CN102868017B - 辐射装置及基于辐射装置的阵列天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐射装置及基于辐射装置的阵列天线。低频辐射装置包括：第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块，其中，第一低频辐射模块进行-45°极化，第二低频辐射模块进行+45°极化，第一低频辐射模块与第二低频辐射模块对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块与第二低频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节。应用本发明，可以降低异频干扰、提升天线的收发性能。

Description

辐射装置及基于辐射装置的阵列天线

技术领域

本发明涉及移动通信基站天线技术，尤其涉及一种辐射装置及基于辐射装置的阵列天线。

背景技术

随着高新技术和经济效益的推进，通信产业已变成国内最大的产业之一。通信产业中的移动通信的飞速发展，使其在用户的日常生活中发挥着越来越重要的作用，截至2010年初，我国移动通信用户数已超过7.36亿，投入使用的基站天线超过百万副，而且，随着移动通信业务及种类的不断增加，各种制式的移动通信工作频段也随之不断扩展，导致天线的体积不断增加、结构日趋复杂，成本也越来越高。

目前的移动通信中，第二代、第三代、后三代以及WLAN/WiMAX等多种制式的无线***共存，因此，需要现有无线***中的天线能够兼容多种制式、且结构小型化。

现有的无线***，天线主要包括小型化的共轴双频或多频天线，采用普通的微带结构或半波辐射装置结构，由碗状组合辐射装置或微带辐射装置与半波对称辐射装置组合而成，考虑到天线的E面方向图性能（天线辐射装置间间距优先考虑0.7～0.95个工作波长），因而，在进行双频或多频天线阵列时，天线的高低频辐射装置间的距离较小，甚至可能会出现低频辐射装置的辐射臂遮挡高频辐射装置的情况，使得采用普通的微带结构或半波辐射装置结构的两种振子（低频辐射装置以及高频辐射装置）间出现较强的电磁耦合，导致辐射出去的电磁波受到另一方（低频辐射装置或高频辐射装置）严重的干扰，即产生异频干扰，从而使得天线的收发性能下降。

发明内容

本发明的实施例提供一种辐射装置，降低异频干扰、提升天线的收发性能。

本发明的实施例提供一种基于辐射装置的阵列天线，降低异频干扰、提升天线的收发性能。

为达到上述目的，本发明实施例提供的一种低频辐射装置，包括：第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块，其中，

第一低频辐射模块进行-45°极化，第二低频辐射模块进行+45°极化，第一低频辐射模块与第二低频辐射模块对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块与第二低频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节。

所述第一低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽扣以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第二低频辐射模块的卡槽扣；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

所述开路枝节呈形。

所述第一低频辐射模块进一步包括：

支撑体，对称安装于平衡巴伦两侧，一端与第二振子臂固连，另一端与平衡巴伦固连。

所述支撑体与平衡巴伦之间的夹角为45°。

在第一低频辐射模块的正面和反面两侧，分别设置开路枝节，所述开路枝节平行于轴向方向排列。

在第一低频辐射模块的同一侧，设置两条开路枝节，所述两条开路枝节呈形，平行于轴向方向排列。

所述第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块为介质印刷振子、线状半波振子或金属振子。

所述第二低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第二低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第一低频辐射模块的卡槽；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

所述开路枝节的电长度设置为0.25个高频工作波长。

一种高频辐射装置，该装置包括：第一高频辐射模块以及第二高频辐射模块，其中，

第一高频辐射模块进行-45°极化，第二高频辐射模块进行+45°极化，第一高频辐射模块与第二高频辐射模块对称正交固连在一起，在第一高频辐射模块与第二高频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节。

所述第一高频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽扣以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一高频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内，一端在平衡巴伦中心的一侧，与馈电电缆相连，另一端通过第一振子臂延伸至平衡巴伦中心的另一侧；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第二高频辐射模块的卡槽扣；

