加開路枝節，高頻性能示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。現有的共軸雙頻或多頻天線，由于采用普通的微帶結構或半波輻射裝置結構，在進行雙頻或多頻天線陣列時，由于陣列天線的高低頻輻射裝置間的距離較小，使得低頻輻射裝置以及高頻輻射裝置之間出現較強的電磁耦合，嚴重干擾輻射出去的電磁波，形成異頻干擾，使得天線的收發性能下降。本發明實施例中，考慮在天線的低頻輻射裝置中增加開路枝節，使得原低頻輻射裝置中的平衡巴倫不僅能對工作頻帶起到平衡作用，還能對其它頻段進行扼流，從而減少低頻段對高頻段的影響，抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中的傳輸，有效降低高頻電磁波在低頻輻射裝置中二次輻射所產生的對高頻電性能特性的影響，提升天線高頻段的隔離度。或者，在天線的高頻輻射裝置中增加開路枝節，從而減少高頻段對低頻段的影響，抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中的傳輸，有效降低低頻電磁波在高頻輻射裝置中二次輻射所產生的對低頻電性能特性的影響，提升天線低頻段的隔離度。當然，實際應用中，也可以在天線的低頻輻射裝置以及高頻輻射裝置中分別增加開路枝節，用以有效降低異頻間的電磁互擾，提高輻射裝置及陣列天線整體的電性能指標。關于陣列天線詳細的工作流程，具體可參見相關技術文獻，在此不再贅述。圖I為本發明實施例低頻輻射裝置立體結構示意圖。參見圖I，該低頻輻射裝置包括第一低頻輻射模塊15以及第二低頻輻射模塊16，其中，第一低頻輻射模塊15進行-45°極化，第二低頻輻射模塊16進行+45°極化，第一低頻福射模塊15與第二低頻福射模塊16對稱正交固連在一起,在第一低頻福射模塊15與第二低頻輻射模塊16的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。本發明實施例中，第一低頻輻射模塊15以及第二低頻輻射模塊16既可以是介質印刷振子，也可以是線狀半波振子，還可以是金屬振子，適用于單頻、雙頻或多頻陣列天線。圖2為本發明實施例第一低頻輻射模塊主視結構示意圖；圖3為本發明實施例第一低頻輻射模塊后視結構示意圖。參見圖2和圖3，該第一低頻輻射模塊包括第一振子臂(輻射臂)4、第二振子臂5、金屬過孔7、耦合電路8、開路枝節9、卡槽扣12以及平衡巴倫13，其中，第一低頻輻射模塊安裝時立放的方向為軸向方向，第一振子臂延伸的方向為水平方向，垂直于第一振子臂延伸的方向為縱向(主視、后視)方向；平衡巴倫13沿軸向方向支撐第一低頻輻射模塊，第一振子臂4與第二振子臂5固連，對稱位于平衡巴倫13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折彎，使第一振子臂4與第二振子臂5之間呈0° 90°的夾角；耦合電路8設置于平衡巴倫13內的一側，一端與饋電電纜相連，用以通過電磁耦合方式，對第一低頻輻射模塊進行饋電，另一端延伸至第一振子臂4內，通過設置在第一振子臂4內的金屬過孔7連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路，即第一低頻輻射模塊正面和背面的耦合電路通過第一振子臂4上開設的金屬過孔7相連通；在平衡巴倫13中心的軸向方向，設置有用于連接第二低頻輻射模塊的卡槽扣12 ；
在有耦合電路8的平衡巴倫13內的另一側，設置有開路枝節9。本發明實施例中，對于所述的開路枝節9在平衡巴倫13內的位置，沒有具體限制。較佳地，開路枝節9呈“ Γ ”形。本發明實施例中，耦合電路8也可以設置在第一低頻輻射模塊同一面，無需通過金屬過孔7相連，采用電磁耦合方式對第一低頻輻射模塊進行饋電；當然，耦合電路8的末端也可以直接與輻射體相連，從而對第一低頻輻射模塊進行直接饋電。實際應用中，該第一低頻輻射模塊還可以進一步包括支撐體10，對稱安裝于平衡巴倫13兩側，一端與第二振子臂5固連，另一端與平衡巴倫13固連。較佳地，支撐體10與平衡巴倫13之間的夾角約為45°，用于增加第一低頻輻射裝置I的平衡性及機械強度。圖4為本發明實施例第一低頻輻射模塊另一主視結構示意圖。