专利名称：天线阵列和天线装置的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于通信的天线阵列和天线装置。
背景技术：
天线是移动通信设备中不可或缺的部分，移动通信中基站天线(Base stationantenna)的性能直接影响通信效果的好坏。随着移动通信技术的不断提高，用户对高速数据服务的需求不断增长，同时用户需求的类型越来越多祥化，所以现代移动通信正向着多频多模方向发展。
多频多模基站天线必须在同一个天线中包含多个可工作于不同频段的天线发射単元子阵列，而有限的安装空间限制了不同频段的天线子阵列的排布空间与振子単元的个数；受排布空间的距离限制，天线振子単元之间干扰较大，影响天线的性能。因此，为了在一定的安装空间内实现所需的天线指标，多频多模基站天线在阵列设计上亟待改进。
发明内容
本发明实施例提供ー种天线阵列和天线装置，用于减小天线阵列中子阵列间的相互干扰，提高天线的性能。第一方面，本发明实施例提供ー种天线阵列，包括至少两个发射单元子阵列；所述至少两个发射単元子阵列平行排列，每个所述发射単元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子；相邻的两个所述发射单元子阵列中的高频振子交错排布；相邻的两个所述发射单元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述天线阵列中每个所述发射単元子阵列中相邻的两个低频振子之间设有至少两个高频振子。结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述天线阵列中每个所述低频振子的口径内嵌套ー个所述高频振子或所述天线阵列中部分所述低频振子的口径内嵌套ー个所述高频振子或全部所述低频振子的口径内不嵌套所述高频振子。结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述天线阵列中还包括至少ー个第一高频子阵列和至少ー个第二高频子阵列，所述至少ー个第一高频子阵列和所述至少ー个第二高频子阵列与发射单元子阵列平行排列，每个所述第一高频子阵列包括多个所述高频振子，每个所述第二高频子阵列包括多个所述高频振子。所述至少两个发射単元子阵列设置在所述至少ー个第一高频子阵列和所述至少ー个第二高频子阵列之间。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，相邻的所述第一高频子阵列和所述发射単元子阵列中的高频振子交错排布；相邻的所述第二高频子阵列和所述发射単元子阵列中的高频振子交错排布。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第一高频子阵列和所述第二高频子阵列的数量相同；相邻的两个所述第一高频子阵列中的高频振子交错排布；相邻的两个所述第二高频子阵列中的高频振子交错排布；结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述低频振子为ロ字形低频振子或菱形低频振子。结合第一方面中第一至第六任ー种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述高频振子为宽带高频双极化振子，所述低频振子为宽带低频双极化振子。第二方面，本发明实施例还提供一种天线装置，该天线装置结合本发明第一方面中，第一至第七任ー种可能的天线阵列，还包括反射板，所述高频振子和所述低频振子设置 在所述反射板同侧。结合本发明第二方面，上述天线装置中，所述发射単元子阵列、所述第一高频子阵列和所述第二高频子阵列中的部分或全部高频振子通过绝缘模块设置在所述反射板上。本发明实施例提供的天线阵列和天线装置，通过设置至少两个发射单元子阵列，且所述至少两个发射单元子阵列平行排布。