本发明涉及无线通信领域,尤其涉及一种阵列天线拓宽工作频带的方法以及阵列天线。
背景技术:
1、在无线电波传播过程中,天线占有至关重要的地位。天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。
2、单元天线的增益较低,波瓣宽,指向精度有限,容易受到外界干扰信号的影响。为此在实际应用中,往往通过单元天线组成阵列天线。阵列天线的工作带宽越宽可以实现更高的传输速率和容量、更高的频谱利用率、更强的抗干扰能力,并且随着无线通信日益复杂,越来越多的应用需要支持多个频段工作,为此提升阵列天线工作带宽具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种阵列天线拓宽工作频带的方法,包括:设置阵列天线,所述阵列天线包括单元天线阵列,所述单元天线阵列包括多个第一单元天线以及多个第二单元天线,在第一方向以及第二方向上,所述第一单元天线与所述第二单元天线交替排布,所述第一单元天线与所述第二单元天线的工作频段相同;控制所述第一单元天线工作,所述第二单元天线不工作,以使所述阵列天线工作在第一频段;控制所述第一单元天线以及所述第二单元天线均工作,以使所述阵列天线工作在第二频段,所述第一频段的最大值等于所述第二频段的最小值。
2、在一实施例中,在所述第一方向上相邻的所述第一单元天线与所述第二单元天线之间具有第一距离,在所述第二方向上相邻的所述第一单元天线与所述第二单元天线之间具有第二距离,所述第一距离与所述第二距离相等。
3、在一实施例中,所述阵列天线还包括馈电网络,通过所述馈电网络控制所述阵列天线的工作频段,所述馈电网络包括至少一馈电子网络,所述馈电子网络包括:开关单元,所述开关单元包括第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口,其中所述第一端口用于与射频前端收发电路相连,所述第三端口与所述第一单元天线电连接;第一功率分配单元,所述第一功率分配单元的输入端与所述开关单元的所述第二端口电连接,所述第一功率分配单元的第一输出端与所述第二单元天线电连接,所述第一功率分配单元的第二输出端与所述开关单元的所述第四端口电连接;所述方法包括:控制所述开关单元的所述第一端口与所述第三端口导通,以使所述阵列天线工作在所述第一频段;控制所述开关单元的第一端口与所述第二端口导通,所述开关单元的所述第三端口与所述第四端口导通,以使所述阵列天线工作在所述第二频段。
4、在一实施例中,所述馈电子网络还包括移相单元,所述移相单元的输入端与所述第一功率分配单元的第一输出端电连接,所述移相单元的输出端与所述第二单元天线电连接。
5、在一实施例中,所述开关单元为双刀双掷开关,所述方法包括:控制所述双刀双掷开关工作在交叉态,以使所述阵列天线工作在所述第一频段;控制所述双刀双掷开关工作在直通态,以使所述阵列天线工作在所述第二频段。
6、在一实施例中,所述阵列天线包括多个所述馈电子网络,每一个所述馈电子网络对应一个所述第一单元天线以及一个所述第二单元天线。
7、在一实施例中,所述阵列天线包括多个所述馈电子网络,每一个所述馈电子网络对应多个所述第一单元天线以及多个所述第二单元天线,所述馈电子网络还包括:第二功率分配单元,所述第二功率分配单元的输入端与所述开关单元的第三端口电连接,所述第二功率分配单元具有多个输出端,每一输出端与一个所述第一单元天线电连接;第三功率分配单元,所述第三功率分配单元的输入端与所述第一功率分配单元的第一输出端电连接,所述第三功率分配单元具有多个输出端,每一输出端与一个所述第二单元天线电连接。