與圖不同2的是，在第一低頻輻射模塊的同一側，設置有兩條開路枝節，即開路枝節9以及第二開路枝節9'，開路枝節9以及第二開路枝節9'呈“ r ”形，平行于軸向方向排列，使得某一開路枝節可以抑制相應頻段的電磁波，例如，開路枝節9主要用于抑制高頻電磁波在第一低頻輻射模塊中的傳輸，有效降低高頻電磁波在第一低頻輻射模塊中二次輻射所產生的對高頻電性能特性的影響，即有效降低異頻間的電磁互擾，從而大大提高高頻段的天線隔離度，同時使其兼具優越的方向圖特性，提高了陣列天線整體的電性能指標；而采用設置開路枝節9以及第二開路枝節9'，可以使得抑制效果更好，從而提升天線的收發性能。圖5為本發明實施例第二低頻輻射模塊主視結構示意圖；圖6為本發明實施例第二低頻輻射模塊后視結構示意圖。參見圖5和圖6，該第二低頻輻射模塊包括第一振子臂4、第二振子臂5、金屬過孔7、耦合電路8、開路枝節9、卡槽11以及平衡巴倫13，其中，平衡巴倫13沿軸向方向支撐第二低頻輻射模塊，第一振子臂4與第二振子臂5固連，對稱位于平衡巴倫13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折彎，使第一振子臂4與第二振子臂5之間呈0° 90°的夾角；耦合電路8設置于平衡巴倫13內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂4內，通過設置在第一振子臂4內的金屬過孔7連接至第一低頻輻射模塊背面的奉禹合電路；在平衡巴倫13中心的軸向方向，設置有用于連接第一低頻輻射模塊的卡槽11 ；在有耦合電路8的平衡巴倫13內的另一側，設置有開路枝節9。本發明實施例中，對于所述的開路枝節9在平衡巴倫13內的位置，沒有具體限制。較佳地，開路枝節9呈“「，，形。較佳地，開路枝節9的電長度設置約為O. 25個高頻工作波長，當然，實際應用中，開路枝節9的長度還可根據實際的調試情況，取其調試中的最優值。本發明實施例中，耦合電路8也可以設置在第二低頻輻射模塊同一面，無需通過金屬過孔7相連，采用電磁耦合方式對第二低頻輻射模塊進行饋電；當然，耦合電路8的末端也可以直接與輻射體相連，從而對第二低頻輻射模塊進行直接饋電。 實際應用中，該第二低頻輻射模塊還可以進一步包括支撐體10，對稱安裝于平衡巴倫13兩側，一端與第二振子臂5固連，另一端與平衡巴倫13固連。較佳地，支撐體10與平衡巴倫13之間的夾角約為45°，用于增加第二低頻輻射裝置I的平衡性及機械強度。在第二低頻輻射模塊中，第一振子臂4、第二振子臂5、金屬過孔7、耦合電路8、開路枝節9以及平衡巴倫13，分別與第一低頻輻射模塊中相應元器件相同，不同的是，第二低頻輻射模塊中設置有用于與第一低頻輻射模塊中卡槽扣相連的卡槽。圖7為本發明實施例高頻輻射裝置立體結構示意圖。參見圖7，該高頻輻射裝置包括第一高頻輻射模塊17以及第二高頻輻射模塊18，其中，第一高頻輻射模塊17進行-45°極化，第二高頻輻射模塊18進行+45°極化，第一高頻輻射模塊17與第二高頻輻射模塊18對稱正交固連在一起，在第一高頻輻射模塊17與第二高頻輻射模塊18的軸向中心一側，分別設置有抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。本發明實施例中，第一高頻輻射模塊17以及第二高頻輻射模塊18既可以是介質印刷振子，也可以是線狀半波振子，還可以是金屬振子，適用于單頻、雙頻或多頻陣列天線。較佳地，設置在高頻輻射模塊中的開路枝節的電長度約為O. 25個低頻工作波長，當然，開路枝節的長度也可以根據實際的調試情況，取其調試中的最優值。較佳地，開路枝節呈“ f ’’形。圖8為本發明實施例第一高頻輻射模塊主視結構示意圖；圖9為本發明實施例第一高頻輻射模塊后視結構示意圖。參見圖8和圖9，該第一高頻輻射模塊包括第一振子臂4、第二振子臂5、金屬過孔6、耦合電路8、開路枝節16、卡槽扣12以及平衡巴倫13，其中，平衡巴倫13沿軸向方向支撐第一高頻輻射模塊，第一振子臂4與第二振子臂5固連，對稱位于平衡巴倫13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折彎，使第一振子臂4與第二振子臂5之間呈0° 90°的夾角；耦合電路8設置于平衡巴倫13內，一端在平衡巴倫13中心的一側，與饋電電纜相連，用以通過電磁耦合方式，對第一高頻輻射模塊進行饋電，另一端通過第一振子臂4內延伸至平衡巴倫13中心的另一側；在平衡巴倫13中心的軸向方向，設置有用于連接第二高頻輻射模塊的卡槽扣12 ；