在平衡巴伦中心的两侧，分别设置有开路枝节，所述开路枝节通过设置在开路枝节末端的金属过孔相连。

在平衡巴伦中心的两侧，每一侧设置有两条开路枝节，每一侧设置的两条开路枝节依序相连。

所述开路枝节的电长度为0.25个低频工作波长。

一种基于高频辐射装置的阵列天线，该阵列天线包括：低频辐射装置、高频辐射装置以及反射板，其中，

低频辐射装置之间等距排列，高频辐射装置以每一低频辐射装置为中心对称排列，低频辐射装置以及高频辐射装置沿轴向方向安装在反射板上；

低频辐射装置上设置有用于抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节；和/或，

高频辐射装置上设置有用于抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节。

所述低频辐射装置之间的等间距为0.65～0.85个低频工作波长，所述高频辐射装置之间的等间距为0.65～0.95个高频工作波长。

所述低频辐射装置中设置的所述开路枝节的电长度设置为0.25个高频工作波长；

所述高频辐射装置中设置的所述开路枝节的电长度为0.25个低频工作波长。

所述低频辐射装置包括：第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块，其中，

第一低频辐射模块进行-45°极化，第二低频辐射模块进行+45°极化，第一低频辐射模块与第二低频辐射模块对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块与第二低频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节。

所述第一低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽扣以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第二低频辐射模块的卡槽扣；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

所述第一低频辐射模块进一步包括：

支撑体，对称安装于平衡巴伦两侧，一端与第二振子臂固连，另一端与平衡巴伦固连。

所述第二低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第二低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第一低频辐射模块的卡槽；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

所述高频辐射装置包括：第一高频辐射模块以及第二高频辐射模块，其中，

第一高频辐射模块进行-45°极化，第二高频辐射模块进行+45°极化，第一高频辐射模块与第二高频辐射模块对称正交固连在一起，在第一高频辐射模块与第二高频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节。

所述第一高频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽扣以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一高频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内，一端在平衡巴伦中心的一侧，与馈电电缆相连，另一端通过第一振子臂延伸至平衡巴伦中心的另一侧；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第二高频辐射模块的卡槽扣；

在平衡巴伦中心的两侧，分别设置有开路枝节，所述开路枝节通过设置在开路枝节末端的金属过孔相连。

由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种辐射装置及基于辐射装置的阵列天线，低频辐射装置包括：第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块，其中，第一低频辐射模块进行-45°极化，第二低频辐射模块进行+45°极化，第一低频辐射模块与第二低频辐射模块对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块与第二低频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节。这样，通过在低频辐射装置中增加开路枝节，从而减少低频段对高频段的影响，抑制高频电磁波在低频辐射装置中的传输，有效降低高频电磁波在低频辐射装置中二次辐射所产生的对高频电性能特性的影响，有效地降低了异频干扰，从而提升了天线的收发性能。

附图说明

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，以下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，以下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而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明实施例低频辐射装置立体结构示意图。

图2为本发明实施例第一低频辐射模块主视结构示意图。

图3为本发明实施例第一低频辐射模块后视结构示意图。

图4为本发明实施例第一低频辐射模块另一主视结构示意图。

图5为本发明实施例第二低频辐射模块主视结构示意图。

图6为本发明实施例第二低频辐射模块后视结构示意图。

图7为本发明实施例高频辐射装置立体结构示意图。

图8为本发明实施例第一高频辐射模块主视结构示意图。

图9为本发明实施例第一高频辐射模块后视结构示意图。

图10为本发明实施例第一高频辐射模块另一主视结构示意图。

图11为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线立体结构示意图。

图12为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线主视结构示意图。

图13为现有阵列天线中，高频辐射装置中未增加开路枝节的低频性能示意图。

图14为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线中，在高频辐射装置中增加开路枝节，低频性能示意图。

图15为现有阵列天线中，低频辐射装置中未增加开路枝节的高频性能示意图。

图16为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线中，在低频辐射装置中增加开路枝节，高频性能示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

现有的共轴双频或多频天线，由于采用普通的微带结构或半波辐射装置结构，在进行双频或多频天线阵列时，由于阵列天线的高低频辐射装置间的距离较小，使得低频辐射装置以及高频辐射装置之间出现较强的电磁耦合，严重干扰辐射出去的电磁波，形成异频干扰，使得天线的收发性能下降。

