一种宽带天线和网络设备的制作方法

本发明实施例涉及天线技术，尤其涉及一种宽带天线和网络设备。

背景技术：

随着第五代移动通信(5thgeneration，5g)技术的发展，数据传输需求越来越高，单一的无线通信频段已经无法满足数据传输的需求，需要更高的带宽以支持更高的数据传输需求。

但为了保证天线的性能，单一天线的带宽无法覆盖5g通信的所有频段。另外，无线保真(wireless-fidelity，wifi)等其他无线通信制式的覆盖需求也越来越普及。针对多种不同的移动通信频段以及wifi频段分别部署天线会浪费很多的资源，并且增加了网络部署的难度。

技术实现要素：

本发明提供一种宽带天线和网络设备，在提供一种超高带宽的天线的基础上，降低了天线的体积和部署难度。

第一方面，本发明实施例提供了一种宽带天线，包括：至少两个天线振子和天线合路器，至少两个天线振子和天线合路器设置于天线外壳内；

至少两个天线振子分别与天线合路器的分路端口连接，天线合路器的合路端口位于天线外壳的一侧；

至少两个天线振子的工作频段不同，至少两个天线振子中的第一天线振子和第二天线振子在垂直方向上重合。

在第一方面一种可能的实现方式中，第一天线振子的工作频段高于第二天线振子的工作频段，第一天线振子位于第二天线振子的上方。

在第一方面一种可能的实现方式中，第一天线振子和第二天线振子的工作频段分别为至少两个天线振子的最高工作频段和最低工作频段。

在第一方面一种可能的实现方式中，第一天线振子的工作频段为4900mhz-6000mhz，第二天线振子的工作频段为617mhz-960mhz。

在第一方面一种可能的实现方式中，至少两个天线振子中除第一天线振子以外的其他天线振子分别位于天线外壳内的不同侧。

在第一方面一种可能的实现方式中，至少两个天线振子包括四个天线振子，四个天线振子中的第二天线振子、第三天线振子和第四天线振子分别位于天线外壳内的不同侧。

在第一方面一种可能的实现方式中，第三天线振子的工作频段为1710mhz-2700mhz，第四天线振子的工作频段为3300mhz-3800mhz。

在第一方面一种可能的实现方式中，天线合路器为四路天线合路器，四路天线合路器包括四个分别与四个天线振子连接的分路端口和一个合路端口。

在第一方面一种可能的实现方式中，至少两个天线振子为平面天线。

第二方面，本发明实施例还提供了一种网络设备，包括：基带处理单元、射频单元和如第一方面任一种可能的实现方式的宽带天线；

基带处理单元用于处理网络设备的基带信号，并将处理后的基带信号发送至射频单元并接收射频单元发送的射频信号；

射频单元用于将基带单元调制为至少两个频段的射频信号后发送给宽带天线，并接收宽带天线发送的至少两个频段的射频信号后解调为基信号；

宽带天线用于接收射频单元发送至少两个频段的射频信号并通过至少两个天线振子发射，以及通过至少两个天线振子接收空间中的至少两个频段的射频信号并发送给射频单元。

本发明实施例提供的宽带天线和网络设备，包括至少两个天线振子和天线合路器，至少两个天线振子和天线合路器设置于天线外壳内；至少两个天线振子分别与天线合路器的分路端口连接，天线合路器的合路端口位于天线外壳的一侧；至少两个天线振子的工作频段不同，至少两个天线振子中的第一天线振子和第二天线振子在垂直方向上重合，由于使至少两个天线振子中的第一天线振子和第二天线振子在垂直方向上重合，充分利用了天线内部的垂直空间，使得天线满足所需带宽的前提下，尺寸得以降低，便于天线的部署。

附图说明

图1为本发明提供的宽带天线实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的宽带天线实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的网络设备实施例一的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

5g通信是一种演进的移动通信技术，在很长的时间下，5g、4g、3g等各种移动通信制式将共存于网络中。而不同移动通信制式的网络所使用的频段不同，为了支持各种移动通信制式的频段，就需要为各种移动通信制式分别部署天线。另外，wifi网络也有大规模部署的需求，因此也需要为wifi网络等其他无线通信网络部署的大量的天线。由于需要部署的天线数量众多，部署天线的工作量很大，天线安装困难且成本较高。