在平衡巴倫13中心的兩側，分別設置有開路枝節16，所述的開路枝節16通過設置在開路枝節16末端的金屬過孔6相連。當然，實際應用中，所述的開路枝節16也可以處于第一高頻輻射模塊的同一面，無需金屬過孔6連接。本發明實施例中，對于開設的開路枝節16在平衡巴倫13內的位置，沒有具體限制。第二高頻輻射模塊的結構與第一高頻輻射模塊的結構相類似，不同的是，第二高頻輻射模塊中設置有用于與第一高頻輻射模塊中卡槽扣相連的卡槽。圖10為本發明實施例第一高頻輻射模塊另一主視結構示意圖。與圖8不同的是，在平衡巴倫13中心的兩側，每一側設置有兩條開路枝節，即開路枝節16以及第二開路枝節16'，每一側的開路枝節16以及第二開路枝節16'依序相連，用于抑制低頻電磁波在第一高頻輻射模塊中的傳輸，有效降低低頻電磁波在第一高頻輻射模塊中二次輻射所產生的對 低頻電性能特性的影響，從而大大提高低頻段的天線隔離度，同時使其兼具優越的方向圖特性，提高了陣列天線整體的電性能指標。圖11為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線立體結構示意圖；圖12為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線主視結構示意圖。參見圖11以及圖12，結合參見圖I至圖10，該陣列天線包括低頻輻射裝置I、高頻輻射裝置2以及反射板3，其中，低頻輻射裝置I之間等距排列，高頻輻射裝置2以每一低頻輻射裝置I為中心對稱排列，低頻輻射裝置I以及高頻輻射裝置2沿軸向方向安裝在反射板3上；低頻輻射裝置I上設置有用于抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置I中傳輸的開路枝節9 ;和/或，高頻輻射裝置2上設置有用于抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置2中傳輸的開路枝節16。本發明實施例中，設置的開路枝節9以及開路枝節16的數量可以為一條，也可以為兩條以上。較佳地，開路枝節呈“「”形或“I ”形。低頻輻射裝置I包括-45°極化的第一低頻輻射模塊15以及+45°極化的第二低頻福射模塊16,第一低頻福射模塊15與第二低頻福射模塊16對稱正交固連在一起。其中，第一低頻輻射模塊包括第一振子臂4、第二振子臂5、金屬過孔7、耦合電路8、開路枝節9、卡槽扣12以及平衡巴倫13，其中，平衡巴倫13沿軸向方向支撐第一低頻輻射模塊，第一振子臂4與第二振子臂5固連，對稱位于平衡巴倫13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折彎，使第一振子臂4與第二振子臂5之間呈0° 90°的夾角；耦合電路8設置于平衡巴倫13內的一側，一端與饋電電纜相連，用以通過電磁耦合方式，對第一低頻輻射模塊進行饋電，另一端延伸至第一振子臂4內，通過設置在第一振子臂4內的金屬過孔7連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路，即第一低頻輻射模塊正面和背面的耦合電路通過第一振子臂4上設置的金屬過孔7相連通；
在平衡巴倫13中心的軸向方向，設置有用于連接第二低頻輻射模塊的狹長的卡槽扣12，這樣，可以使得低頻輻射裝置I制作既實用，又簡單、方便。在有耦合電路8的平衡巴倫13內的另一側，設置有開路枝節9。如前所述，耦合電路8也可以設置在第一低頻輻射模塊同一面，無需通過金屬過孔7相連，采用電磁耦合方式對第一低頻輻射模塊進行饋電；當然，耦合電路8的末端也可以直接與輻射體相連，從而對第一低頻輻射模塊進行直接饋電。較佳地，第一振子臂4、第二振子臂5以及平衡巴倫13，在物理結構上設計為一體，正反表面均設置有耦合電路8，正反面耦合電路8通過第一振子臂4上設置的金屬過孔7相連通。第二低頻輻射模塊包括第一振子臂4、第二振子臂5、金屬過孔7、耦合電路8、開路枝節9、卡槽11以及平衡巴倫13，其中，
