多頻陣列天線和通信系統的制作方法

本發明涉及天線技術領域，特別涉及一種多頻陣列天線和通信系統。

背景技術：

陣列天線是多個輻射單元按一定規律排列組成的天線。多頻陣列天線是由支持不同工作頻段的多個陣列天線共同組成的一個天線集合。

由于傳統的多頻陣列天線由多個陣列天線組成，因此，多頻陣列天線尺寸較大。

技術實現要素：

為了解決傳統的多頻陣列天線尺寸較大的問題，本申請提供了一種多頻陣列天線和通信系統。所述技術方案如下：

第一方面，提供了一種多頻陣列天線，該多頻陣列天線包括：反射板和不同工作頻段的至少兩個微帶天線。其中，至少兩個微帶天線中每個微帶天線都包括各自的饋電網絡和各自的輻射單元集合。該至少兩個微帶天線可以包括：第一微帶天線和第二微帶天線，第一微帶天線的第一輻射單元集合包括陣列排布的多個輻射單元，第二微帶天線的第二輻射單元集合包括至少一個輻射單元。第一輻射單元集合和第二輻射單元集合位于反射板的同一側。該第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形與該第二輻射單元集合中的至少一個輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域。

其中，反射板即為導體接地板，反射板用于與輻射單元共同配合產生電磁波。多個輻射單元在反射板上構成的圖形可以是指多個輻射單元在反射板上的設置位置所圍成或連成的圖形。

由于多頻陣列天線的尺寸通常是由反射板的大小決定的，而反射板的大小又是由該多頻陣列天線中所有輻射單元在反射板上所占區域的大小決定的，因此，第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形與第二輻射單 元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域能夠達到減小多頻陣列天線的尺寸的效果。

一種可選的實現中，該多頻陣列天線還可以包括介質基板，介質基板用于使輻射單元和反射板之間形成開路，微帶天線在輻射單元和反射板之間的開路上可以形成電磁波，該介質基板可以為空氣基板或介電常數大于1的基板。

示例性的，在該多頻陣列天線中，第一微帶天線的工作頻段可以為2.4吉赫茲(英文：gigahertz；符號：ghz)頻段，第二微帶天線的工作頻段可以為5ghz頻段，2.4ghz頻段和5ghz頻段是兩種較為常用的工作頻段。

一種可選的實現中，多頻陣列天線還包括介質基板，介質基板設置在至少兩個微帶天線中每個微帶天線各自的輻射單元集合與反射板之間，且該介質基板的介電常數大于1。例如該介質基板的介電常數可以大于等于2.8，進一步，可以大于等于4.2。第一輻射單元集合中的各個輻射單元的尺寸相等且小于第一微帶天線的預設輻射單元尺寸，該預設輻射單元尺寸是以介質基板的介電常數為1作為參數計算得到的輻射單元的尺寸。

由于本申請中，第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形與第二輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域，因而可能存在第一輻射單元集合中的輻射單元之間的空間的大小不足以設置第二輻射單元集合中的輻射單元的情況，一種解決方式是縮小第一輻射單元集合中輻射單元的尺寸。

由于微帶天線的輻射單元的尺寸與介質基板的介電常數之間的關系為負相關，增大介質基板的介電常數并縮小輻射單元的尺寸，可以在保持第一微帶天線性能的條件下增大第一微帶天線中輻射單元的間隙，以便于第二微帶天線的輻射單元能夠設置在第一微帶天線的輻射單元之間。輻射單元的間隙是指兩個輻射單元之間的最小距離。

一種可選的實現中，第一輻射單元集合包括4個輻射單元，第一輻射單元集合中的4個輻射單元在反射板上構成的圖形為第一正方形，第一輻射單元集合中的每個輻射單元的形狀為正方形，輻射單元的尺寸為正方形邊長，在介質基板的介電常數為1時，計算得到預設輻射單元尺寸為：56毫米(英文：millimeter；符號：mm)。而本實現中，由于介質基板的介電常數大于1，第一輻射單元集合中的輻射單元的尺寸均小于56毫米，這樣就能夠增大第一輻射單 元集合中各輻射單元的間隙。

如果該介質基板的介電常數遠大于1，例如大于等于2.8或進一步大于等于4.2，可以進一步縮小第一輻射單元集合中的輻射單元的尺寸，以增大第一輻射單元集合中輻射單元和第二輻射單元集合中輻射單元間的間隙。該輻射單元的間隙的增大可以減小輻射單元間的電磁干擾。