8、本发明还提供一种阵列天线,其包括单元天线阵列,所述单元天线阵列包括多个第一单元天线以及多个第二单元天线,在第一方向以及第二方向上,所述第一单元天线与所述第二单元天线交替排布,所述第一单元天线与所述第二单元天线的工作频段相同,当所述第一单元天线工作,所述第二单元天线不工作时,所述阵列天线的工作频段为第一频段,当所述第一单元天线及所述第二单元天线均工作时,所述阵列天线的工作频段为第二频段,其中,所述第一频段的最大值等于所述第二频段的最小值。
9、在一实施例中,在所述第一方向上相邻的所述第一单元天线与所述第二单元天线之间具有第一距离,在所述第二方向上相邻的所述第一单元天线与所述第二单元天线之间具有第二距离,所述第一距离与所述第二距离相等。
10、在一实施例中,所述阵列天线还包括馈电网络,所述馈电网络包括至少一馈电子网络,所述馈电子网络包括:开关单元,所述开关单元包括第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口,其中所述第一端口用于与射频前端收发电路相连,所述开关单元的所述第三端口与所述第一单元天线电连接;第一功率分配单元,所述第一功率分配单元的输入端与所述开关单元的所述第二端口电连接,所述第一功率分配单元的第一输出端与所述第二单元天线电连接,所述第一功率分配单元的第二输出端与所述开关单元的所述第四端口电连接;当需要所述阵列天线工作在第一频段时,所述开关单元的所述第一端口与所述第三端口导通,以使所述第一单元天线工作;当需要所述阵列天线工作在第二频段时,所述开关单元的第一端口与所述开关单元的第二端口导通,所述开关单元的所述第三端口与所述第四端口导通,以使所述第一单元天线及所述第二单元天线均工作。
11、在一实施例中,所述馈电子网络还包括移相单元,所述移相单元的输入端与所述第一功率分配单元的第一输出端电连接,所述移相单元的输出端与所述第二单元天线电连接。
12、在一实施例中,所述开关单元为双刀双掷开关,当需要所述阵列天线工作在所述第一频段时,所述双刀双掷开关工作在交叉态,当需要所述阵列天线工作在所述第二频段时,所述双刀双掷开关工作在直通态。
13、在一实施例中,所述阵列天线包括多个所述馈电子网络,每一个所述馈电子网络对应一个所述第一单元天线以及一个所述第二单元天线,且同一所述馈电子网络对应的所述第一单元天线以及所述第二单元天线在第一方向或者第二方向相邻设置。
14、在一实施例中,所述阵列天线包括多个所述馈电子网络,每一个所述馈电子网络对应多个所述第一单元天线以及多个所述第二单元天线时,所述馈电子网络还包括:第二功率分配单元,所述第二功率分配单元的输入端与所述开关单元的第三端口电连接,所述第二功率分配单元具有多个输出端,每一输出端与一个所述第一单元天线电连接;第三功率分配单元,所述第三功率分配单元的输入端与所述第一功率分配单元的第一输出端电连接,所述第三功率分配单元具有多个输出端,每一输出端与一个所述第二单元天线电连接。
15、本发明实施例提供的阵列天线拓宽工作频带的方法以及阵列天线中,所述第一单元天线与所述第二单元天线的工作频段相同,控制所述第一单元天线工作,所述第二单元天线不工作,即控制在所述第一方向或第二方向上间隔设置的单元天线工作,以使所述阵列天线工作在第一频段,在第一频段下工作的单元天线之间的间距较大;控制所述第一单元天线以及所述第二单元天线均工作,即控制在所述第一方向或第二方向上相邻设置的单元天线工作,以使所述阵列天线工作在第二频段,在第二频段下工作的单元天线之间的间距小于在第一频段下工作的单元天线之间的间距;即本发明实施例提供的阵列天线拓宽工作频带的方法以及阵列天线通过控制同时工作的单元天线的分布方式,能够实现对不同工作频段下同时工作的单元天线之间的间距的调整,进而能够解决因阵列天线中单元天线之间的间距要求而导致的带宽拓宽限制,拓宽了所述阵列天线的工作频段。