一种通信天线系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种通信天线系统，包括多个第一天线模组，每两个相邻的第一天线模组由一个第二天线地板相连接；所述第一天线模组包括一个第一天线地板、一个第一天线和两个凹形金属沟，其中，所述第一天线的极化方向平行于地平面，所述第一天线安装在所述第一天线地板上，所述两个凹形金属沟分别安装在所述第一天线地板的两侧，其中，所述凹形金属沟在平行于地平面的平面呈凹形，所述凹形金属沟凹口处的两端各具有一个侧翼，且所述两个凹形金属沟的凹陷部分均位于所述第一天线地板上安装第一天线的平面以下。通过本发明实施例的技术方案，可以在不需要增大各天线间空间距离的情况下，提高通信天线系统中各天线之间的隔离度。
【专利说明】一种通信天线系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种通信天线系统。
【背景技术】
[0002]随着人们通过各种移动终端等无线通信设备实现各种无线通信的需求越来越大，无线通信设备与无线通信网络之间传输的数据量迅速增长，这就需要提高通信天线系统的信道容量。目前，天线系统通常采用多分集技术。多分集技术的天线系统是由多个天线组成的阵列，由于增加了收发天线的数目来实现分集增益，可以在不增加频谱带宽和发射功率的条件下，提高发射/接收信号的信噪比，从而增大天线系统的信道容量。
[0003]在一个由多个天线组成的天线系统中，由于各个天线间距离较近，各个天线发送的信号都会被其他天线接收到，这样就会导致各个天线收发的信号之间产生相互干扰而不准确。为了避免各天线所接受的信号之间存在相互关联以及天线间产生互耦，就需要使各天线之间保持足够的隔离度，从而使得各天线发射的信号被其他天线接收时接收信号可以忽略。通常情况下，增大天线之间的空间距离可以提高天线之间的隔离度，但是由于目前通信设备都是小型化的，天线系统所占用的空间受到限制，天线系统中各天线之间的空间距离也受到限制，这就使得难以通过增大空间距离来实现提高天线系统中各天线的隔离度。
【发明内容】
[0004]本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种通信天线系统，以解决现有技术中天线系统通过增大各天线间的空间距离来提高各天线之间的隔离度而导致的在天线系统中各天线之间距离受限的情况下无法提高各天线之间的隔离度的技术问题。
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种通信天线系统，包括:多个第一天线模组，每两个相邻的第一天线模组由一个第二天线地板相连接；
[0006]所述第一天线模组包括一个第一天线地板、一个第一天线和两个凹形金属沟，其中，所述第一天线的极化方向平行于地平面，所述第一天线安装在所述第一天线地板上，所述两个凹形金属沟分别安装在所述第一天线地板的两侧，其中，所述凹形金属沟在平行于地平面的平面呈凹形，所述凹形金属沟凹口处的两端各具有一个侧翼，其中，一端侧翼连接所述第一天线地板的一侧，另一端侧翼连接所述第二天线地板的一侧，且所述两个凹形金属沟的凹陷部分均位于所述第一天线地板上安装第一天线的平面以下；
[0007]所述第一天线模组用于，除所述第一天线模组之外其他第一天线模组的第一天线在馈电时，使所述馈电对所述第一天线模组的第一天线的作用电场在所述第一天线模组的两个凹形金属沟内分别形成平行于地平面且相互反向的场分布，以便所述第一天线模组的两个凹形金属沟中相互反向的作用电场相互抵消。
[0008]在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述天线系统还包括第二天线，所述第二天线安装在所述第二天线地板上；所述第二天线的极化方向垂直于地平面。
[0009]在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述天线系统呈直线型排布，其中每个第一天线地板和每个第二天线地板均位于同一平面上。
[0010]在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述天线呈封闭或半封闭的环状正多边形，其中各相邻的第一天线地板与第二天线地板之间的夹角相等。