本发明实施例中，考虑在天线的低频辐射装置中增加开路枝节，使得原低频辐射装置中的平衡巴伦不仅能对工作频带起到平衡作用，还能对其它频段进行扼流，从而减少低频段对高频段的影响，抑制高频电磁波在低频辐射装置中的传输，有效降低高频电磁波在低频辐射装置中二次辐射所产生的对高频电性能特性的影响，提升天线高频段的隔离度。或者，在天线的高频辐射装置中增加开路枝节，从而减少高频段对低频段的影响，抑制低频电磁波在高频辐射装置中的传输，有效降低低频电磁波在高频辐射装置中二次辐射所产生的对低频电性能特性的影响，提升天线低频段的隔离度。当然，实际应用中，也可以在天线的低频辐射装置以及高频辐射装置中分别增加开路枝节，用以有效降低异频间的电磁互扰，提高辐射装置及阵列天线整体的电性能指标。

关于阵列天线详细的工作流程，具体可参见相关技术文献，在此不再赘述。

图1为本发明实施例低频辐射装置立体结构示意图。参见图1，该低频辐射装置包括：第一低频辐射模块15以及第二低频辐射模块16，其中，

第一低频辐射模块15进行-45°极化，第二低频辐射模块16进行+45°极化，第一低频辐射模块15与第二低频辐射模块16对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块15与第二低频辐射模块16的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节。

本发明实施例中，第一低频辐射模块15以及第二低频辐射模块16既可以是介质印刷振子，也可以是线状半波振子，还可以是金属振子，适用于单频、双频或多频阵列天线。

图2为本发明实施例第一低频辐射模块主视结构示意图；

图3为本发明实施例第一低频辐射模块后视结构示意图。

参见图2和图3，该第一低频辐射模块包括：第一振子臂（辐射臂）4、第二振子臂5、金属过孔7、耦合电路8、开路枝节9、卡槽扣12以及平衡巴伦13，其中，

第一低频辐射模块安装时立放的方向为轴向方向，第一振子臂延伸的方向为水平方向，垂直于第一振子臂延伸的方向为纵向（主视、后视）方向；

平衡巴伦13沿轴向方向支撑第一低频辐射模块，第一振子臂4与第二振子臂5固连，对称位于平衡巴伦13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折弯，使第一振子臂4与第二振子臂5之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路8设置于平衡巴伦13内的一侧，一端与馈电电缆相连，用以通过电磁耦合方式，对第一低频辐射模块进行馈电，另一端延伸至第一振子臂4内，通过设置在第一振子臂4内的金属过孔7连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路，即第一低频辐射模块正面和背面的耦合电路通过第一振子臂4上开设的金属过孔7相连通；

在平衡巴伦13中心的轴向方向，设置有用于连接第二低频辐射模块的卡槽扣12；

在有耦合电路8的平衡巴伦13内的另一侧，设置有开路枝节9。

本发明实施例中，对于所述的开路枝节9在平衡巴伦13内的位置，没有具体限制。

较佳地，开路枝节9呈形。

本发明实施例中，耦合电路8也可以设置在第一低频辐射模块同一面，无需通过金属过孔7相连，采用电磁耦合方式对第一低频辐射模块进行馈电；当然，耦合电路8的末端也可以直接与辐射体相连，从而对第一低频辐射模块进行直接馈电。

实际应用中，该第一低频辐射模块还可以进一步包括：

支撑体10，对称安装于平衡巴伦13两侧，一端与第二振子臂5固连，另一端与平衡巴伦13固连。

较佳地，支撑体10与平衡巴伦13之间的夹角约为45°，用于增加第一低频辐射装置1的平衡性及机械强度。

图4为本发明实施例第一低频辐射模块另一主视结构示意图。与图不同2的是，在第一低频辐射模块的同一侧，设置有两条开路枝节，即开路枝节9以及第二开路枝节9′，开路枝节9以及第二开路枝节9′呈形，平行于轴向方向排列，使得某一开路枝节可以抑制相应频段的电磁波，例如，开路枝节9主要用于抑制高频电磁波在第一低频辐射模块中的传输，有效降低高频电磁波在第一低频辐射模块中二次辐射所产生的对高频电性能特性的影响，即有效降低异频间的电磁互扰，从而大大提高高频段的天线隔离度，同时使其兼具优越的方向图特性，提高了阵列天线整体的电性能指标；而采用设置开路枝节9以及第二开路枝节9′，可以使得抑制效果更好，从而提升天线的收发性能。