一種可選的實現中，第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形為正多邊形，第一輻射單元集合中的任意兩個相鄰的輻射單元間的距離大于預設排布距離，預設排布距離是根據第一微帶天線的工作頻段的波長計算得到的。本實現是解決第一微帶天線的輻射單元之間的空間的大小不夠設置第二微帶天線的輻射單元這一問題的另一種方法。其中，兩個相鄰的輻射單元間的距離可以是指該兩個相鄰的輻射單元在反射板上的設置位置間的距離，該設置位置可以是輻射單元的中心在反射板上的正投影的位置。

一種可選的實現中，第一輻射單元集合包括4個輻射單元，且第一輻射單元集合中的4個輻射單元在反射板上構成的圖形為第一正方形，預設排布距離可以為0.9λ，其中λ為第一微帶天線的工作頻段的波長。示例性的，若λ＝120mm，則預設排布距離為108mm，在本實現中，第一輻射單元集合中任意兩個相鄰的輻射單元間的距離大于108mm。

一種可選的實現中，第二輻射單元集合包括n個輻射單元，n為大于0的整數。

如果第一微帶天線的工作頻段的波長大于第二微帶天線的工作頻段的波長，該n個輻射單元在反射板上構成的圖形在第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形內。即該n個輻射單元在反射板上構成的圖形完全落在多個輻射單元在反射板上構成的圖形中，不會超出第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形。示例性的，將第二輻射單元集合中n個輻射單元在反射板上構成的圖形稱為第一圖形，將第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形稱為第二圖形，若第一圖形為一個點，第二圖形為一條線段，則該點在該線段上；若第一圖形為一個正方形、第二圖形也為一個正方形，則第一圖形在第二圖形所占的區域中。

如果第一輻射單元集合包括4個輻射單元，第一輻射單元集合中的4個輻射單元在反射板上構成的圖形為第一正方形，則n可以小于6，即第二輻射單元 集合中，輻射單元的個數可以為1、2、3、4或5。一種可選的實現中，第一輻射單元集合中的4個輻射單元在反射板上構成的圖形為第一正方形，第二輻射單元集合包括4個輻射單元，且第二輻射單元集合的4個輻射單元在反射板上構成的圖形為第二正方形；第一正方形和第二正方形的中心可以為同一點，第二正方形的對角線與第一正方形的一條邊垂直，且第二正方形在第一正方形內。以這樣的排布方式將兩個微帶天線的輻射單元嵌套在一起，能夠在較大程度上縮小整個多頻陣列天線的尺寸。而傳統的多頻陣列天線通常將這兩個微帶天線的輻射單元都單獨排布，這將會占用較大的區域，相應的，多頻陣列天線的尺寸也會較大。

一種可選的實現中，第一微帶天線的第一饋電網絡和第二微帶天線的第二饋電網絡位于反射板的不同側。即第一微帶天線和第二微帶天線中的一個微帶天線的饋電網絡和該微帶天線的輻射單元設置在反射板的同一側，另一個微帶天線的饋電網絡和輻射單元分別設置在反射板的兩側。由于本申請中，第一輻射單元集合中輻射單元在反射板上構成的圖形與第二輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域，因而，第一輻射單元集合中輻射單元可能與第二輻射單元集合中輻射單元的距離較近，繼而導致第一微帶天線的第一饋電網絡和第二微帶天線的第二饋電網絡可能過近，若第一饋電網絡和第二饋電網絡位于反射板的同一側，它們可能會互相電磁干擾。而本實現將第一饋電網絡和第二饋電網絡設置在反射板的不同側，由反射板將兩個饋電網絡隔開，減小了兩個饋電網絡間的干擾。

一種可選的實現中，第一微帶天線或第二微帶天線中，與饋電網絡位于反射板不同側的輻射單元集合通過饋針與饋電網絡連接。該輻射單元集合中的每個輻射單元都可以分別通過一根饋針與饋電網絡連接。其中，饋針為預設位置帶有絕緣外殼的金屬導電棒。