[0011]在第一方面的第四种可能的实现方式中，结合第一方面的第三种可能的实现方式，所述正多边形为正六边形，所述正六边形的各个边长为59毫米；各个所述凹形金属沟的底面长度为59毫米、底面宽度为8毫米、沟内深度为28.5毫米。
[0012]在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一天线地板的结构为双层地板，包括互相平行的上层和下层，所述第一天线地板的上层和下层之间通过金属柱相连；所述第一天线安装于所述第一天线地板的上层，所述凹形金属沟的侧翼连接在所述第一天线地板的下层。
[0013]在第一方面的第六种可能的实现方式中，结合第一方面的第五种可能的实现方式，所述第二天线地板的结构与所述第一天线地板相同，所述第二天线安装在所述第二天线的上层，所述凹形金属沟的侧翼连接在所述第二天线地板的下层。
[0014]在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述第一天线的结构包括两层带状线介质、两层天线介质、一层耦合金属层、一层贴片金属层、一层金属馈线层；
[0015]其中，所述两层带状线介质中的底层贴在所述第一天线地板上，所述金属馈线层位于所述两层带状线介质之间，两层所述带状线介质中的顶层上贴有所述耦合金属层，两层所述天线介质中的底层贴在所述耦合金属层上，两层所述天线介质中的顶层上贴有所述贴片金属层。
[0016]在第一方面的第八种可能的实现方式中，结合第一方面的第七种可能的实现方式，所述耦合金属层为缝隙耦合金属层。
[0017]在第一方面的第九种可能的实现方式中，结合第一方面的第七种可能的实现方式，所述金属馈线层为弯折形同轴馈线，所述弯折角度为直角，所述同轴馈线通过同轴线馈电端口与外导体实现电连接。
[0018]在第一方面的第十种可能的实现方式中，结合第一方面的第七种可能的实现方式，所述带状线介质层边缘四周设置多个金属通孔。
[0019]本发明实施例所提供的通信天线系统，包括多个第一天线模组，每两个相邻的第一天线模组由一个第二天线地板相连接；所述第一天线模组包括一个第一天线地板、一个第一天线和两个凹形金属沟，其中，所述第一天线的极化方向平行于地平面，所述第一天线安装在所述第一天线地板上，所述两个凹形金属沟分别安装在所述第一天线地板的两侧，所述第一天线模组包括一个第一天线地板、一个第一天线和两个凹形金属沟，其中，所述第一天线的极化方向平行于地平面，所述第一天线安装在所述第一天线地板上，所述两个凹形金属沟分别安装在所述第一天线地板的两侧，其中，所述凹形金属沟在平行于地平面的平面呈凹形，所述凹形金属沟凹口处的两端各具有一个侧翼，其中，一端侧翼连接所述第一天线地板的一侧，另一端侧翼连接所述第二天线地板的一侧，且所述两个凹形金属沟的凹陷部分均位于所述第一天线地板上安装第一天线的平面以下；所述第一天线模组用于，除所述第一天线模组之外其他第一天线模组的第一天线在馈电时，使所述馈电对所述第一天线模组的第一天线的作用电场在所述第一天线模组的两个凹形金属沟内分别形成平行于地平面且相互反向的场分布，以便所述第一天线模组的两个凹形金属沟中相互反向的作用电场相互抵消。由此可见，由于在每个极化方向平行于地平面的第一天线两侧各具有一个凹形金属沟，在某第一天线进行馈电时，其余各第一天线两边的两个凹形金属沟中都会形成近似等幅反向的作用电场分布，从而两边凹形金属沟中场分布就可以相互抵消，实现该馈电的第一天线对其余各第一天线的互耦影响相互抵消，从而就可以在不需要增大各天线间的空间距离的情况下，提高天线系统中各个天线之间的隔离度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明提供的通信天线系统实施例1的基本结构图；
[0022]图2为本发明天线系统实施例1中凹形金属沟的一实施方式的结构图；
[0023]图3为本发明天线系统实施例1中凹形金属沟一连接方式的示意图；
[0024]图4为本发明天线系统实施例1中凹形金属沟又一连接方式的示意图；
[0025]图5为本发明天线系统实施例1中安装天线一实施方式的结构图；
