多频带天线及低频振子的制作方法

1.本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种多频带天线及低频振子。


背景技术：

2.随着移动通信技术的不断发展，多频带天线因其能够提供多样化的服务，并且能够有效地提高空间利用率等优点，从而得到了广泛的应用。其中，多频带天线包括至少一个低频振子和至少一个高频振子，各个低频振子和高频振子安装在一个有限的空间内，从而使得高频振子与低频振子之间会存在强烈的交叉频带散射干扰，不仅会引起端口隔离度恶化，还会导致高频振子的辐射方向图畸变，影响多频带天线的辐射性能。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对端口隔离度恶化、高频振子的辐射方向图畸变的问题，提供一种多频带天线及低频振子。
4.其技术方案如下：
5.一方面，提供了一种低频振子，所述低频振子包括辐射臂及介质加载件，所述介质加载件包覆于所述辐射臂的至少部分臂体外；并且，所述介质加载件与所述辐射臂在高频信号穿过时能产生相互削弱或抵消的散射信号。
6.下面进一步对技术方案进行说明：
7.在其中一个实施例中，当所述高频信号耦合至所述辐射臂和所述介质加载件上时，所述辐射臂产生第一散射信号，所述介质加载件产生第二散射信号，所述第一散射信号的相位与所述第二散射信号的相位互不相同而使得所述第一散射信号与所述第二散射信号在空间中相互削弱或抵消。
8.在其中一个实施例中，所述低频振子包括四个所述辐射臂，四个所述辐射臂交叉设置形成两个极化正交的偶极子，至少一个所述辐射臂的至少部分臂体外包覆有所述介质加载件。
9.在其中一个实施例中，四个所述辐射臂均设有所述介质加载件。
10.在其中一个实施例中，四个所述辐射臂均部分臂体外包覆有所述介质加载件；或四个所述辐射臂均臂体外完全包覆有所述介质加载件。
11.在其中一个实施例中，在一个所述辐射臂上设有至少两个所述介质加载件，且相邻的两个所述介质加载件间隔设置。
12.在其中一个实施例中，在一个所述辐射臂相邻的两个所述介质加载件中，其中一个所述介质加载件散射出第二散射信号辐射至另外一个介质加载件上以散射出第三散射信号，且所述第一散射信号的相位、所述第二散射信号的相位及所述第三散射信号的相位互不相同而使得所述第一散射信号、所述第二散射信号及所述第三散射信号在空间中相互削弱或抵消。
13.在其中一个实施例中，在一个所述辐射臂中，相邻的两个所述介质加载件的中心
距为λ/8～λ/4，其中，λ为高频振子的中心频点波长。
14.在其中一个实施例中，所述介质加载件的介电常数大于5f/m。
15.另一方面，提供了一种多频带天线，包括高频振子、反射板及所述的低频振子，所述高频振子及所述低频振子均固设于所述反射板上。
16.在其中一个实施例中，所述高频振子的工作频段为3300mhz～3800mhz；所述低频振子的工作频段为698mhz～960mhz。
17.上述实施例的多频带天线及低频振子，当位于下方的高频振子辐射出来的高频信号穿过低频振子的辐射臂和介质加载件时能产生相互削弱或抵消的散射信号，从而降低了低频振子在高频振子的工作频段的雷达散射截面值，不仅能够避免端口隔离度恶化，还能够抑制低频振子对高频振子的方向图的影响，进而改善高频振子的方向图，避免高频振子的辐射方向图畸变，保证多频带天线的辐射性能。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为一个实施例的多频带天线的结构示意图；
21.图2为图1的多频带天线的低频振子对高频信号的散射示意图；
22.图3为图2的低频振子一个实施例的结构示意图；
23.图4为图2的低频振子另一个实施例的结构示意图；
24.图5为传统的低频振子及图2的低频振子的rcs随频率变化对比图；
25.图6为传统的低频振子和高频振子配合时高频振子的方向图；
26.图7为图2的低频振子和高频振子配合时高频振子的方向图；
27.图8为图2的低频振子和高频振子配合时的端口驻波图。
28.附图标记说明：
29.100、低频振子；110、辐射臂；120、介质加载件；200、高频振子；300、反射板。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.如图1所示，在一个实施例中，提供了一种多频带天线，包括高频振子200、低频振子100及反射板300。其中，高频振子200和低频振子100均采用插接或卡接等方式固设在反射板300上，从而使得多频带天线能够对外辐射高频信号和低频信号。
32.其中，高频振子200可以为现有的振子结构，能够辐射出高频信号。
33.可选地，高频振子200的工作频段可以为3300mhz～3800mhz，即高频振子200能够对外辐射频率为3300mhz～3800mhz的信号。
34.可选地，低频振子100的工作频段可以为698mhz～960mhz，即低频振子100能够对外辐射频率为698mhz～960mhz的信号。