图5为本发明实施例第二低频辐射模块主视结构示意图；

图6为本发明实施例第二低频辐射模块后视结构示意图。

参见图5和图6，该第二低频辐射模块包括：第一振子臂4、第二振子臂5、金属过孔7、耦合电路8、开路枝节9、卡槽11以及平衡巴伦13，其中，

平衡巴伦13沿轴向方向支撑第二低频辐射模块，第一振子臂4与第二振子臂5固连，对称位于平衡巴伦13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折弯，使第一振子臂4与第二振子臂5之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路8设置于平衡巴伦13内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂4内，通过设置在第一振子臂4内的金属过孔7连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦13中心的轴向方向，设置有用于连接第一低频辐射模块的卡槽11；

在有耦合电路8的平衡巴伦13内的另一侧，设置有开路枝节9。

本发明实施例中，对于所述的开路枝节9在平衡巴伦13内的位置，没有具体限制。

较佳地，开路枝节9呈形。

较佳地，开路枝节9的电长度设置约为0.25个高频工作波长，当然，实际应用中，开路枝节9的长度还可根据实际的调试情况，取其调试中的最优值。

本发明实施例中，耦合电路8也可以设置在第二低频辐射模块同一面，无需通过金属过孔7相连，采用电磁耦合方式对第二低频辐射模块进行馈电；当然，耦合电路8的末端也可以直接与辐射体相连，从而对第二低频辐射模块进行直接馈电。

实际应用中，该第二低频辐射模块还可以进一步包括：

支撑体10，对称安装于平衡巴伦13两侧，一端与第二振子臂5固连，另一端与平衡巴伦13固连。

较佳地，支撑体10与平衡巴伦13之间的夹角约为45°，用于增加第二低频辐射装置1的平衡性及机械强度。

在第二低频辐射模块中，第一振子臂4、第二振子臂5、金属过孔7、耦合电路8、开路枝节9以及平衡巴伦13，分别与第一低频辐射模块中相应元器件相同，不同的是，第二低频辐射模块中设置有用于与第一低频辐射模块中卡槽扣相连的卡槽。

图7为本发明实施例高频辐射装置立体结构示意图。参见图7，该高频辐射装置包括：第一高频辐射模块17以及第二高频辐射模块18，其中，第一高频辐射模块17进行-45°极化，第二高频辐射模块18进行+45°极化，第一高频辐射模块17与第二高频辐射模块18对称正交固连在一起，在第一高频辐射模块17与第二高频辐射模块18的轴向中心一侧，分别设置有抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节。

本发明实施例中，第一高频辐射模块17以及第二高频辐射模块18既可以是介质印刷振子，也可以是线状半波振子，还可以是金属振子，适用于单频、双频或多频阵列天线。

较佳地，设置在高频辐射模块中的开路枝节的电长度约为0.25个低频工作波长，当然，开路枝节的长度也可以根据实际的调试情况，取其调试中的最优值。

较佳地，开路枝节呈形。

图8为本发明实施例第一高频辐射模块主视结构示意图；

图9为本发明实施例第一高频辐射模块后视结构示意图。

参见图8和图9，该第一高频辐射模块包括：第一振子臂4、第二振子臂5、金属过孔6、耦合电路8、开路枝节16、卡槽扣12以及平衡巴伦13，其中，

平衡巴伦13沿轴向方向支撑第一高频辐射模块，第一振子臂4与第二振子臂5固连，对称位于平衡巴伦13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折弯，使第一振子臂4与第二振子臂5之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路8设置于平衡巴伦13内，一端在平衡巴伦13中心的一侧，与馈电电缆相连，用以通过电磁耦合方式，对第一高频辐射模块进行馈电，另一端通过第一振子臂4内延伸至平衡巴伦13中心的另一侧；

在平衡巴伦13中心的轴向方向，设置有用于连接第二高频辐射模块的卡槽扣12；

在平衡巴伦13中心的两侧，分别设置有开路枝节16，所述的开路枝节16通过设置在开路枝节16末端的金属过孔6相连。

当然，实际应用中，所述的开路枝节16也可以处于第一高频辐射模块的同一面，无需金属过孔6连接。

本发明实施例中，对于开设的开路枝节16在平衡巴伦13内的位置，没有具体限制。

第二高频辐射模块的结构与第一高频辐射模块的结构相类似，不同的是，第二高频辐射模块中设置有用于与第一高频辐射模块中卡槽扣相连的卡槽。

图10为本发明实施例第一高频辐射模块另一主视结构示意图。与图8不同的是，在平衡巴伦13中心的两侧，每一侧设置有两条开路枝节，即开路枝节16以及第二开路枝节16′，每一侧的开路枝节16以及第二开路枝节16′依序相连，用于抑制低频电磁波在第一高频辐射模块中的传输，有效降低低频电磁波在第一高频辐射模块中二次辐射所产生的对低频电性能特性的影响，从而大大提高低频段的天线隔离度，同时使其兼具优越的方向图特性，提高了阵列天线整体的电性能指标。