[0026]图6A为本发明天线系统实施例1中一种天线系统的形状示意图；
[0027]图6B为本发明天线系统实施例1中又一种天线系统的形状示意图；
[0028]图6C为本发明天线系统实施例1中再一种天线系统的形状示意图；
[0029]图6D为本发明天线系统实施例1中又再一种天线系统的形状示意图；
[0030]图7为本发明天线系统实施例1中第一天线地板一实施方式的结构图；
[0031]图8为本发明天线系统实施例1中第一天线一实施方式的结构图；
[0032]图9A为本发明天线系统实施例1中耦合金属层一实施方式的结构图；
[0033]图9B为本发明天线系统实施例1中金属馈电层一实施方式的结构图；
[0034]图9C为本发明天线系统实施例1中第一天线的边缘一实施方式的结构图；
[0035]图10为本发明提供的通信天线系统实施例2的基本结构图；
[0036]图11为本发明天线系统实施例2中凹形金属沟实施方式的结构图；
[0037]图12为本发明天线系统实施例2中天线地板一实施方式的结构图；
[0038]图13为本发明天线系统实施例2中天线一实施方式的结构图；
[0039]图14为本发明天线系统实施例2中金属馈线层一实施方式的结构图；
[0040]图15为本发明天线系统实施例2中耦合金属层一实施方式的结构图；
[0041]图16为本发明天线系统实施例2中贴片金属层一实施方式的结构图；
[0042]图17A为本发明天线系统实施例2中天线的一种外观整体结构示意图；
[0043]图17B为本发明天线系统实施例2中天线的又一种外观整体结构示意图；
[0044]图18为本发明天线系统实施例2中天线馈电时周围电场的分布示意图。
【具体实施方式】
[0045]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]发明人经过研究发现，对于通信天线系统，其所包含的天线数量越多，信道容量就越大。而为了保证各个天线之间互相不产生互耦的影响，大多数情况下是采用空间分集的方式来提高各个天线之间的隔离度。但是，由于通信设备体积越来越小，例如各种移动通信终端或者基站，这就导致了系统中天线之间通过空间分集的方式提高隔离度受到了限制。因此，这就需要采用其他的分集方式来增大天线之间的隔离度，使得在同样大小的天线系统内可以安装更多的天线。虽然现有技术也提出了一些非空间分集的方式来提高隔离度，例如在共用一个天线地板的天线之间具有一组互相平行的缝隙，使得天线之间的缝隙与缝隙之间的金属长条形成一个基于并联LC谐振电路的滤波器来提供天线之间的隔离度，但是其隔离度提高程度有限，并不足以使得通信天线系统中天线的数量增加，因此，现有的通信天线系统一般只有两个天线。
[0047]本发明实施例的主要思想是:由多个第一天线模组通过第二天线地板连接构成通信天线系统；各个第一天线模组中，极化方向平行于地平面的第一天线安装于第一天线地板上，该第一天线地板的两侧分别安装有两个凹形金属沟，该两个凹形金属沟在平行于地平面的平面呈凹形且凹陷部分均位于该第一天线地板上安装第一天线的平面以下，这样，在每个极化方向平行于地平面的第一天线两边就各具有一个在平行于地平面的平面上呈凹形的凹形金属沟。在这种结构的天线系统中，在给任一第一天线馈电时，馈电的第一天线对其他第一天线的作用电场就会在其他第一天线两边的两个凹形金属沟中会形成近似等幅反向的场分布，从而两边凹形金属沟中的作用电场就可以互相抵消，实现馈电的第一天线对其他第一天线的互耦影响被抵消，由此可见，各个第一天线在馈电时对其他第一天线的互耦影响都可以忽略不计，从而提高了通信天线系统中各个第一天线之间的隔离度。而且，由于各个极化方向平行于地面的第一天线之间的互耦影响可以忽略不计，则即使极化方向平行于地面的天线单元之间空间距离很小也不会造成隔离度不够，这样就可以实现在有限的空间内增加通信天线系统中天线的数量。
[0048]下面结合附图，通过实施例来详细说明本发明中通信网络中的天线的实现方式。
[0049]参见图1，示出了本发明提供的通信网络中的天线实施例1的基本结构图。