每个发射単元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子，相邻的两个发射単元子阵列中的高频振子交错排布，増加了相邻的两列发射単元子阵列中高频振子的间距，減少了高频振子之间的干扰，相邻的两个发射単元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布，提高了天线的抗干扰性，增强了天线的工作性能。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作ー简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例提供的第一种天线阵列结构示意图；图2为本发明实施例提供的第二种天线阵列结构示意图；图3为本发明实施例提供的第三种天线阵列结构示意图；图4为本发明实施例提供的第四种天线阵列结构示意图；图5为本发明实施例提供的第五种天线阵列结构示意图；图6为本发明实施例提供的第六种天线阵列和天线装置结构示意图。
具体实施例方式图I为本发明实施例提供的第一种天线阵列结构示意图。如图I所示，本实施例提供的天线阵列具体可以应用于基站等移动通信设备。本实施例提供的ー种天线阵列，包括至少两个发射单元子阵列；所述至少两个发射単元子阵列平行排列，每个所述发射単元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子；相邻的两个所述发射单元子阵列中的高频振子交错排布；相邻的两个所述发射单元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布。具体地，发射单元子阵列的数量可以根据实际天线增益的需要来设置。图I示出的天线阵列包括两个发射単元子阵列，但本实施例并不以此为限。发射单元子阵列中包括子阵列01和子阵列02 ;两个发射単元子阵列平行排列，子阵列01中高频振子al与子阵列02中高频振子a2在中轴线MN的垂直方向上错位，即相邻的子阵列01和子阵列02中的高频振子al和高频振子a2交错排布。子阵列01中低频振子bl之间至少设置有两个高频振子al，子阵列02采用同样的排布方式；子阵列01中的低频振子bl与子阵列02中的低频振子b2不在同一垂直线上，这样相邻的子阵列01和子阵列02中的低频振子bl和低频振子b2呈三角网格状排布。在实际应用中，天线阵列中低频振子的口径内可嵌套ー个高频振子，也可以不嵌套高频振子。天线阵列中，可以所有的低频振子的口径内都嵌套ー个高频振子，也可以部分低频振子的口径内嵌套ー个高频振子，也可以全部低频振子的口径内不嵌套高频振子；在每一列子阵列中，可以所有的低频振子的口径内都嵌套ー个高频振子，也可以部分低频振子的口径内嵌套ー个高频振子，也可以全部低频振子的口径内不嵌套高频振子。该低频振子的形状也可以为ロ字形或菱形等形状，低频振子的嵌套方式及其形状不以本实施例为限。天线阵列中子阵列01和子阵列02的高频振子交错排布，相邻两列子阵列01和子阵列02间的高频振子间距增加，減少了高频振子之间的干扰，相邻的两列子阵列可以独立 工作。本实施例提供的天线阵列，每个发射単元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子，所述至少两个发射単元子阵列中的高频振子交错排布，増加了相邻的两列发射单元子阵列中高频振子的间距，減少了高频振子之间的干扰，相邻的两个发射単元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布，充分利用了有限的安装空间，在保证天线指标的基础上，大大提高了天线的性能。在本实施例中，每个所述低频振子的ロ径内可嵌套ー个所述高频振子。通过在低频振子的口径内嵌套ー个高频振子，充分利用了低频振子的口径空间，在不增加安装面积的条件下増加高频振子的数量，提高天线阵列中高频阵列的増益。在本实施例中，所述至少两个发射単元子阵列的数量具体可以为两个，每个所述发射单元子阵列中相邻的两个低频振子之间设有至少两个高频振子。