图11为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线立体结构示意图；

图12为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线主视结构示意图。

参见图11以及图12，结合参见图1至图10，该阵列天线包括：低频辐射装置1、高频辐射装置2以及反射板3，其中，

低频辐射装置1之间等距排列，高频辐射装置2以每一低频辐射装置1为中心对称排列，低频辐射装置1以及高频辐射装置2沿轴向方向安装在反射板3上；

低频辐射装置1上设置有用于抑制高频电磁波在低频辐射装置1中传输的开路枝节9；和/或，

高频辐射装置2上设置有用于抑制低频电磁波在高频辐射装置2中传输的开路枝节16。

本发明实施例中，设置的开路枝节9以及开路枝节16的数量可以为一条，也可以为两条以上。

较佳地，开路枝节呈形或形。

低频辐射装置1包括：-45°极化的第一低频辐射模块15以及+45°极化的第二低频辐射模块16，第一低频辐射模块15与第二低频辐射模块16对称正交固连在一起。

其中，

第一低频辐射模块包括：第一振子臂4、第二振子臂5、金属过孔7、耦合电路8、开路枝节9、卡槽扣12以及平衡巴伦13，其中，

平衡巴伦13沿轴向方向支撑第一低频辐射模块，第一振子臂4与第二振子臂5固连，对称位于平衡巴伦13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折弯，使第一振子臂4与第二振子臂5之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路8设置于平衡巴伦13内的一侧，一端与馈电电缆相连，用以通过电磁耦合方式，对第一低频辐射模块进行馈电，另一端延伸至第一振子臂4内，通过设置在第一振子臂4内的金属过孔7连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路，即第一低频辐射模块正面和背面的耦合电路通过第一振子臂4上设置的金属过孔7相连通；

在平衡巴伦13中心的轴向方向，设置有用于连接第二低频辐射模块的狭长的卡槽扣12，这样，可以使得低频辐射装置1制作既实用，又简单、方便。

在有耦合电路8的平衡巴伦13内的另一侧，设置有开路枝节9。

如前所述，耦合电路8也可以设置在第一低频辐射模块同一面，无需通过金属过孔7相连，采用电磁耦合方式对第一低频辐射模块进行馈电；当然，耦合电路8的末端也可以直接与辐射体相连，从而对第一低频辐射模块进行直接馈电。

较佳地，第一振子臂4、第二振子臂5以及平衡巴伦13，在物理结构上设计为一体，正反表面均设置有耦合电路8，正反面耦合电路8通过第一振子臂4上设置的金属过孔7相连通。

第二低频辐射模块包括：第一振子臂4、第二振子臂5、金属过孔7、耦合电路8、开路枝节9、卡槽11以及平衡巴伦13，其中，

平衡巴伦13沿轴向方向支撑第二低频辐射模块，第一振子臂4与第二振子臂5固连，对称位于平衡巴伦13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折弯，使第一振子臂4与第二振子臂5之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路8设置于平衡巴伦13内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂4内，通过设置在第一振子臂4内的金属过孔7连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦13中心的轴向方向，设置有用于连接第一低频辐射模块的卡槽11；

在有耦合电路8的平衡巴伦13内的另一侧，设置有开路枝节9。

本发明实施例中，开路枝节9的长度设置约为0.25个高频工作波长。

实际应用中，第一低频辐射模块和第二低频辐射模块还可以进一步包括：

支撑体10，对称安装于平衡巴伦13两侧，一端与第二振子臂5固连，另一端与平衡巴伦13固连。

较佳地，支撑体10与平衡巴伦13之间的夹角为45°，用于增加第一低频辐射装置1的平衡性及机械强度。

高频辐射装置2包括：-45°极化的第一高频辐射模块17以及+45°极化的第二高频辐射模块18，第一高频辐射模块17与第二高频辐射模块18对称正交固连在一起，在第一高频辐射模块17与第二高频辐射模块18的轴向中心一侧，分别设置有抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节。