另外，第一微帶天線或第二微帶天線中，與饋電網絡位于反射板同側的輻射單元集合可以直接與對應的饋電網絡連接。

第二方面，提供一種通信系統，該通信系統包括：

基站(英文：basestation；簡稱：bs)，以及第一方面或第一方面的任意實現提供的多頻陣列天線，基站用多頻陣列天線收發信號。上述基站指無線電收發機，例如蜂窩網絡中的蜂窩設置點(英文：cellsite)，無線局域網(英文：wireless localareanetwork；簡稱：wlan)中的無線接入點(英文：wirelessaccesspoint；簡稱：wap)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面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來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是一種傳統的多頻陣列天線的結構示意圖；

圖2是本發明實施例示出的一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖3是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖4是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖5是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖6是本發明實施例示出的另一種增大輻射單元之間空間的方式的示意圖；

圖7是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖8是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖9是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖10是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖11是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖12是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖；

圖13是本發明實施例示出的另一種多頻陣列天線的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

多頻陣列天線的尺寸通常是由反射板的大小決定的，而反射板的大小又是由該多頻陣列天線中所有輻射單元在反射板上所占的區域的大小決定的。如圖1所示，其為一種傳統的多頻陣列天線的結構示意圖，該多頻陣列天線包括空氣基板(空氣基板是由空氣層構成的一種介質基板，介電常數為1)、反射板11、 工作頻段為2.4吉赫茲(英文：gigahertz；符號：ghz)頻段的微帶天線12和工作頻段為5ghz頻段的微帶天線13。這兩種微帶天線分別包括各自的4個輻射單元及各自的饋電網絡，反射板11上的多個輻射單元可以通過絕緣支架架在反射板11上方，這多個輻射單元和反射板11之間為空氣基板。微帶天線12的4個輻射單元以及微帶天線13的4個輻射單元在反射板11上均單獨排布。由圖1可以看出，微帶天線12的4個輻射單元以及微帶天線13的4個輻射單元在反射板11上占用了較大的區域，這致使反射板11的尺寸較大，因而多頻陣列天線的尺寸較大。其中，微帶天線(英文：microstripantenna)是在介質基板一側貼加輻射單元，另一側設置反射板而形成的天線，微帶天線在輻射單元和反射板之間需要形成開路，以在該開路處產生電磁波，而介質基板用于使輻射單元和反射板之間形成開路。反射板即為導體接地板，微帶天線的輻射單元可以和反射板配合產生電磁波。輻射單元為微帶天線的基本結構單元，它能有效地輻射或接收電磁波。饋電網絡為多個輻射單元的天線饋電線(英文：antennafeedline)構成的線路網絡。工作頻段為微帶天線工作的頻率范圍，微帶天線需要工作在該頻率范圍之內，才能夠與其它設備相互通訊。

圖2是本發明實施例示出的一種多頻陣列天線的結構示意圖。該多頻陣列天線可以包括：

反射板21和不同工作頻段的至少兩個微帶天線。其中，至少兩個微帶天線中每個微帶天線都包括各自的饋電網絡(圖2中未示出)和各自的輻射單元集合。該至少兩個微帶天線可以包括：第一微帶天線22和第二微帶天線23。第一微帶天線22的第一輻射單元集合221包括陣列排布的多個輻射單元221a。第二微帶天線23的第二輻射單元集合231包括至少一個輻射單元231a。第一輻射單元集合221和第二輻射單元集合231位于反射板21的同一側。

第一微帶天線22的第一輻射單元集合221中的多個輻射單元在反射板21上構成的圖形22a與第二微帶天線23的第二輻射單元集合231中的至少一個輻射單元在反射板21上構成的圖形23a存在重疊區域。在圖形22a和圖形23a存在重疊區域時，反射板21上的多個輻射單元(包括第一輻射單元集合221中的多個輻射單元以及第二輻射單元集合231中的至少一個輻射單元)在反射板21上所占的區域的面積小于傳統的多頻陣列天線中輻射單元在反射板上所占的面 積，因而本發明實施例中的反射板21的尺寸也可以較小，達到了可以縮小多頻陣列天線的尺寸的效果。其中，多個輻射單元在反射板上構成的圖形可以是指多個輻射單元在反射板上的設置位置所圍成或連成的圖形，而一個輻射單元在反射板上構成的圖形可以是指該輻射單元在反射板上的設置位置，即一個輻射單元在反射板上構成的圖形可以是一個點。此外，該多頻陣列天線還可以包括介質基板，該介質基板可以為空氣基板或介電常數大于1的基板。