平衡巴倫13沿軸向方向支撐第二低頻輻射模塊，第一振子臂4與第二振子臂5固連，對稱位于平衡巴倫13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折彎，使第一振子臂4與第二振子臂5之間呈0° 90°的夾角；耦合電路8設置于平衡巴倫13內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂4內，通過設置在第一振子臂4內的金屬過孔7連接至第一低頻輻射模塊背面的奉禹合電路；在平衡巴倫13中心的軸向方向，設置有用于連接第一低頻輻射模塊的卡槽11 ；在有耦合電路8的平衡巴倫13內的另一側，設置有開路枝節9。本發明實施例中，開路枝節9的長度設置約為O. 25個高頻工作波長。實際應用中，第一低頻輻射模塊和第二低頻輻射模塊還可以進一步包括支撐體10，對稱安裝于平衡巴倫13兩側，一端與第二振子臂5固連，另一端與平衡巴倫13固連。較佳地，支撐體10與平衡巴倫13之間的夾角為45°，用于增加第一低頻輻射裝置I的平衡性及機械強度。高頻輻射裝置2包括-45°極化的第一高頻輻射模塊17以及+45°極化的第二高頻輻射模塊18，第一高頻輻射模塊17與第二高頻輻射模塊18對稱正交固連在一起，在第一高頻輻射模塊17與第二高頻輻射模塊18的軸向中心一側，分別設置有抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。本發明實施例中，第一高頻輻射模塊17以及第二高頻輻射模塊18既可以是介質印刷振子，也可以是線狀半波振子，還可以是金屬振子，適用于單頻、雙頻或多頻陣列天線。本發明實施例中，設置在高頻輻射模塊中的開路枝節的長度約為O. 25個低頻工作波長。第一高頻輻射模塊包括第一振子臂4、第二振子臂5、金屬過孔6、耦合電路8、開路枝節16、卡槽扣12以及平衡巴倫13，其中，平衡巴倫13沿軸向方向支撐第一高頻輻射模塊，第一振子臂4與第二振子臂5固連，對稱位于平衡巴倫13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折彎，使第一振子臂4與第二振子臂5之間呈0° 90°的夾角；耦合電路8設置于平衡巴倫13內，一端在平衡巴倫13中心的一側，與饋電電纜相連，用以通過電磁耦合方式，對第一高頻輻射模塊進行饋電，另一端通過第一振子臂4內延伸至平衡巴倫13中心的另一側；在平衡巴倫13中心的軸向方向，設置有用于連接第二高頻輻射模塊的卡槽扣12 ；在平衡巴倫13中心的兩側，分別設置有開路枝節16，所述的開路枝節16通過設置在開路枝節16末端的金屬過孔6相連。第二高頻輻射模塊的結構與第一高頻輻射模塊的結構相類似，不同的是，第二高頻輻射模塊中設置有用于與第一高頻輻射模塊中卡槽扣相連的卡槽。 本發明實施例中，低頻輻射裝置I以及高頻輻射裝置2中的平衡巴倫13與饋電座(圖中未示出)相連接，固定在反射板3上。較佳地，平衡巴倫13與饋電座相連后形成一整體，再安裝固定在反射板3上。本發明實施例中，高頻輻射裝置2與低頻輻射裝置I的主要不同點在于尺寸，相對來說，高頻輻射裝置比低頻輻射裝置尺寸小。實際應用中，本發明具體實施例的天線陣列包含至少兩個低頻輻射裝置I和至少四個高頻輻射裝置2，低頻輻射裝置I與高頻輻射裝置2在反射板3縱軸中心線上呈線性共軸設置，且高低頻陣列分別位于同一平面；兩個低頻輻射裝置I之間設立兩個高頻輻射裝置2，其中低頻輻射裝置I以等間距約O. 65 O. 85個低頻工作波長線性排列，高頻輻射裝置2以等間距約O. 65 O. 95個高頻工作波長線性排列。當然，實際應用中，高頻輻射裝置2也可以不等間距呈線性排列，較佳地，所述不等間距約為O. 75 I個高頻工作波長。這樣，當陣列天線工作在Π和f2頻段時，一方面，在該陣列天線頻段為Π的輻射裝置中增加開路枝節，有效減少Π頻段對f2頻段的影響，使陣列天線的性能大大提升，當然，實際應用中，也可在頻段為f2的輻射裝置中增加開路枝節，有效減少f2頻段對fl頻段的影響；另一方面，該陣列天線的輻射模塊結構簡單、重量輕，因此，采用本發明實施例的輻射模塊實現的雙頻或多頻陣列天線，具有結構緊湊、成本低且可大批量生產、產品一致性好等特點，尤其適合寬波束的多頻天線。具體來說，陣列天線的工作頻段為fl和f2，其中，fl為低頻段，f2為高頻段，本發明實施例中，低頻段與高頻段相對于陣列天線的工作頻段而言。