[0050]在本实施例的天线系统中，包括多个第一天线模组101，每两个相邻的第一天线模组101由一个第二天线地板102相连接。所述第一天线模组101包括一个第一天线地板103、一个第一天线104和两个凹形金属沟105，其中，所述第一天线104的极化方向平行于地平面，所述第一天线104安装在所述第一天线地板103上，所述两个凹形金属沟分别安装在所述第一天线地板103两侧，其中，所述凹形金属沟105在平行于地平面的平面呈凹形，所述凹形金属沟105凹口处的两端各具有一个侧翼，其中，一端侧翼连接所述第一天线地板103的一侧，另一端侧翼连接所述第二天线地板104的一侧，且所述两个凹形金属沟105的凹陷部分均位于所述第一天线地板103上安装第一天线104的平面以下。
[0051]其中，所述第一天线模组101用于，除所述第一天线模组101之外其他第一天线模组101的第一天线104在馈电时,使所述馈电对所述第一天线模组101的第一天线103的作用电场在所述第一天线模组101的两个凹形金属沟105内分别形成平行于地平面且相互反向的场分布，以便所述第一天线模组101的两个凹形金属沟105中相互反向的作用电场相互抵消。
[0052]在本实施例中，具体地，凹形金属沟105可以采用如图2所示的一种结构，所述凹形金属沟105包括一个底面201和两个平行的侧面202 ;两个所述侧面202底部的第一端部203分别与底面201的两边204相连组成凹形沟结构。另外，凹形金属沟105与第一天线地板103之间的连接，以及凹形金属沟105与第二天线地板102之间的连接，都具体可以采用如图3所示的方式，所述第一天线地板103或所述第二天线地板102的一侧301分别与凹形金属沟105中两个侧面202凹口处的第二端部302相连接；各个所述凹形金属沟105位于所述第一天线地板103上安装所述第一天线单元104的平面以下。另外，第一天线地板103两边所连接的凹形金属沟105是关于第一天线地板103的中心线对称的。进一步而言，凹形金属沟105与第一天线地板103和第二天线地板102在连接时，具体可以如图4所示，所述凹形金属沟105凹口处的两端各具有一侧翼401，所述第一天线地板103和第二天线地板102分别连接在两端的侧翼401上。具体地，所述凹形金属沟105的两个侧面202的第二端部302上各具有一侧翼401，各个所述侧翼401与所述侧面202的夹角相等。其中，第一天线地板103和第二天线地板102与侧翼401可以通过螺丝相连。当然，在连接时也可以在第一天线地板103和第二天线地板102的边缘上具有侧翼，凹形金属沟105的侧面连接在天线地板的侧翼上。
[0053]需要说明的是，图1只是示意性地示出了本实施例天线系统中一个组成部分的结构图，其中，示意性地示出了第一天线模组101与第二天线地板102之间的连接关系，但可以理解的是，本实施例中可以并非每个第一天线模组101与第二天线地板102的连接方式都如图1所示，并非每个第一天线模组101的两边都分别要连接两个第二天线地板102，也即并非每个凹形金属沟都要连接第二天线地板102 ;例如，本实施例中的天线系统可以是封闭的环状结构，其每个第一天线模组101的两边都分别连接两个第二天线地板102 ;或者天线系统也可以是线状结构，在天线系统首尾两端的两个第一天线模组101只有一边连接着一个第二天线地板102，也即，天线系统首尾两端的两个凹形金属沟105都只在一端连接第一天线地板103，而另一端不连接第二天线地板102。
[0054]本实施例中，在用于连接第一天线模组101的第二天线地板102上，可以在不安装天线，也可以安装天线。基于上述的考虑，本实施例中提供了多种不同的实施方式。第一种可能的实施方式中，可以在第二天线地板102上也都安装极化方向平行于地平面的第一天线104。第二种可能的实施方式中，可以不在第二天线地板102上安装任何天线，使得各个相邻的第一天线104之间具有一个未安装天线的第二天线地板102。