在实际应用中可根据实际需要可増加发射单元子阵列的数量和两个低频振子之间的高频振子的数量，不以本实施例为限。值得注意的是，在实际应用中，本领域技术人员根据实际的天线性能的需求，灵活地对本实施例进行变动，例如，本实施例中部分低频振子bl的口径内嵌套ー个高频振子al或全部低频振子bl的口径内不嵌套高频振子al ;而且本实施例中，低频振子bl为ロ字形低频振子或菱形低频振子，即低频振子的形状不作特殊限定。上述实施例中，发射单元子阵列的数量以及低频振子的设置形式均可以根据实际需要来设置，结合以下几种实现方式对本实施例的天线阵列进行详细说明，但是本发明并不以此为限。图2为本发明实施例提供的第二种天线阵列结构示意图。如图2所示，天线阵列以两列发射单元子阵列为例，子阵列01中每ー个低频振子bl中嵌套ー个高频振子al，子阵列02中采用同样的排布方式。这样同样大小的安装面积上可设置更多的高频振子，充分利用了安装空间。对于嵌套在低频振子bl中的高频振子al，低频振子bl为该高频振子al屏蔽了周围其他振子的干扰，提高了该高频振子al所在的子阵列01抗干扰性，提高了天线的抗干扰性能。子阵列02中采用同样的排布方式，抗干扰性同样可得到提高。图3为本发明实施例提供的第三种天线阵列结构示意图。如图3所示，在子阵列01中部分低频振子bl中可以不嵌套高频振子al，子阵列02中同样可以部分低频振子b2嵌套高频振子a2。在实际应用中可根据需要灵活地进行设置，即天线阵列中部分低频振子的口径内可嵌套ー个高频振子或全部低频振子的口径内可不嵌套高频振子或全部低频振子的口径内嵌套高频振子；另外在每一列子阵列中，可以所有的低频振子的口径内都嵌套一个高频振子，也可以部分低频振子的口径内嵌套ー个高频振子，也可以全部低频振子的口径内不嵌套高频振子。图4为本发明实施例提供的第四种天线阵列结构示意图。如图4所示，低频振子 al的形状并不限定于ロ字形，可根据需要灵活选择，比如菱形也可。进ー步地，在本实施例中，所述天线阵列还可以包括至少ー个第一高频子阵列和至少ー个第二高频子阵列，所述至少ー个第一高频子阵列和所述至少ー个第二高频子阵列与发射单元子阵列平行排列，每个所述第一高频子阵列包括多个所述高频振子，每个所述第二高频子阵列包括多个所述高频振子，所述第一高频子阵列和所述第二高频子阵列的数量相同；所述至少两个发射単元子阵列设置在所述至少ー个第一高频子阵列和所述至少ー个第二高频子阵列之间；相邻的所述第一高频子阵列和所述发射単元子阵列中的高频振子交错排布；相邻的所述第二高频子阵列和所述发射単元子阵列中的高频振子交错排布；相邻的两个所述第一高频子阵列中的高频振子交错排布；相邻的两个所述第二高频子阵列中的高频振子交错排布。具体的，在一定使用环境下，天线用于高频通信，天线阵列中多列高频振子在一定安装面积上集中排布。在使用环境发生变化须兼顾低频通信时，天线阵列中需临时添加低频振子単元。因天线结构中振子的安装面积有所限制，低频振子的添加须简单方便，能够充分利用安装空间。因此可在多列高频振子的子阵列中设置发射単元子阵列。选取天线阵列中，中间相邻的两列子阵列，低频振子嵌套高频振子并以三角网格状排布，构成两列发射单元子阵列。该两列含有低频振子的发射单元子阵列位于第一高频子阵列和第二高频子阵列之间，且第一高频子阵列与第二高频子阵列列数相等，天线阵列中第一高频子阵列与第二高频子阵列关于中轴线MN对称，发射单元子阵列也关于中轴线MN对称，因此添加低频振子不影响天线阵列的通信对称性能。采用上述实施例中技术方案的天线阵列，可灵活应用于各种通信频率环境，利于通信天线多频多模化的发展。上述实施例中，发射单元子阵列的数量以及低频振子的设置形式均可以根据实际需要来设置，结合以下几种实现方式对本实施例的阵列天线进行详细说明，但是本发明并不以此为限。图5为本发明实施例提供的第五种天线阵列结构示意图。