當陣列天線工作在f2頻段時，頻段為fl的輻射裝置的平衡巴倫上設置有開路枝節，開路枝節的電長度約為O. 25個頻段為f2對應的工作波長。當然，實際應用中，可根據調試情況取其電長度的最優值；進一步地，輻射裝置設置的開路枝節數還可以為兩條以上，使得某一開路枝節抑制相應頻段的電磁波，開路枝節主要用于抑制頻段為f2的電磁波在工作頻段為fl的輻射裝置中的傳輸，有效降低f2頻段的電磁波在fl頻段的輻射裝置中，由于二次輻射對f2頻段電性能特性的影響，從而大大提高f2頻段的天線隔離度，同時兼具優越的方向圖特性。與陣列天線工作在f2頻段相類似，當陣列天線工作在Π頻段時，也可在頻段為f2的輻射裝置的平衡巴倫上設置開路枝節，其中，開路枝節的電長度約為O. 25個頻段為fl對應的工作波長。實際應用中，也可根據調試情況取其電長度的最優值，開路枝節可通過金屬過孔延伸到輻射裝置背面，也可以處于輻射裝置同一平面，無需過孔連接。其中，開路枝節主要用于抑制頻段為fl的電磁波在工作頻段為f2的輻射裝置中的傳輸，有效降低頻段為fl的電磁波在工作頻段為f2的輻射裝置中，由于二次輻射對fl頻段電性能特性的影響，從而有效提高fl頻段的天線隔離度，使其具有優越的方向圖特性。圖13為現有陣列天線中，高頻輻射裝置中未增加開路枝節的低頻性能示意圖；圖14為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線中，在高頻輻射裝置中增加開路枝節，低頻性能示意圖。參見圖13和14，在相同的工作條件下，在900MHz時，現有陣列天線的隔離度為-19. 5分貝(dB)，而采用本發明實施例，陣列天線的隔離度為-23. 8分貝；在930MHz時，現有陣列天線的隔離度為-22. 9分貝，而采用本發明實施例，陣列天線的隔離度為-24. 8分貝。可見，采用本發明實施例后，陣列天線的隔離效率大大增強。圖15為現有陣列天線中，低頻輻射裝置中未增加開路枝節的高頻性能示意圖； 圖16為本發明實施例基于輻射裝置的陣列天線中，在低頻輻射裝置中增加開路枝節，高頻性能示意圖。參見圖15和16，在相同的工作條件下，在1.400GHz時，現有陣列天線的隔離度為-12. 7分貝，而采用本發明實施例，陣列天線的隔離度為-22. I分貝；在I. 440GHz時，現有陣列天線的隔離度為-10. 75分貝，而采用本發明實施例，陣列天線的隔離度為-25. 2分貝；在I. 500GHz時，現有陣列天線的隔離度為-11. 74分貝，而采用本發明實施例，陣列天線的隔離度為-23. 4分貝。可見，采用本發明實施例后，陣列天線的隔離效率也大大增強了。綜上所述，本發明實施例提供的緊湊型、高性能的輻射裝置及由輻射裝置組成的陣列天線，通過在低頻輻射模塊中增加開路枝節，從而抑制高頻電磁波在低頻輻射模塊中的傳輸，有效降低高頻電磁波在低頻輻射模塊中二次輻射所產生的對高頻電性能特性的影響，改善天線隔離度；同時，使陣列天線兼具優越的方向圖特性；進一步地，采用低頻輻射模塊實現的單頻、雙頻或多頻陣列天線均具有結構緊湊、成本低且可大批量生產、產品一致性好等特點，尤其適合寬波束的多頻天線，應用前景非常廣闊。顯然，本領域技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種低頻輻射裝置，其特征在于，該裝置包括第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊，其中， 第一低頻輻射模塊進行-45°極化，第二低頻輻射模塊進行+45°極化，第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中， 平衡巴倫沿軸向方向支撐第一低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角； 耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二低頻輻射模塊的卡槽扣； 在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述開路枝節呈“f，，形。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一低頻輻射模塊進一步包括 支撐體，對稱安裝于平衡巴倫兩側，一端與第二振子臂固連，另一端與平衡巴倫固連。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述支撐體與平衡巴倫之間的夾角為45。。