[0055]在前两种实施方式中，在第二天线地板102上安装第一天线103会造成相邻两个第一天线103共用一个凹形金属沟，影响凹形金属沟形成的场分布，导致第一天线之间的隔离度下降，而相邻两个第一天线103之间具有一个未安装天线的第二天线地板102则会使得天线中的天线单元数量减少，导致天线系统的信道容量不高。为了解决上述两种连接实施方式中的问题，第三种可能的实施方式中，可以在所述第二天线地板102上安装极化方向垂直于地面的第二天线。具体地，如图5所示，本实施例中的所述天线系统还包括第二天线501，所述第二天线501安装在所述第二天线地板102上；所述第二天线501的极化方向垂直于地平面。由于极化方向平行于地平面的第一天线103与极化方向垂直于地平面的第二天线单元501互相传输的信号是正交化的，而正交化的信息彼此之间是统计独立的，因此，第一天线103与第二天线501之间的互耦可以忽略，从而实现既不影响第一天线103之间的隔离度又增加了天线系统中天线的数量，提高了信道容量。
[0056]在本实施例中，所述天线系统可以采用多种不同的形状排布。例如，可以是采用是直线型排布；具体地，如图6A所示，所述天线系统中每个第一天线地板103和每个第二天线地板102均位于同一平面上，其中，第一天线地板103、第二天线地板102与所述凹形金属沟105的侧面都成直角。又如，天线系统可以采用封闭或半封闭的环形正多边形排布；具体地，各相邻的第一天线地板103与第二天线地板102之间的夹角相等，其中，各个第一天线地板103和各个第二天线地板102分别占据所述正多边形的一边。例如，以正六边形为例，该正多边形可以是如图6B所示的封闭正多边形，其中，该正多边形的每个边都被一个第一天线地板103或一个第二天线地板103占据。又如，该正多边形也可以是缺少某一个或几个边的半封闭正多边形，如图6C或图6D所示，该正多边形某些边既没有被第一天线地板103占据也没有被第二天线地板102占据。需要说明的是，如果天线系统没有形成一个封闭的环形，一般在天线首尾两端的天线地板也可以在两侧各连接一个凹形金属沟105，只是端点处凹形金属沟105的凹口处有一端不需要再连接天线地板。
[0057]为了进一步增加各个天线之间的隔离度，本实施例中还提供了多种可能的实施方式的结构。
[0058]参见图7，示出了在本实施例一种可能的第一天线地板103的结构，所述第一天线地板103为双层地板，包括互相平行的上层701和下层702，所述第一天线104安装于所述第一天线地板103的上层，所述凹形金属沟105的侧翼连接在所述第一天线地板103的下层702。其中，所述第一天线地板的上层701和下层702可以通过金属柱703相连。可以理解的是，一般地，第一天线地板上层701和下层702的中心连线垂直于第一天线地板103所在的平面。需要说明的是，第二天线地板102可以采用与第一天线地板103完全相同的结构，其中，所述第二天线501可以安装在所述第二天线102的上层，凹形金属沟105的侧翼可以连接在第二天线地板102的下层。
[0059]其中，第一天线地板下层702在连接凹形金属沟105的时候，可以采用前述侧翼的方式来实现。在第一天线地板下层702与凹形金属沟105的侧翼相连时，可以使第一天线地板下层702比第一天线地板上层701长一些，天线地板上层701只需能够满足安装天线单元的要求即可。
[0060]由于双层地板的结构类似于谐振结构，从而使得天线单元向天线地板后侧面的辐射的能量能够束缚在双层地板所形成谐振结构中，从而降低了天线单元的后瓣，减少了各个天线单元后瓣对其他天线单元的影响，从而进一步提高了各个天线单元之间的隔离度。
[0061]参见图8，示出了本实施例中一种可能的第一天线104的结构，所述第一天线104的结构包括两层带状线介质、两层天线介质、一层耦合金属层、一层贴片金属层、一层金属馈线层；其中，两层所述带状线介质中的底层801贴在所述第一天线地板103上，所述金属馈线层802位于两层所述带状线介质之间，两层所述带状线介质中的顶层803上贴有所述耦合金属层804，两层所述天线介质中的底层805贴在所述耦合金属层804上，两层所述天线介质中的顶层806上贴有所述贴片金属层807。可以理解的是，如第二天线地板102上安装有极化方向垂直于地面的第二天线501，则第二天线501也可以采用与第一天线104完全相同的结构，只需要对第一天线104的安装方向做调整，使得极化方向于地面垂直，即可得到第二天线。
[0062]进一步而言，本实施例中，可以选用多种不同方式来提高第一天线与第二天线的交叉极化水平，从而进一步提高各个天线之间的隔离度。其中，交叉极化水平提高，即两种天线信号之间的正交性提高，也即第一天线更加接近水平极化而第二天线更加接近垂直极化。