如图5所示，以四个高频子阵列为例，在该四个高频子阵列中，相邻两列子阵列中高频振子交错排布；选取中间两列高频子阵列，使低频振子b嵌套高频振子a，构成了发射单元子阵列(即子阵列01和子阵列02组成);发射单元子阵列两侧为第一高频子阵列011和第二高频子阵列022 ;第一高频子阵列011和第二高频子阵列022中没有低频振子b，且第一高频子阵列011和第二高频子阵列022及发射单元子阵列(即子阵列01和子阵列02组成)中，相邻两列的高频振子a呈交错排布，第一高频子阵列011和第二高频子阵列022之间的发射単元子阵列中可含有低频振子b，其中子阵列01和子阵列02中的低频振子b呈三角网格状排布。在实际应用中，可选的，天线阵列中每ー个低频振子b中嵌套高频振子a，也可全部低频振子b中不嵌套高频振子a，或部分低频振子b中嵌套高频振子a ;另外在每一列子阵列中，可以所有的低频振子的口径内都嵌套ー个高频振子，也可以部分低频振子的口径内嵌套ー个高频振子，也可以全部低频振子的口径内不嵌套高频振子，且低频振子b的形状不作限定。在低频振子b的口径内嵌套高频振子a，能够充分利用天线振子的安装空间，扩大了天线的带宽覆盖范围，图中第一高频子阵列011与第二高频子阵列022关于中轴线丽对称，发射单元子阵列01和发射单元子阵列02也关于中轴线MN对称,符合通信对称原则。另外，也可将只含有发射单元子阵列的天线阵列扩展为图5所示的天线阵列。即当通信过程中需要増加增益时，可在至少两列发射单元子阵列两侧添加高频子阵列。如图5所示，在发射单元子阵列(即子阵列01和子阵列02组成)两侧设置至少一列第一高频子阵列011和至少一列第二高频子阵列022 ;添加高频子阵列时应使第一高频子阵列和第二高频子阵列的数量相同。其中第一高频子阵列011和第二高频子阵列022之间的发射単元子 阵列中可含有低频振子b，其中子阵列01和子阵列02中的低频振子b呈三角网格状排布。可选的，天线阵列中每ー个低频振子b中嵌套高频振子a，也可全部低频振子b中不嵌套高频振子a，也可部分低频振子b中嵌套高频振子a，另外在每一列子阵列中，可以所有的低频振子b的口径内都嵌套ー个高频振子a，也可以部分低频振子b的口径内嵌套ー个高频振子a，也可以全部低频振子b的口径内不嵌套高频振子a，且低频振子b的形状不作限定。图6为本发明实施例提供的第六种天线阵列和天线装置结构示意图。在实际应用中，第一高频子阵列011和第二高频子阵列022的数量不限，但第一高频子阵列011和第二高频子阵列022的数量应相同。如图6所示，第一高频子阵列011和第二高频子阵列022的数量相同，分别为两列，发射单元子阵列中的部分低频振子b可以不嵌套高频振子a。可选的，在天线阵列中，全部低频振子b中嵌套高频振子a，也可全部低频振子b中不嵌套高频振子a;在每一列子阵列中，可以所有的低频振子b的口径内都嵌套ー个高频振子a，也可以部分低频振子b的口径内嵌套ー个高频振子a，也可以全部低频振子b的口径内不嵌套高频振子a，且低频振子b的设置形式及形状不特别限定，例如可为ロ字形或菱形。在本实施例中，所述高频振子为宽带高频双极化振子，所述低频振子为宽带低频双极化振子，通信性能稳定，带宽覆盖范围较大。结合上述实施例提供的天线阵列，本发明实施例还提供一种天线装置，该天线装置结合本发明上述第一至第六任意ー种可能的天线阵列，还设置有反射板，所述高频振子和所述低频振子设置在所述反射板同侧。可參照图6，在本实施例中，所述发射単元子阵列、所述第一高频子阵列011和所述第二高频子阵列022中的部分或全部高频振子a可以通过绝缘模块(未示出)安装在所述反射板10上。绝缘模块起到安装底座的作用，设置在反射板10上，高频振子a安置在该绝缘模块上，方便拆卸。同时绝缘模块的绝缘性能，可有效地避免各个天线振子间因电流传导产生的干扰，利于天线通信的稳定。另外，本发明实施例中，天线阵列中低频振子的口径内可嵌套高频振子，充分利用了反射板有限的安装面积，在保证天线指标的基础上，最大程度地减小了反射板的面积，大大提高了天线的性能。