6.根據權利要求2至5任一項所述的裝置，其特征在于， 在第一低頻輻射模塊的正面和反面兩側，分別設置開路枝節，所述開路枝節平行于軸向方向排列。
7.根據權利要求2至5任一項所述的裝置，其特征在于， 在第一低頻輻射模塊的同一側，設置兩條開路枝節，所述兩條開路枝節呈“「”形，平行于軸向方向排列。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊為介質印刷振子、線狀半波振子或金屬振子。
9.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第二低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽以及平衡巴倫，其中， 平衡巴倫沿軸向方向支撐第二低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角； 耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第一低頻輻射模塊的卡槽； 在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。
10.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述開路枝節的電長度設置為O.25個高頻工作波長。
11.一種高頻輻射裝置，其特征在于，該裝置包括第一高頻輻射模塊以及第二高頻輻射模塊，其中， 第一高頻輻射模塊進行-45°極化，第二高頻輻射模塊進行+45°極化，第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第一高頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中， 平衡巴倫沿軸向方向支撐第一高頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角； 耦合電路設置于平衡巴倫內，一端在平衡巴倫中心的一側，與饋電電纜相連，另一端通過第一振子臂延伸至平衡巴倫中心的另一側； 在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二高頻輻射模塊的卡槽扣； 在平衡巴倫中心的兩側，分別設置有開路枝節，所述開路枝節通過設置在開路枝節末端的金屬過孔相連。
13.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于， 在平衡巴倫中心的兩側，每一側設置有兩條開路枝節，每一側設置的兩條開路枝節依序相連。
14.根據權利要求11至13任一項所述的裝置，其特征在于，所述開路枝節的電長度為O.25個低頻工作波長。
15.一種基于高頻輻射裝置的陣列天線，其特征在于，該陣列天線包括低頻輻射裝置、高頻輻射裝置以及反射板，其中， 低頻輻射裝置之間等距排列，高頻輻射裝置以每一低頻輻射裝置為中心對稱排列，低頻輻射裝置以及高頻輻射裝置沿軸向方向安裝在反射板上； 低頻輻射裝置上設置有用于抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節；和/或， 高頻輻射裝置上設置有用于抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。
16.根據權利要求15所述的陣列天線，其特征在于，所述低頻輻射裝置之間的等間距為O. 65 O. 85個低頻工作波長，所述高頻輻射裝置之間的等間距為O. 65 O. 95個高頻工作波長。
17.根據權利要求15所述的陣列天線，其特征在于， 所述低頻輻射裝置中設置的所述開路枝節的電長度設置為O. 25個高頻工作波長； 所述高頻輻射裝置中設置的所述開路枝節的電長度為O. 25個低頻工作波長。