本发明实施例中，第一高频辐射模块17以及第二高频辐射模块18既可以是介质印刷振子，也可以是线状半波振子，还可以是金属振子，适用于单频、双频或多频阵列天线。

本发明实施例中，设置在高频辐射模块中的开路枝节的长度约为0.25个低频工作波长。

第一高频辐射模块包括：第一振子臂4、第二振子臂5、金属过孔6、耦合电路8、开路枝节16、卡槽扣12以及平衡巴伦13，其中，

平衡巴伦13沿轴向方向支撑第一高频辐射模块，第一振子臂4与第二振子臂5固连，对称位于平衡巴伦13上部，其中，第一振子臂4平行于水平方向，第二振子臂5向下折弯，使第一振子臂4与第二振子臂5之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路8设置于平衡巴伦13内，一端在平衡巴伦13中心的一侧，与馈电电缆相连，用以通过电磁耦合方式，对第一高频辐射模块进行馈电，另一端通过第一振子臂4内延伸至平衡巴伦13中心的另一侧；

在平衡巴伦13中心的轴向方向，设置有用于连接第二高频辐射模块的卡槽扣12；

在平衡巴伦13中心的两侧，分别设置有开路枝节16，所述的开路枝节16通过设置在开路枝节16末端的金属过孔6相连。

第二高频辐射模块的结构与第一高频辐射模块的结构相类似，不同的是，第二高频辐射模块中设置有用于与第一高频辐射模块中卡槽扣相连的卡槽。

本发明实施例中，低频辐射装置1以及高频辐射装置2中的平衡巴伦13与馈电座（图中未示出）相连接，固定在反射板3上。

较佳地，平衡巴伦13与馈电座相连后形成一整体，再安装固定在反射板3上。

本发明实施例中，高频辐射装置2与低频辐射装置1的主要不同点在于尺寸，相对来说，高频辐射装置比低频辐射装置尺寸小。

实际应用中，本发明具体实施例的天线阵列包含至少两个低频辐射装置1和至少四个高频辐射装置2，低频辐射装置1与高频辐射装置2在反射板3纵轴中心线上呈线性共轴设置，且高低频阵列分别位于同一平面；两个低频辐射装置1之间设立两个高频辐射装置2，其中低频辐射装置1以等间距约0.65～0.85个低频工作波长线性排列，高频辐射装置2以等间距约0.65～0.95个高频工作波长线性排列。

当然，实际应用中，高频辐射装置2也可以不等间距呈线性排列，较佳地，所述不等间距约为0.75～1个高频工作波长。

这样，当阵列天线工作在f1和f2频段时，一方面，在该阵列天线频段为f1的辐射装置中增加开路枝节，有效减少f1频段对f2频段的影响，使阵列天线的性能大大提升，当然，实际应用中，也可在频段为f2的辐射装置中增加开路枝节，有效减少f2频段对f1频段的影响；另一方面，该阵列天线的辐射模块结构简单、重量轻，因此，采用本发明实施例的辐射模块实现的双频或多频阵列天线，具有结构紧凑、成本低且可大批量生产、产品一致性好等特点，尤其适合宽波束的多频天线。具体来说，

阵列天线的工作频段为f1和f2，其中，f1为低频段，f2为高频段，本发明实施例中，低频段与高频段相对于阵列天线的工作频段而言。

当阵列天线工作在f2频段时，频段为f1的辐射装置的平衡巴伦上设置有开路枝节，开路枝节的电长度约为0.25个频段为f2对应的工作波长。当然，实际应用中，可根据调试情况取其电长度的最优值；

进一步地，辐射装置设置的开路枝节数还可以为两条以上，使得某一开路枝节抑制相应频段的电磁波，开路枝节主要用于抑制频段为f2的电磁波在工作频段为f1的辐射装置中的传输，有效降低f2频段的电磁波在f1频段的辐射装置中，由于二次辐射对f2频段电性能特性的影响，从而大大提高f2频段的天线隔离度，同时兼具优越的方向图特性。