[0063]一种提高交叉极化水平的方式可以是采用缝隙耦合金属层901作为耦合金属层804，如图9A所示。这种方式下，由于耦合馈电的交叉极化水平会比同轴馈电更高，所以可以进一步提闻隔尚度。
[0064]另一种提高交叉极化水平的方式可以是采用弯折形同轴馈线902作为所述金属馈线层802，所述弯折角度为直角，所述同轴馈线通过同轴线馈电端口与外导体实现电连接，如图9B所示。由于弯角为直角的弯折形馈线可以使得与带状线相连的同轴馈线正好处在电场为零的地方，从而就提高了交叉极化水平，提高了两种天线之间的隔离度。
[0065]再一种提高交叉极化水平的方式可以是采用在所述带状线介质层边缘四周设置多个金属通孔903，如图9C所示。这种方式下，相当于将带状线介质的外壁也能改金属封起来，从而可以提高交叉极化水平，从而提高两种天线之间的隔离度。
[0066]采用本实施例的技术方案，由于在给各个第一天线馈电时，其余第一天线两边的凹形金属沟中场分布都近似等幅反向，从而两边凹形金属沟中场分布对各个第一天线的互耦影响就可以相互抵消，从而就可以在不需要增大各天线间的空间距离的情况下，提高各个天线之间的隔离度。
[0067]下面以一个具体的应用场景，详细说明本发明无线通信网络中的天线的实现方式。需要说明的是，在该应用场景中天线的结构仅仅是本发明的一种可能的实施方式，但本发明的实施方式并不限于本应用场景。
[0068]参见图10，示出了本发明提供的通信天线系统实施例2的基本结构图。在本实施例中，天线系统由6个天线地板1001组成，呈封闭的环状正六边形，各个天线地板1001之间由凹形金属沟1002相连接，具体地，天线地板1001的下层边缘与凹形金属沟1002的侧翼通过螺丝连接。在各个天线地板1001的上层安装有天线，其中，天线1003、1005和1007为极化方向平行于地面的第一天线，天线1004、1006和1008为极化方向垂直于地面的第二天线，对应第一天线安装在第一天线地板上，对应第二天线安装在第二天线地板上。各个天线的结构完全相同，极化方向垂直于地面的天线可以是由极化方向平行于地面的天线沿天线单元的轴线旋转90度而得到。另外，在整个天线系统的环形内部中间，还可以对应每个天线增加六边形金属反射板1009，这样可以将各极化方向垂直于地面的天线单元在环状内部的辐射反射出去，从而进一步提高极化方向垂直于地面的天线单元之间的隔离度，并且也不会影响极化方向平行于地面的天线单元之间以及极化方向平行于地面与极化方向垂直于地面的天线单元之间的隔离度。另外，本实施例中，正六边形的天线系统各边边长可以为59毫米。
[0069]需要说明的是，由于第一天线地板与第二天线地板结构是完全相同的，并且在天线呈封闭的正六边形环状且第二天线地板上也具有第二天线，为此本实施例的描述中不再区分第一天线地板与第二天线地板，都以天线地板1001来统称。同时，由于第一天线与第二天线结构也完全是相同，仅仅是极化方向互相垂直，为此本实施例的描述中也不再区分第一天线和第二天线，都以天线来统称，只在必要时通过极化方向的描述来区分。
[0070]参见图11，示出了本实施例中可以采用的一种凹形金属沟。其中，侧翼与侧面的夹角1101为60度，框架的厚度1102为I毫米，底面宽度1103为8毫米，侧翼宽度1104为15.53毫米，螺孔与侧翼的两个边缘距离1105均为5毫米，侧面高度1106为28.5毫米，螺孔直径1107为2.5毫米，整个凹形金属沟的长度1108为59毫米。采用该尺寸的凹形金属沟1002可以实现天线系统呈正六边形且使各天线之间在2.4G这个频带内具有良好的隔离度。
[0071]参见图12，示出了本实施例中可以采用的一种天线地板。其中，该天线地板由上层和下层两层组成，上层与下层之间通过中间的金属柱相连，在天线地板上层和下层具有一个位置相同的通孔，用于同轴线连接馈电端口。为实现天线的良好性能，天线地板的结构可以采用以下尺寸:天线地板的上层和下层都采用边长1201为59毫米的正方形，同轴线的通孔直径1202为2.5毫米，通孔中心到天线地板右侧边缘的距离1203为14.2毫米，通孔中心到天线地板下侧边缘的距离1204为29.5毫米，天线地板的上层和下层的厚度1205为I毫米，两层之间的相隔距离1206为4毫米，金属柱的直径1207为3毫米，金属柱的边缘与天线地板边缘的距离1208为28毫米。在实施本实施例时，发明人发现本实施例中的这种双层地板结构，可以使得水平极化的天线单元之间的隔离度改善IOdB左右。