圖2中多頻陣列天線中有兩個微帶天線，圖形22a為一個矩形，圖形23a為一條線段，但微帶天線的數量以及圖形22a、圖形23a的形狀均是示例性的，微帶天線的數量還可以為3個、4個或更多，圖形22a和圖形23a也可以是其它形狀。

綜上所述，本發明實施例提供的多頻陣列天線，通過使第一輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形與第二輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域，縮小了反射板上的多個輻射單元在反射板上所占的區域的面積，因而可以減小反射板的尺寸，解決了傳統的多頻陣列天線尺寸較大的問題。達到了可以減小多頻陣列天線的尺寸的效果。

進一步的，請參考圖3，其示出了本發明實施例提供的另一種多頻陣列天線的結構示意圖，該多頻陣列天線在圖2所示的多頻陣列天線的基礎上增加了更優選的部件，從而使得本發明實施例提供的多頻陣列天線具有更好的性能。

多頻陣列天線還包括介質基板31，介質基板31設置在至少兩個微帶天線中每個微帶天線各自的輻射單元集合(221和231)與反射板21之間。第一微帶天線22還包括第一饋電網絡222，第二微帶天線23還包括第二饋電網絡232。

本發明實施例可以包括下面三個方面的內容：

一、由于第一輻射單元集合221中的多個輻射單元在反射板21上構成的圖形與第二輻射單元集合231中的輻射單元在反射板21上構成的圖形存在重疊區域，因此可能存在第一輻射單元集合221中的輻射單元之間的空間的大小不足以設置第二輻射單元集合231中的輻射單元的情況(第一輻射單元集合中的輻射單元與第二輻射單元集合中的輻射單元在設置時，它們的間隙不能過近，避免它們間的電磁干擾過大)，關于這種情況，可以包括兩種解決方式：

第一種解決方式：設置介電常數大于1的介質基板，并縮小第一輻射單元 集合中輻射單元的尺寸。

由于微帶天線的輻射單元的尺寸與介質基板的介電常數之間的關系為負相關，增大介質基板的介電常數并縮小輻射單元的尺寸，可以在保持第一微帶天線22性能的條件下增大第一微帶天線22中輻射單元的間隙，以便于第二微帶天線23的輻射單元能夠設置在第一微帶天線22的輻射單元之間。

其中，輻射單元的間隙是指，在兩個輻射單元各自的邊緣上任取一點以組成的點對之間的距離中最小的值。第一微帶天線的輻射單元指第一輻射單元集合中的輻射單元。第二微帶天線的輻射單元指第二輻射單元集合中的輻射單元。

本發明實施例可以在設置介電常數大于1的介質基板31的同時縮小第一輻射單元集合221中輻射單元的尺寸。如果該介質基板的介電常數遠大于1，例如大于等于2.8或進一步大于等于4.2，可以進一步縮小第一輻射單元集合221中的輻射單元的尺寸，以增大第一輻射單元集合221中輻射單元和第二輻射單元集合231中輻射單元的間隙。該輻射單元的間隙的增大可以避免輻射單元間的電磁干擾，保證第一輻射單元集合221中輻射單元和第二輻射單元集合231中輻射單元的良好嵌套。

傳統的利用介電常數大于1的介質基板縮小天線尺寸的方案中，主要是為了縮小天線本身的尺寸，而非擴大輻射單元之間的間隙。例如，在移動通信設備中也采用微帶天線，由于沒有兩個輻射單元集合的嵌套，無需擴大輻射單元之間的間隙。

示例性的，介質基板31可以為型號為f4b的聚四氟乙烯玻璃布介質板，其介電常數為2.8，或者介質基板31可以為型號為fr-4的環氧樹脂板，其介電常數為4.2。第一輻射單元集合221中的各個輻射單元的尺寸相等且小于第一微帶天線的預設輻射單元尺寸，該預設輻射單元尺寸是以介質基板31的介電常數為1作為參數計算得到的輻射單元的尺寸。

此外，在第一輻射單元集合和反射板之間設置有實體的介質基板時，第一輻射單元集合和第二輻射單元集合可以安裝于介質基板上。微帶天線的輻射單元間的距離為0.75λ～0.9λ時，能夠使微帶天線獲得較高的性能。其中λ為微帶天線的工作頻段對應的波長。輻射單元間的距離是輻射單元的中心間的距離。若第一微帶天線的工作頻段為2.4ghz頻段，則λ約為120毫米(英文：millimeter；符號：mm)～124mm。按照λ＝120mm計算，則輻射單元間的距離 最大可以為108mm。