本发明实施例提供的天线阵列和天线装置，通过设置至少两个发射单元子阵列，且所述至少两个发射单元子阵列平行排布。每个发射単元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子，相邻的两个发射単元子阵列中的高频振子交错排布，増加了相邻的两列发射単元子阵列中高频振子的间距，減少了高频振子之间的干扰，相邻的两个发射単元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布，提高了天线的抗干扰性，增强了天线的工作性能。而且采用上述天线阵列的天线装置，充分利用了反射板的有限的安装空间，在保证天线指标的基础上，最大程度地减小了反射板的面积，大大提高了天线的性能。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；尽管參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.ー种天线阵列，其特征在于所述天线阵列包括至少两个发射单元子阵列； 所述至少两个发射単元子阵列平行排列，每个所述发射単元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子； 相邻的两个所述发射单元子阵列中的高频振子交错排布； 相邻的两个所述发射单元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布。
2.根据权利要求I所述的天线阵列，其特征在于 每个所述发射単元子阵列中相邻的两个低频振子之间设有至少两个高频振子。
3.根据权利要求I所述的天线阵列，其特征在于 所述天线阵列中，每个所述低频振子的口径内嵌套ー个所述高频振子或部分所述低频 振子的口径内嵌套ー个所述高频振子或全部所述低频振子的口径内不嵌套所述高频振子。
4.根据权利要求I所述的天线阵列，其特征在于还包括至少ー个第一高频子阵列和至少ー个第二高频子阵列，所述至少ー个第一高频子阵列和所述至少ー个第二高频子阵列与发射单元子阵列平行排列，每个所述第一高频子阵列包括多个所述高频振子，每个所述第二高频子阵列包括多个所述高频振子，所述至少两个发射単元子阵列设置在所述至少一个第一高频子阵列和所述至少ー个第二高频子阵列之间。
5.根据权利要求4所述的天线阵列，其特征在干 相邻的所述第一高频子阵列和所述发射単元子阵列中的高频振子交错排布； 相邻的所述第二高频子阵列和所述发射単元子阵列中的高频振子交错排布。
6.根据权利要求5所述的天线阵列，其特征在于所述第一高频子阵列和所述第二高频子阵列的数量相同； 相邻的两个所述第一高频子阵列中的高频振子交错排布； 相邻的两个所述第二高频子阵列中的高频振子交错排布。
7.根据权利要求I所述的天线阵列，其特征在干 所述低频振子为ロ字形低频振子或菱形低频振子。
8.根据权利要求r7任一所述的天线阵列，其特征在于 所述高频振子为宽带高频双极化振子，所述低频振子为宽带低频双极化振子。
9.一种天线装置，其特征在于，包括权利要求广8中任一项所述的天线阵列，该天线装置还包括反射板，所述高频振子和所述低频振子设置在所述反射板同侧。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于 所述发射単元子阵列、所述第一高频子阵列和所述第二高频子阵列中的部分或全部高频振子通过绝缘模块设置在所述反射板上。
全文摘要
本发明实施例提供一种天线阵列和天线装置。本发明实施例提供的天线阵列包括至少两个发射单元子阵列；相邻的两个发射单元子阵列平行排列，每个发射单元子阵列包括多个高频振子和至少两个低频振子；相邻的两个发射单元子阵列中的高频振子交错排布；相邻的两个发射单元子阵列中的低频振子呈三角网格状排布。采用上述天线阵列的天线装置，还包括反射板；该天线阵列和天线装置中的天线阵列增加了相邻的两列发射单元子阵列中高频振子的间距，减少了高频振子之间的干扰，大大提高了天线的性能。
文档编号H01Q1/52GK102832455SQ20121031874
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者艾鸣, 王乃彪, 肖伟宏 申请人:华为技术有限公司