35.如图1所示，在实际使用过程中，高频振子200可以为至少两个，至少两个高频振子200呈阵列布置在反射板300上；低频振子100也可以为至少两个，至少两个低频振子100呈阵列布置在反射板300上；并且，高频振子200与低频振子100相互错位设置；同时，高频振子200位于低频振子100的辐射臂110的下方。
36.需要进行说明的是，在多频带天线使用时，还需要借助功分网络等部件，由于其可以属于现有技术，在此不再赘述。
37.如图2至图4所示，在一个实施例中，提供了一种低频振子100，该低频振子100包括辐射臂110及介质加载件120。
38.其中，介质加载件120包覆于辐射臂110的至少部分臂体外，即整个辐射臂110被介质加载件120所包覆或辐射臂110仅有部分被介质加载件120所包覆。并且，当位于下方的高频振子200辐射出来的高频信号(如图2的s0所示)穿过低频振子100的辐射臂110和介质加载件120时能产生相互削弱或抵消的散射信号，从而降低了低频振子100在高频振子200的工作频段的雷达散射截面值(radar cross section,rcs)，不仅能够避免端口隔离度恶化，还能够抑制低频振子100对高频振子200的方向图的影响，进而改善高频振子200的方向图，避免高频振子200的辐射方向图畸变，保证多频带天线的辐射性能。
39.具体地，当位于下方的高频振子200辐射出来的高频信号(如图2的s0所示)耦合至低频振子100的辐射臂110和介质加载件120上时，辐射臂110能够产生第一散射信号(如图2的s1所示)，介质加载件120能够产生第二散射信号(如图2的s2所示)，即高频振子200辐射出来的高频信号辐射至辐射臂110上时散射出第一散射信号，高频振子200辐射出来的高频信号辐射至介质加载件120上时散射出第二散射信号。同时，第一散射信号的相位与第二散射信号的相位互不相同，从而使得第一散射信号和第二散射信号在空间中能够相互叠加而削弱或抵消，进而降低了低频振子100在高频振子200的工作频段的雷达散射截面值(radar cross section,rcs)，不仅能够避免端口隔离度恶化，还能够抑制低频振子100对高频振子200的方向图的影响，进而改善高频振子200的方向图，避免高频振子200的辐射方向图畸变，保证多频带天线的辐射性能。
40.其中，辐射臂110可以采用铝材质等适于多频带天线使用的材质。辐射臂110的横截面轮廓可以为正方形、长方形、圆形、多边形或其他不规则的形状，在此不做限制。
41.其中，介质加载件120可以采用陶瓷等绝缘材质。并且，介质加载件120的横截面轮廓可以为正方形、长方形、圆形、多边形或其他不规则的形状，只需使得介质加载件120能够包裹辐射臂110的至少部分段落即可。
42.另外，为了保证介质加载件120散射出的第二散射信号能够与辐射臂110散射出的第一散射信号在空间中相互叠加而削弱或抵消，介质加载件120的介电常数可以选择的较大，例如，介质加载件120的介电常数大于5f/m，从而使得介质加载件120散射出的第二散射信号较强，进而使得第二散射信号能够与第一散射信号在空间中相互叠加而削弱或抵消，削弱效果或抵消效果好。
43.其中，介质加载件120的介电常数可以为6f/m、7f/m、8f/m或更大，可以根据实际使用需要进行灵活的调整或设计。
44.需要进行说明的是，低频振子100还包括馈电巴伦(未图示)，馈电巴伦的一侧采用插接或卡接等方式与反射板300连接，馈电巴伦的另一侧与辐射臂110耦合连接，从而利用馈电巴伦对辐射臂110进行馈电，使得信号能够传输至辐射臂110后辐射出去。
45.其中，馈电巴伦可以采取现有的任意一种馈电形式，例如可以是微带线等结构。
46.如图3及图4所示，在一个具体地实施例中，低频振子100包括四个辐射臂110。其中，四个辐射臂110呈交叉设置，从而使得四个辐射臂110形成两个极化正交的偶极子。并且，至少一个辐射臂110的至少部分臂体外包覆有介质加载件120，当位于下方的高频振子200辐射出来的高频信号辐射至四个辐射臂110以及介质加载件120上时，四个辐射臂110均能够散射出第一散射信号，介质加载件120能够散射出第二散射信号。同时，第一散射信号的相位与第二散射信号的相位互不相同，从而使得第一散射信号和第二散射信号在空间中能够相互叠加而削弱或抵消，进而降低了低频振子100在高频振子200的工作频段的雷达散射截面值，不仅能够避免端口隔离度恶化，还能够抑制低频振子100对高频振子200的方向图的影响，进而改善高频振子200的方向图，避免高频振子200的辐射方向图畸变，保证多频带天线的辐射性能。
47.优选地，四个辐射臂110均设有介质加载件120，使得第一散射信号和第二散射信号在空间中能够更好地相互叠加而削弱或抵消。
48.如图3所示，在一个实施例中，四个辐射臂110均部分臂体外包覆有介质加载件120，即每个辐射臂110的部分被介质加载件120所包覆。如图4所示，当然，在其他实施例中，也可以是四个辐射臂110均臂体外完全包覆有介质加载件120，如此，便于对介质加载件120进行加工，也便于将介质加载件120装配至辐射臂110上。