在第一輻射單元集合包括4個輻射單元221a時，可以如圖4所示，第一輻射單元集合中的4個輻射單元221a在反射板上構成的圖形可以為第一正方形a。第一輻射單元集合中的相鄰輻射單元間的距離為108mm，該距離即為第一正方形a的邊長。第一輻射單元集合中的每個輻射單元221a的形狀為正方形，輻射單元221a的尺寸為正方形邊長。在介質基板31的介電常數為1時，計算得到預設輻射單元尺寸為：56mm。如圖4示出的，輻射單元的尺寸為56mm時，兩個相鄰的輻射單元的間隙為108mm-56mm＝52mm，而在介質基板31的介電常數為2.8時，可以將輻射單元221a的尺寸設置為35mm，此時兩個輻射單元221a之間的間隙增大為73mm，或者如圖5所示，在介質基板的介電常數為4.2時，可以將輻射單元221a的尺寸縮小為27mm，此時兩個輻射單元221a之間的間隙增大為81mm。由圖4和圖5可以明顯看出，增大介電常數并縮小輻射單元尺寸后，第一微帶天線22的輻射單元間的空間得到了有效的增大。此外，在提高介質基板31的介電常數后，第二微帶天線的輻射單元也可以相應縮小，以便于將第二微帶天線的輻射單元嵌套在第一微帶天線的輻射單元中。

第一輻射單元集合中的每個輻射單元221a還可以呈其它形狀，如長方形、圓形和菱形。

本發明實施例提供的多頻陣列天線中，第一微帶天線的工作頻段可以為2.4ghz頻段或小于2.4ghz的頻段，第二微帶天線的工作頻段可以為5ghz頻段，2.4ghz頻段和5ghz頻段是兩種較為常用的工作頻段。其中，2.4ghz頻段的頻率范圍和5ghz頻段的頻率范圍根據國家和地區的不同也是不同的，通常由當地有關部門或組織規定。

第二種解決方式：擴大第一微帶天線的輻射單元間的距離。

第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形可以為正多邊形，如正三角形、正四邊形或正五邊形。第一輻射單元集合中的任意兩個相鄰的輻射單元間的距離可以大于預設排布距離，這樣就增大了第一微帶天線的輻射單元間的空間，達到了方便第二微帶天線的輻射單元嵌套在第一微帶天線的輻射單元中的效果。其中，預設排布距離是根據第一微帶天線的工作頻段的波長計算得到的。其中，兩個相鄰的輻射單元間的距離還可以是指該兩個相鄰的輻射單元在反射板上的設置位置間的距離，該設置位置可以是輻射單元的中心 在反射板上的正投影的位置。

輻射單元間距離為0.75λ～0.9λ，能夠使微帶天線獲得較高的性能，因而0.75λ～0.9λ可以作為輻射單元間的預設排布距離。如果進一步擴大第一輻射單元集合中輻射單元間的距離，可能對第一微帶天線的性能有影響。但采用第一微帶天線和第二微帶天線嵌套的結構可以降低多頻陣列天線整體的復雜度，從而可以部署更多的多頻陣列天線以彌補單個多頻陣列天線的性能損失。因此采用輻射單元間的距離大于預設排布距離的第一微帶天線是可以接受的。在設計單個多頻陣列天線時，可以考慮第一微帶天線的性能，以避免輻射單元間的距離過大造成第一微帶天線的性能受到較大的影響。

在第一輻射單元集合包括4個輻射單元時，如圖6所示，第一輻射單元集合中的4個輻射單元221a在反射板上構成的圖形為第一正方形a。預設排布距離可以為0.9λ。示例性的，若第一微帶天線的工作頻段為2.4ghz頻段，則λ約為120mm～124mm。按照λ＝120mm計算，則預設排布距離為108mm。圖6中的輻射單元221b即為按照預設排布距離排布的情況，輻射單元221b構成的圖形為正方形a1，可以看出，正方形a1明顯小于第一正方形a。

在圖6中，任意兩個輻射單元221a之間的距離大于0.9λ，例如可以將任意兩個輻射單元221a之間的距離設置為1.1λ，這樣就可以顯著的增加第一輻射單元集合中的4個輻射單元間的空間。此外，第一輻射單元集合中輻射單元的個數還可以為3、5、6、7等。