与阵列天线工作在f2频段相类似，当阵列天线工作在f1频段时，也可在频段为f2的辐射装置的平衡巴伦上设置开路枝节，其中，开路枝节的电长度约为0.25个频段为f1对应的工作波长。实际应用中，也可根据调试情况取其电长度的最优值，开路枝节可通过金属过孔延伸到辐射装置背面，也可以处于辐射装置同一平面，无需过孔连接。其中，开路枝节主要用于抑制频段为f1的电磁波在工作频段为f2的辐射装置中的传输，有效降低频段为f1的电磁波在工作频段为f2的辐射装置中，由于二次辐射对f1频段电性能特性的影响，从而有效提高f1频段的天线隔离度，使其具有优越的方向图特性。

图13为现有阵列天线中，高频辐射装置中未增加开路枝节的低频性能示意图；

图14为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线中，在高频辐射装置中增加开路枝节，低频性能示意图。

参见图13和14，在相同的工作条件下，在900MHz时，现有阵列天线的隔离度为-19.5分贝（dB），而采用本发明实施例，阵列天线的隔离度为-23.8分贝；在930MHz时，现有阵列天线的隔离度为-22.9分贝，而采用本发明实施例，阵列天线的隔离度为-24.8分贝。可见，采用本发明实施例后，阵列天线的隔离效率大大增强。

图15为现有阵列天线中，低频辐射装置中未增加开路枝节的高频性能示意图；

图16为本发明实施例基于辐射装置的阵列天线中，在低频辐射装置中增加开路枝节，高频性能示意图。

参见图15和16，在相同的工作条件下，在1.400GHz时，现有阵列天线的隔离度为-12.7分贝，而采用本发明实施例，阵列天线的隔离度为-22.1分贝；在1.440GHz时，现有阵列天线的隔离度为-10.75分贝，而采用本发明实施例，阵列天线的隔离度为-25.2分贝；在1.500GHz时，现有阵列天线的隔离度为-11.74分贝，而采用本发明实施例，阵列天线的隔离度为-23.4分贝。可见，采用本发明实施例后，阵列天线的隔离效率也大大增强了。

综上所述，本发明实施例提供的紧凑型、高性能的辐射装置及由辐射装置组成的阵列天线，通过在低频辐射模块中增加开路枝节，从而抑制高频电磁波在低频辐射模块中的传输，有效降低高频电磁波在低频辐射模块中二次辐射所产生的对高频电性能特性的影响，改善天线隔离度；同时，使阵列天线兼具优越的方向图特性；进一步地，采用低频辐射模块实现的单频、双频或多频阵列天线均具有结构紧凑、成本低且可大批量生产、产品一致性好等特点，尤其适合宽波束的多频天线，应用前景非常广阔。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (21)

1.一种低频辐射装置，其特征在于，该装置包括：第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块，其中，

第一低频辐射模块进行-45°极化，第二低频辐射模块进行+45°极化，第一低频辐射模块与第二低频辐射模块对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块与第二低频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节；

第一低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一低频辐射模块中，第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90的夹角；以及

所述第一低频辐射模块，在其平衡巴伦中心的轴向方向，还设置有用于连接第二低频辐射模块的卡槽扣。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述开路枝节呈“「”形。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一低频辐射模块进一步包括：

支撑体，对称安装于平衡巴伦两侧，一端与第二振子臂固连，另一端与平衡巴伦固连。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述支撑体与平衡巴伦之间的夹角为45°。

6.根据权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于，

在第一低频辐射模块的正面和反面两侧，分别设置开路枝节，所述开路枝节平行于轴向方向排列。

7.根据权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于，

在第一低频辐射模块的同一侧，设置两条开路枝节，所述两条开路枝节呈“「”形，平行于轴向方向排列。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块为介质印刷振子、线状半波振子或金属振子。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第二低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第一低频辐射模块的卡槽；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开路枝节的电长度设置为0.25个高频工作波长。

11.一种高频辐射装置，其特征在于，该装置包括：第一高频辐射模块以及第二高频辐射模块，其中，

第一高频辐射模块进行-45°极化，第二高频辐射模块进行+45°极化，第一高频辐射模块与第二高频辐射模块对称正交固连在一起，在第一高频辐射模块与第二高频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节；

第一高频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一高频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯；