[0072]参见图13，示出了本实施例中可以采用的一种天线的结构。该天线从天线地板1001的上层向上，依次为带状线介质层1301、金属馈线层1302、带状线介质层1303、耦合金属层1304、天线介质层1305、天线介质层1306和贴片金属层1307，在天线的边缘四周设置有多个金属通孔1308，在贴片金属层之上通过金属螺钉1309固定各层。同轴线从天线的结构内部穿过地板的上下层形成同轴线馈线端口 1310。
[0073]其中，如图14所示，金属馈线层可以为一个弯角为直角的弯折形金属馈线。图中金属馈线层的结构可以采用以下尺寸(以标号表示图中对应的结构)为:1401为3.1毫米，1402为18.9毫米，1403为43.6毫米，1404为43.6毫米，1405为3.1毫米，1406为3.1毫米，1407为5.35毫米，1408为20.25毫米，1409为6毫米，1410为8.8毫米，1411为2.35毫米，1412为3.1毫米。其中，1403和1404表示的是天线各层的长度和宽度，可以理解的是，金属馈线层本身只是为一个弯折形金属馈线，实际上没有形成一个1403和1404的边缘。
[0074]如图15所示，耦合金属层可以为一个中间具有缝隙的正方形金属层。该耦合金属层结构可以采用以下尺寸:金属层的边长1501为43.6毫米，缝隙长度1502为22.8毫米，缝隙宽度1503为2.5毫米，缝隙左侧边缘到金属层左侧边缘的距离1504为10.4毫米，缝隙上侧边缘到金属层上侧边缘的距离1505为22.8毫米。
[0075]如图16所示，图中贴片金属层的结构可以采用以下尺寸:贴片金属宽度1601为19毫米，贴片金属长度1602为30毫米，贴片金属左侧边缘到天线结构左侧边缘的距离1603为6.8毫米，贴片金属上侧到天线结构上侧边缘的距离1604为12.3毫米，天线各层的长度1606和宽度1605均为43.6毫米。可以理解的是,贴片金属层本身只是为一个块金属片，实际上没有形成一个1605和1606的边缘。
[0076]参见图17A和图17B，示出了上述天线的外观整体结构。其中，每层带状线介质层与天线介质层的厚度1701都为3.2毫米，正方形地板的边长1702为59毫米，天线结构中各层的边缘到地板边缘的距离1703为7.7毫米，各个相邻的金属通孔的中心之间距离1704为2.8毫米，各个金属通孔中心到天线各层结构对应边缘的距离1705为3.8毫米。另外，金属螺钉位于天线各层结构各边中间的金属通孔以及四个顶点处的金属通孔上。
[0077]由于天线中采用了弯折形馈线的耦合馈电方式，使得与与带状线相连的同轴馈线正好处在电场为零的地方，同轴线的外导体造成的两地板之间的电连接也不会影响双地板降低后瓣的效果。具体从图18可以看出，在与天线极化方向相正交的中心线上，电场为零。在实施本实施例时，发明人发现本实施例中的耦合馈电结构使天线的交叉极化水平降低，使交叉极化的两种天线之间的隔离度提高了 20dB左右。
[0078]采用本实施例的技术方案，在给任意一个极化方向平行于地面的天线馈电时，剩余两个极化方向平行于地面的天线两侧的凹形金属沟内的电场近似等幅反向，从而对剩余两个极化方向平行于地面的天线的影响互相抵消，从而提高了极化方向平行于地面的天线之间的隔离度，并且也不影响极化方向垂直于地面的天线之间的隔离度。
[0079]需要说明的是，本发明实施例的天线系统可以应用在企业无线局域网的基站部分来实现局域网内同频的极化分集和空间分集。由于本实施例提高了各个天线之间的隔离度，天线接收的信号可以用于触发同频双射频卡工作，也能将同频双射频卡的信号定向发射到无线局域网中。另外，在天线系统和同频双射频卡之间使用切换电路连接双射频卡各信号端口和各天线端口，可以通过对切换电路的控制来控制双射频卡信号的扇区覆盖。