舉例來說，第一微帶天線的工作頻段的波長可以大于第二微帶天線的工作頻段的波長，例如第一微帶天線的工作頻段為2.4ghz頻段，第二微帶天線的工作頻段為5ghz頻段。由于2.4g天線(工作頻段為2.4ghz頻段的微帶天線)工作頻段的波長大于5g天線(工作頻段為5ghz頻段的微帶天線)工作頻段的波長，2.4g天線的輻射單元間的距離通常大于5g天線的輻射單元間的距離。因而擴大2.4g天線的輻射單元間的距離能夠更易于將5g天線的輻射單元嵌套進2.4g天線的輻射單元中。

二、在本發明實施例中，根據第一輻射單元集合和第二輻射單元集合中輻射單元個數的不同，兩個輻射單元集合中多個輻射單元的排布方式也可以不同。以下對輻射單元的排布方式進行說明。

第二輻射單元集合可以包括n個輻射單元，n為大于0且小于6的整數，即 第二輻射單元集合中，輻射單元的個數可以為1、2、3、4或5。

微帶天線的工作頻段和工作頻段的波長是負相關的，而工作頻段的波長和輻射單元的距離是正相關的。因此，如果第一微帶天線的工作頻段的波長大于第二微帶天線的工作頻段的波長(即第一微帶天線的工作頻段小于第二微帶天線的工作頻段)，該n個輻射單元在反射板上構成的圖形可以在第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形內。也就是說，該n個輻射單元在反射板上構成的圖形完全落在多個輻射單元在反射板上構成的圖形中，不會超出第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形。示例性的，將第二輻射單元集合中n個輻射單元在反射板上構成的圖形稱為第一圖形，將第一輻射單元集合中的多個輻射單元在反射板上構成的圖形稱為第二圖形，若第一圖形為一個點、第二圖形為一條線段，則該點在該線段上。若第一圖形為一個正方形、第二圖形也為一個正方形，則第一圖形在第二圖形所占的區域中。

本發明實施例以第一輻射單元集合中輻射單元的個數為4時進行說明：

1)在n＝1時，反射板上的多個輻射單元的排布方式可以如圖7所示，其中，第一輻射單元集合中的4個輻射單元221a構成的圖形為第一正方形a，第二輻射單元集合中的輻射單元231a的設置位置在該第一正方形a中，可選地，第二輻射單元集合中的輻射單元231a的設置位置在該第一正方形a的中心。

2)在n＝2時，反射板上的多個輻射單元的排布方式可以如圖8所示，其中，第一輻射單元集合中的4個輻射單元221a構成的圖形為第一正方形a，第二輻射單元集合中的兩個輻射單元231a的設置位置在該第一正方形a中構成線段x1，該線段x1在第一正方形a四條邊所圍成的區域中，可選地，線段x1與第一正方形a的一條邊平行。

3)在n＝3時，反射板上的多個輻射單元的排布方式可以如圖9所示，其中，第一輻射單元集合中的4個輻射單元221a構成的圖形為第一正方形a，第二輻射單元集合中的三個輻射單元231a的設置位置在該第一正方形a中構成三角形s1，該三角形s1在第一正方形a四條邊所圍成的區域中。

4)在n＝4時，反射板上的多個輻射單元的排布方式可以如圖10所示，其中，第一輻射單元集合中的4個輻射單元221a構成的圖形為第一正方形a，第二輻射單元集合的4個輻射單元231a在反射板上構成的圖形為第二正方形b，第二正方形b在第一正方形a四條邊所圍成的區域中。第一正方形a和第二正 方形b的中心為同一點，第二正方形b的對角線d1與第一正方形a的一條邊垂直。在第一微帶天線和第二微帶天線的輻射單元均為4個的時候，以這樣的排布方式將兩個微帶天線的輻射單元嵌套在一起，達到了能夠在較大程度上縮小整個多頻微帶天線的尺寸的效果。而傳統的多頻陣列天線通常將這兩個微帶天線的輻射單元都單獨排布，將會占用較大的區域，多頻陣列天線的尺寸也會較大。

5)在n＝5時，反射板上的多個輻射單元的排布方式可以如圖11所示，本排布方式是在圖10所示的排布方式的基礎上，在第二正方形b中再添加一個輻射單元231a構成的，圖11中的標號含義可以參考圖10。

在第一輻射單元集合中輻射單元的個數為其它數值時，多頻陣列天線上輻射單元的排布方式可以參考圖7至圖11，示例性的，可以在圖10示出的第一輻射單元集合的基礎上，增加輻射單元或減少輻射單元。