49.如图3所示，在一个实施例中，在一个辐射臂110上设有至少两个介质加载件120，而且，相邻的两个介质加载件120间隔设置，即一个辐射臂110上包覆有至少两个相互间隔设置的介质加载件120。如此设置，当位于下方的高频振子200辐射出来的高频信号辐射至该辐射臂110以及包覆于该辐射臂110上的至少两个介质加载件120上时，该辐射臂110能够散射出第一散射信号，包覆于该辐射臂110上的至少两个介质加载件120均能够散射出第二散射信号，使得第二散射信号足够强，结合第一散射信号的相位与第二散射信号的相位互不相同，从而使得第一散射信号与第二散射信号能够充分地在空间中相互叠加而削弱或抵消，削弱效果或抵消效果好。
50.进一步地，在一个辐射臂110相邻的两个介质加载件120中，其中一个介质加载件120散射出的第二散射信号能够辐射至相邻的另外一个介质加载件120上，从而在相邻的另外一个介质加载件120上散射出第三散射信号。并且，第一散射信号的相位、第二散射信号的相位及第三散射信号的相位互不相同，从而使得第一散射信号、第二散射信号及第三散射信号能够充分地在空间中相互叠加而削弱或抵消，进一步加强削弱效果或抵消效果，进而更好地降低低频振子100在高频振子200的工作频段的雷达散射截面值(radar cross section,rcs)，能够更好的避免端口隔离度恶化，还能够更好的抑制低频振子100对高频振子200的方向图的影响，进而有效改善高频振子200的方向图，避免高频振子200的辐射方向图畸变，保证多频带天线的辐射性能。同时，在一个辐射臂110中，相邻的两个介质加载件
120散射出的第二散射信号能够互相进一步散射出第三散射信号，从而使得第三散射信号与第一散射信号的相位差别更大，从而能够更好的与第一散射信号在空间中相互叠加而削弱或抵消，加强削弱效果或抵消效果
51.此外，在一个辐射臂110中，相邻的两个介质加载件120的中心距(如图3的l所示)为λ/8～λ/4，其中，λ为高频振子200的中心频点波长，如此设置，不仅使得辐射臂110散射出的第一散射信号与各个质加载件能够散射出的第二散射信号在空间中能够相互叠加而削弱或抵消，而且使得相邻的两个介质加载件120之间能够进一步散射出第三散射信号，使得第一散射信号、第二散射信号及第三散射信号在空间中能够相互叠加而削弱或抵消，削弱效果或抵消效果更好。
52.其中，相邻的两个介质加载件120的中心距是指在一个辐射臂110中相邻的两个介质加载件120的中心截面之间的距离。并且，相邻的两个介质加载件120之间的中心距可以为λ/8、λ/7、λ/6、λ/5或λ/4，可以根据实际使用需要进行灵活的调整或设计。
53.如图5所示，相比传统的低频振子100而言，上述任意实施例的低频振子100能够明显改善高频振子200的散射抑制指标值。如图6所示，传统的低频振子100与高频振子200配合进行使用时，高频振子200在水平面
±
60
°
角域内波束起伏大，在3.3ghz～3.8ghz频段内的半功率波束宽度范围是86.92
°
～108.02
°
，比较离散。如图7所示，上述任意实施例的低频振子100与高频振子200配合进行使用时，高频振子200在水平面
±
60
°
角域内起伏相对小，在3.3ghz～3.8ghz频段内的半功率波束宽度范围是92.04
°
～96.64
°
，比较收敛，高频振子200的方向图性能得到明显改善。如图8所示，另外，上述任意实施例的低频振子100与高频振子200配合使用后，低频振子100在工作频段内的驻波小于1.6。
54.需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本技术对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本技术的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本技术等同的技术方案。
55.需要说明的是，本技术“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本技术对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本技术的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本技术等同的技术方案。
56.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
57.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
58.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
60.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
61.还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。
62.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。