18.根據權利要求15至17任一項所述的陣列天線，其特征在于，所述低頻輻射裝置包括第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊，其中， 第一低頻輻射模塊進行-45°極化，第二低頻輻射模塊進行+45°極化，第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。
19.根據權利要求18所述的陣列天線，其特征在于，所述第一低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中，平衡巴倫沿軸向方向支撐第一低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角； 耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二低頻輻射模塊的卡槽扣； 在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。
20.根據權利要求19所述的陣列天線，其特征在于，所述第一低頻輻射模塊進一步包括 支撐體，對稱安裝于平衡巴倫兩側，一端與第二振子臂固連，另一端與平衡巴倫固連。
21.根據權利要求18所述的陣列天線，其特征在于，所述第二低頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽以及平衡巴倫，其中， 平衡巴倫沿軸向方向支撐第二低頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角； 耦合電路設置于平衡巴倫內的一側，一端與饋電電纜相連，另一端延伸至第一振子臂內，通過設置在第一振子臂內的金屬過孔連接至第一低頻輻射模塊背面的耦合電路；在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第一低頻輻射模塊的卡槽； 在有耦合電路的平衡巴倫內的另一側，設置有開路枝節。
22.根據權利要求15至17任一項所述的陣列天線，其特征在于，所述高頻輻射裝置包括第一高頻輻射模塊以及第二高頻輻射模塊，其中， 第一高頻輻射模塊進行-45°極化，第二高頻輻射模塊進行+45°極化，第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一高頻輻射模塊與第二高頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制低頻電磁波在高頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。
23.根據權利要求22所述的陣列天線，其特征在于，所述第一高頻輻射模塊包括第一振子臂、第二振子臂、金屬過孔、耦合電路、開路枝節、卡槽扣以及平衡巴倫，其中， 平衡巴倫沿軸向方向支撐第一高頻輻射模塊，第一振子臂與第二振子臂固連，對稱位于平衡巴倫上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折彎，使第一振子臂與第二振子臂之間呈0° 90°的夾角； 耦合電路設置于平衡巴倫內，一端在平衡巴倫中心的一側，與饋電電纜相連，另一端通過第一振子臂延伸至平衡巴倫中心的另一側； 在平衡巴倫中心的軸向方向，設置有用于連接第二高頻輻射模塊的卡槽扣； 在平衡巴倫中心的兩側，分別設置有開路枝節，所述開路枝節通過設置在開路枝節末端的金屬過孔相連。
全文摘要
本發明公開了一種輻射裝置及基于輻射裝置的陣列天線。低頻輻射裝置包括第一低頻輻射模塊以及第二低頻輻射模塊，其中，第一低頻輻射模塊進行-45°極化，第二低頻輻射模塊進行+45°極化，第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊對稱正交固連在一起，在第一低頻輻射模塊與第二低頻輻射模塊的軸向中心一側，分別設置有抑制高頻電磁波在低頻輻射裝置中傳輸的開路枝節。應用本發明，可以降低異頻干擾、提升天線的收發性能。
文檔編號H01Q1/36GK102868017SQ201210319758
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者葉海歐, 余夙瓊, 石磊, 許躍權, 余明江 申請人:廣東通宇通訊股份有限公司