耦合电路设置于平衡巴伦内，一端在平衡巴伦中心的一侧，与馈电电缆相连，另一端通过第一振子臂延伸至平衡巴伦中心的另一侧；

在平衡巴伦中心的两侧，分别设置有开路枝节，所述开路枝节通过设置在开路枝节末端的金属过孔相连。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述第一高频辐射模块中，第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90的夹角；以及

所述第一高频辐射模块，在其平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第二高频辐射模块的卡槽扣。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

在平衡巴伦中心的两侧，每一侧设置有两条开路枝节，每一侧设置的两条开路枝节依序相连。

14.根据权利要求11至13任一项所述的装置，其特征在于，所述开路枝节的电长度为0.25个低频工作波长。

15.一种基于高频辐射装置的阵列天线，其特征在于，该阵列天线包括：低频辐射装置、高频辐射装置以及反射板，其中，

低频辐射装置之间等距排列，高频辐射装置以每一低频辐射装置为中心对称排列，低频辐射装置以及高频辐射装置沿轴向方向安装在反射板上；

低频辐射装置包括：第一低频辐射模块以及第二低频辐射模块，其中，

第一低频辐射模块进行-45°极化，第二低频辐射模块进行+45°极化，第一低频辐射模块与第二低频辐射模块对称正交固连在一起，在第一低频辐射模块与第二低频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制高频电磁波在低频辐射装置中传输的开路枝节；

所述第一低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节；和/或，

高频辐射装置包括：第一高频辐射模块以及第二高频辐射模块，其中，

第一高频辐射模块进行-45°极化，第二高频辐射模块进行+45°极化，第一高频辐射模块与第二高频辐射模块对称正交固连在一起，在第一高频辐射模块与第二高频辐射模块的轴向中心一侧，分别设置有抑制低频电磁波在高频辐射装置中传输的开路枝节；

所述第一高频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第一高频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯；

耦合电路设置于平衡巴伦内，一端在平衡巴伦中心的一侧，与馈电电缆相连，另一端通过第一振子臂延伸至平衡巴伦中心的另一侧；

在平衡巴伦中心的两侧，分别设置有开路枝节，所述开路枝节通过设置在开路枝节末端的金属过孔相连。

16.根据权利要求15所述的阵列天线，其特征在于，所述低频辐射装置之间的等间距为0.65～0.85个低频工作波长，所述高频辐射装置之间的等间距为0.65～0.95个高频工作波长。

17.根据权利要求15所述的阵列天线，其特征在于，

所述低频辐射装置中设置的所述开路枝节的电长度设置为0.25个高频工作波长；

所述高频辐射装置中设置的所述开路枝节的电长度为0.25个低频工作波长。

18.根据权利要求17所述的阵列天线，其特征在于，

所述第一低频辐射模块中，第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90的夹角；以及

所述第一低频辐射模块，在其平衡巴伦中心的轴向方向，还设置有用于连接第二低频辐射模块的卡槽扣。

19.根据权利要求18所述的阵列天线，其特征在于，所述第一低频辐射模块进一步包括：

支撑体，对称安装于平衡巴伦两侧，一端与第二振子臂固连，另一端与平衡巴伦固连。

20.根据权利要求17所述的阵列天线，其特征在于，所述第二低频辐射模块包括：第一振子臂、第二振子臂、金属过孔、耦合电路、开路枝节、卡槽以及平衡巴伦，其中，

平衡巴伦沿轴向方向支撑第二低频辐射模块，第一振子臂与第二振子臂固连，对称位于平衡巴伦上部，其中，第一振子臂平行于水平方向，第二振子臂向下折弯，使第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90°的夹角；

耦合电路设置于平衡巴伦内的一侧，一端与馈电电缆相连，另一端延伸至第一振子臂内，通过设置在第一振子臂内的金属过孔连接至第一低频辐射模块背面的耦合电路；

在平衡巴伦中心的轴向方向，设置有用于连接第一低频辐射模块的卡槽；

在有耦合电路的平衡巴伦内的另一侧，设置有开路枝节。

21.根据权利要求17所述的阵列天线，其特征在于，

所述第一高频辐射模块中，第一振子臂与第二振子臂之间呈0°～90的夹角；以及

所述第一高频辐射模块，在其平衡巴伦中心的轴向方向，还设置有用于连接第二高频辐射模块的卡槽扣。