有鉴于此，本发明提供一种宽带天线，使得一个天线的带宽能够满足多种移动通信制式的需求。

图1为本发明提供的宽带天线实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的宽带天线包括：第一天线振子11、第二天线振子12和天线合路器13，第一天线振子11、第二天线振子12和天线合路器13设置于天线外壳14内。

本实施例以宽带天线包括第一天线振子11和第二天线振子12两个天线振子为例进行说明，但本发明实施例提供的宽带天线中的天线振子不以图1为限，本发明实施例提供的宽带天线中的天线振子为至少两个即可。

第一天线振子11和第二天线振子12的天线形式不限，例如可以为平面天线(平面微带天线或平面带状天线等)，或者还可以为其他任一种形式的天线。第一天线振子11和第二天线振子12分别与天线合路器13的分路端口15和分路端口16连接，天线合路器13的合路端口17位于天线外壳13的一侧。第一天线振子11和第二天线振子12的工作频段不同，第一天线振子11和第二天线振子12在垂直方向上重合。当然，为了避免第一天线振子11和第二天线振子12之间的相互干扰，第一天线振子11和第二天线振子12之间还设置有绝缘的隔离部件。图1中的第二天线振子12还包括用于调试的调试枝节。

天线合路器13包括两个分路端口，分别为分路端口15和分路端口16，以及一个合路端口17。天线合路器13的分路端口的数量不以图1中为限，天线合路器13的分路端口的数量与天线振子的数量相同。天线合路器13能够将各分路端口接收到的射频信号合成为一路射频信号并通过合路端口输出，并将合路端口接收到的射频信号按照不同分路端口对应的工作频段发送至各分路端口。天线合路器13内部采用各种不同频段的滤波器、双工器等一些列器件组成，从而实现天线合路器13所需的功能。本领域技术人员可以根据天线合路器13的使用需求设计相应的天线合路器13。在图1中，天线合路器13与第一天线振子11和第二天线振子12的连接仅是示意性连接，实际上，天线合路器13与第一天线振子11和第二天线振子12的连接可以通过任一种形式的射频连接线进行连接。

第一天线振子11和第二天线振子12的工作频段根据宽带天线的需求确定，第一天线振子11和第二天线振子12的天线形式和尺寸根据所需工作频段而确定。第一天线振子11和第二天线振子12的工作频段不同。传统的天线设计中，为了避免不同频段的天线之间的相互干扰，会将不同频段的天线间隔开设置，天线之间距离越远则干扰也越小。但是对于包括至少两个天线振子的宽带天线而言，天线振子之间的距离越远，那么宽带天线所需的体积也越大，不利于宽带天线的安装且会提高宽带天线的成本。因此在本实施例中，将第一天线振子11和第二天线振子12在垂直方向上重合在一起，从而能够使得宽带天线的体积缩小，便于宽带天线的安装。优选地，为了避免第一天线振子11和第二天线振子12之间的干扰，第一天线振子11和第二天线振子12的工作频段可以间隔一个较大的频率范围。假设第一天线振子11的工作频段高于第二天线振子12的工作频段，那么第一天线振子12的工作频段可以高于第二天线振子12的工作频段的二次倍频或者高于第二天线振子12的工作频段的三次倍频，这样就可以充分地降低第一天线振子11和第二天线振子12之间的干扰，从而能够使得在垂直方向上重合的第一天线振子11和第二天线振子12的性能均不受到过大的影响，满足宽带天线的使用需求。

在一实施例中，第一天线振子11的工作频段高于第二天线振子12的工作频段，那么第一天线振子11的尺寸将小于第二天线振子12的尺寸，因此第一天线振子11位于第二天线振子12的上方，从而能够进一步地减小第一天线振子11和第二天线振子12之间的干扰。