為了便于區分，本發明實施例的各個附圖中將第二微帶天線中的輻射單元231a設為圓形，但第二微帶天線的輻射單元231a還可以是其它形狀，如均為正方形、長方形和菱形。此外，為便于說明，圖4至圖11中未示出饋電網絡。

三、由于本發明實施例中，第一輻射單元集合中輻射單元在反射板上構成的圖形與第二輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域，因而第一輻射單元集合中輻射單元可能與第二輻射單元集合中輻射單元的距離較近，繼而導致第一微帶天線的第一饋電網絡和第二微帶天線的第二饋電網絡過近，若第一饋電網絡和第二饋電網絡位于反射板的同一側，可能會互相產生電磁干擾。因此，第一饋電網絡和第二饋電網絡位于反射板的同一側對饋電網絡的布線要求較高。

為避免上述問題，如圖12所示，可以使第一微帶天線的第一饋電網絡222和第二微帶天線的第二饋電網絡232位于反射板21的不同側，即第一微帶天線和第二微帶天線中的一個微帶天線的饋電網絡和該微帶天線的輻射單元集合設置在反射板的同一側，另一個微帶天線的饋電網絡和輻射單元集合分別設置在反射板的兩側。由反射板將兩個饋電網絡隔開，避免了兩個不同工作頻段的微帶天線的饋電網絡之間產生電磁干擾。其中，第二饋電網絡232與反射板21不直接接觸。例如，第二饋電網絡232與反射板21之間可以設置有絕緣的介質。

圖12示出的是第一微帶天線22的第一饋電網絡222與第一輻射單元集合 221位于反射板21的同一側，第二微帶天線的第二饋電網絡232與第二輻射單元集合231位于反射板21的不同側的情況，但本發明實施例提供的多頻陣列天線中第一微帶天線和第二微帶天線的結構還可以是：第二微帶天線的第二饋電網絡232與第二輻射單元集合231位于反射板21的同一側，而第一微帶天線的第一饋電網絡222與第一輻射單元集合221位于反射板21的不同側。

由于第一微帶天線或第二微帶天線中，存在一個微帶天線的輻射單元集合和饋電網絡位于反射板21的不同側，因此在通過線路連接該微帶天線的輻射單元集合和饋電網絡時，該線路可能需要穿過反射板。為了避免該線路與反射板電連接，在本發明實施例中，與饋電網絡位于反射板不同側的輻射單元集合可以通過饋針與饋電網絡連接。饋針為預設位置帶有絕緣外殼的金屬導電棒，饋針與反射板沒有電連接。

如圖13所示，其示出了反射板21上設置有介質基板31，第一微帶天線的第一饋電網絡222與第一輻射單元集合221位于反射板21的同一側，第二微帶天線的第二饋電網絡232與第二輻射單元集合231位于反射板21的不同側的情況，饋針32穿過反射板21和介質基板31將第二饋電網絡232和第二輻射單元集合231連接，且第二輻射單元集合231中的每個輻射單元都可以分別通過一根饋針與第二饋電網絡232連接。另外，第一微帶天線或第二微帶天線中，與饋電網絡位于反射板同側的輻射單元集合可以直接與饋電網絡連接，即圖13中，第一微帶天線的第一饋電網絡222與第一輻射單元集合221可以直接連接。

綜上所述，本發明實施例提供的多頻陣列天線，通過使第一輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形與第二輻射單元集合中的輻射單元在反射板上構成的圖形存在重疊區域，縮小了反射板上的多個輻射單元在反射板上所占的區域的面積，因而可以減小反射板的尺寸，解決了傳統多頻陣列天線尺寸較大的問題。達到了可以減小多頻陣列天線的尺寸的效果。

本發明實施例還提供一種通信系統，該通信系統包括：

基站(英文：basestation；簡稱：bs)，以及圖2至圖13提供的任一多頻陣列天線，基站用多頻陣列天線收發信號，該多頻陣列天線可以設置在該基站中，也可以外連在該基站外。上述基站指無線電收發機，例如蜂窩網絡中的蜂窩設置點(英文：cellsite)，無線局域網(英文：wirelesslocalareanetwork；簡稱： wlan)中的無線接入點(英文：wirelessaccesspoint；簡稱：wap)。

以上所述，僅為本發明較佳的實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此。本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。