[0080]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0081]以上所述仅是本申请的.【具体实施方式】，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
【权利要求】
1.一种通信天线系统，其特征在于，包括:多个第一天线模组，每两个相邻的第一天线模组由一个第二天线地板相连接； 所述第一天线模组包括一个第一天线地板、一个第一天线和两个凹形金属沟，其中，所述第一天线的极化方向平行于地平面，所述第一天线安装在所述第一天线地板上，所述两个凹形金属沟分别安装在所述第一天线地板的两侧，其中，所述凹形金属沟在平行于地平面的平面呈凹形，所述凹形金属沟凹口处的两端各具有一个侧翼，其中，一端侧翼连接所述第一天线地板的一侧，另一端侧翼连接所述第二天线地板的一侧，且所述两个凹形金属沟的凹陷部分均位于所述第一天线地板上安装第一天线的平面以下； 所述第一天线模组用于，除所述第一天线模组之外其他第一天线模组的第一天线在馈电时，使所述馈电对所述第一天线模组的第一天线的作用电场在所述第一天线模组的两个凹形金属沟内分别形成平行于地平面且相互反向的场分布，以便所述第一天线模组的两个凹形金属沟中相互反向的作用电场相互抵消。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括第二天线，所述第二天线安装在所述第二天线地板上；所述第二天线的极化方向垂直于地平面。
3.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统呈直线型排布，其中每个第一天线地板和每个第二天线地板均位于同一平面上。
4.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述天线呈封闭或半封闭的环状正多边形，其中各相邻的第一天线地板与第二天线地板之间的夹角相等。
5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述正多边形为正六边形，所述正六边形的各个边长为59毫米；各个所述凹形金属沟的底面长度为59毫米、底面宽度为8毫米、沟内深度为28.5毫米。
6.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线地板的结构为双层地板，包括互相平行的上层和下层，所述第一天线地板的上层和下层之间通过金属柱相连；所述第一天线安装于所述第一天线地板的上层，所述凹形金属沟的侧翼连接在所述第一天线地板的下层。
7.根据权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述第二天线地板的结构与所述第一天线地板相同，所述第二天线安装在所述第二天线的上层，所述凹形金属沟的侧翼连接在所述第二天线地板的下层。
8.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述第一天线的结构包括两层带状线介质、两层天线介质、一层耦合金属层、一层贴片金属层、一层金属馈线层； 其中，所述两层带状线介质中的底层贴在所述第一天线地板上，所述金属馈线层位于所述两层带状线介质之间，两层所述带状线介质中的顶层上贴有所述耦合金属层，两层所述天线介质中的底层贴在所述耦合金属层上，两层所述天线介质中的顶层上贴有所述贴片金属层。
9.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，所述耦合金属层为缝隙耦合金属层。
10.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，所述金属馈线层为弯折形同轴馈线，所述弯折角度为直角，所述同轴馈线通过同轴线馈电端口与外导体实现电连接。
11.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，所述带状线介质层边缘四周设置多个金属通孔。
【文档编号】H01Q21/24GK103441325SQ201310356772
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】周元, 宋宏嘉, 杨峰 申请人:华为技术有限公司