当宽带天线中的天线振子为两个以上时，为了降低第一天线振子11和第二天线振子12之间的相互干扰，第一天线振子11和第二天线振子12的工作频段可以分别为至少两个天线振子的最高工作频段和最低工作频段。第一天线振子11的工作频段例如为4900mhz-6000mhz，第二天线振子12的工作频段例如为617mhz-960mhz。

本实施例提供的宽带天线，包括至少两个天线振子和天线合路器，至少两个天线振子和天线合路器设置于天线外壳内；至少两个天线振子分别与天线合路器的分路端口连接，天线合路器的合路端口位于天线外壳的一侧；至少两个天线振子的工作频段不同，至少两个天线振子中的第一天线振子和第二天线振子在垂直方向上重合，由于使至少两个天线振子中的第一天线振子和第二天线振子在垂直方向上重合，充分利用了天线内部的垂直空间，使得天线满足所需带宽的前提下，尺寸得以降低，便于天线的部署。

图2为本发明提供的宽带天线实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的宽带天线包括：第一天线振子11、第二天线振子12、第三天线振子21、第四天线振子22和天线合路器(图中未示出)，第一天线振子11、第二天线振子12、第三天线振子21、第四天线振子22和天线合路器设置于天线外壳14内。

本实施例提供的宽带天线中，以四个天线振子为例进行进一步说明。在图1所示实施例提供的宽带天线包括第一天线振子11和第二天线振子12两个天线振子的基础上，还包括第三天线振子21和第四天线振子22，第三天线振子21和第四天线振子22的天线形式同样不限。第一天线振子11、第二天线振子12、第三天线振子21和第四天线振子22的工作频段均不同。

天线合路器包括四个合路端口，分别与第一天线振子11、第二天线振子12、第三天线振子21和第四天线振子22相连接，那么天线合路器就能够将四个分路端口接收到的射频信号合成为一路射频信号并通过合路端口输出，并将合路端口接收到的射频信号按照不同分路端口对应的天线振子的工作频段发送至各分路端口。

第三天线振子21和第二天线振子22为了避免与第一天线振子11和第二天线振子12之间的相互干扰，可以将第三天线振子21和第四天线振子24分别设置在天线外壳14内的不同侧。另外，第二天线振子12同样位于天线外壳14内与第三天线振子21和第四天线振子24的不同侧。例如图2中所示，第三天线振子21和第四天线振子24分别位于天线外壳14的两个不同角落，而第二天线振子12位于天线外壳14内与第三天线振子21和第四天线振子24的不同侧。

第一天线振子11的工作频段可以为宽带天线的最高频段，例如为4900mhz-6000mhz，第二天线振子12的工作频段可以为宽带天线的最低频段，例如为617mhz-960mhz，第三天线振子21和第四天线振子22的工作频段可以为宽带天线的中间频段，例如第三天线振子21的工作频段为1710mhz-2700mhz，第四天线振子22的工作频段为3300mhz-3800mhz。那么本实施例提供的宽带天线就覆盖了617mhz-6000mhz的频段，满足了从3g到5g移动通信，以及wifi通信所需的全部频段。因此本实施例提供的宽带天线能够使一个天线实现超宽带的频段覆盖，能够大大节约部署天线所需的时间，且由于充分利用了天线外壳内部的垂直空间，降低了宽带天线的体积。

图3为本发明提供的网络设备实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的网络设备包括：基带处理单元31、射频单元32和宽带天线33。

基带处理单元31用于处理网络设备的基带信号，并将处理后的基带信号发送至射频单元32并接收射频单元32发送的射频信号；射频单元32用于将基带单元31调制为至少两个频段的射频信号后发送给宽带天线33，并接收宽带天线33发送的至少两个频段的射频信号后解调为基信号；宽带天线33用于接收射频单元32发送至少两个频段的射频信号并通过至少两个天线振子发射，以及通过至少两个天线振子接收空间中的至少两个频段的射频信号并发送给射频单元32。

宽带天线33可以为图1或图2所示实施例的宽带天线。

本实施例提供的网络设备，采用了如图1或图2实施例所示的宽带天线，能够为网络设备提供足够的带宽，并且降低了天线所占用的空间，降低了天线的部署难度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。