CN113937465B - 一种双极化电磁透明天线及其实现双频散射抑制的方法 - Google Patents

一种双极化电磁透明天线及其实现双频散射抑制的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双极化电磁透明天线及其实现双频散射抑制的方法，包括四个振子臂、介质基板、第一、二巴伦和反射板；第一、二巴伦相互交叉形成为巴伦组，垂直在反射板上，介质基板固定在巴伦组顶部，四个振子臂被设计在介质基板上构成十字形结构，共组成两对振子臂组，第一巴伦与其中一对振子臂组的两个振子臂电气连接，第二巴伦与另一对振子臂组的两个振子臂电气连接；每个振子臂被分割为至少两个臂区段，相邻两个臂区段通过去耦装置连接，臂区段上刻蚀有至少一个开口谐振槽。本发明可以有效降低工作在第一频带的天线在第二频带和第三频带内的雷达散射截面，进而抑制工作在第一频带天线对工作在第二频带和第三频带天线产生的散射干扰。

Description

一种双极化电磁透明天线及其实现双频散射抑制的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其是指一种具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线及其实现双频散射抑制的方法。
背景技术
随着第五代(5G)移动通信技术的快速发展，5G通信***无法避免地将在长时间内与传统2G/3G/4G网络共存。5G天线的工作频率较高，因此其工作波长相对较短，导致其信号衰减较快且易受到建筑物体的遮挡。相对于传统的2G/3G/4G***，需要建设更多的5G基站来改善5G信号的覆盖能力。采用独立建站的方式将大幅增加5G基站的建设和运营成本，同时会加剧基站站址资源紧张的局面。
业内熟知，通过将工作在不同频段的天线单元或阵列天线放置在一个特定空间内并共用反射板和天线罩，可以得到多频段共口径天线。多频段共口径天线可以充分利用天线的设计空间，在提供更多制式、更为多样化服务的同时不会增大天线阵面的物理尺寸，从而可以减少天线阵面的数量、降低天线采购、维护、以及空间租赁的成本，有助于缓解当前基站天线站址资源紧张的局面。实现5G天线与现有的2G/3G/4G天线的融合设计，可以充分利用现有的站址资源部署5G天线，从而避免5G基站天线的重复建设，进而大幅降低运营商的5G建设与运营成本。
多频段共口径天线中不同天线单元或天线阵之间的距离较小，以便于在有限的设计空间内放置更多的天线振子，从而降低天线整体的成本，这导致多频共口径天线内存在强烈的电磁干扰，其中以较低频段天线对较高频段天线产生的交叉频带散射干扰最为强烈，它会导致较高频段天线的辐射方向发生严重畸变。目前，交叉频带散射抑制已经成为多频段共口径天线设计的难点，抑制交叉频带散射干扰的关键在于设计对于较高频段天线具有电磁透明特性的低频天线。
对于集成了5G天线与传统2G/3G/4G天线的多***融合天线，其通常由工作在三个不同频带的子天线或子阵列构成，因此可以称其为三频段共口径天线。三频段共口径天线中不同子天线或子阵列的工作频段分别为第一频带、第二频带、第三频带，其中第一频带的频率低于第二频带和第三频带对应的频率，第二频带的频率低于第三频带的频率。工作在第一频带的天线振子具有相对较大的几何尺寸，不可避免地会对工作在第二频带和第三频带的天线产生散射干扰，因此需要设计工作在第一频带的电磁透明天线，该天线应具有双频散射抑制特性，可以抑制其对工作在第二频段和第三频段天线的散射干扰，该天线对于工作在第二频段和第三频段天线是电磁不可见的，因此称之为具有双频散射抑制特性的电磁透明天线。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线，可以有效地降低工作在第一频带的天线在第二频带和第三频带内的雷达散射截面，进而有效地抑制工作在第一频带天线对工作在第二频带和第三频带天线产生的散射干扰。
本发明的第二目的在于提供一种双极化电磁透明天线实现双频散射抑制的方法。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种双极化电磁透明天线，该天线工作在第一频带，但能够同时在第二频带和第三频带内实现散射抑制，所述第一频带的频率低于第二频带和第三频带对应的频率，所述第二频带的频率低于第三频带对应的频率；该天线包括四个振子臂、介质基板、第一巴伦、第二巴伦和反射板；所述第一巴伦和第二巴伦相互交叉在一起形成为巴伦组，并垂直固定在反射板上，所述介质基板固定在巴伦组的顶部，四个振子臂被设计在介质基板上，构成十字形结构，且同一直线上的两个振子臂组成一对振子臂组，四个振子臂共组成两对振子臂组，该两对振子臂组用于产生不同极化的辐射，所述第一巴伦与其中一对振子臂组的两个振子臂电气连接，所述第二巴伦与另外一对振子臂组的两个振子臂电气连接；每个振子臂被分割为至少两个臂区段，相邻两个臂区段通过去耦装置连接，工作在第二频带的感应电流主要分布在去耦装置上，去耦装置等效于电感，其与臂区段一起等效为低通或带阻滤波器，能够阻碍第二频带感应电流在振子臂上传播，从而在第二频带内实现散射抑制；每个臂区段上刻蚀有至少一个开口谐振槽，分布在臂区段上的第三频带感应电流主要集中在开口谐振槽附近且反向，反向感应电流产生的散射场能够自抵消，从而能够在第三频带内实现散射抑制。
进一步，通过调整去耦装置和开口谐振槽的尺寸能够独立地控制第二频带和第三频带的工作频段，从而实现双频散射抑制。
进一步，所述振子臂为条形振子臂或环状振子臂(包括但不限于圆环、方环、多边形环等变形结构)。
进一步，所述去耦装置为细金属线。
进一步，所述去耦装置由细金属线和两个交趾电容组成，两个交趾电容与细金属线的两端连接，两个交趾电容之间的间隙等效为平板电容。
进一步，所述细金属线为直线，或U形折弯细金属线，或经多次折弯处理的多次折弯细金属线。
进一步，所述反射板为金属反射板或表面覆有金属材料的介质基板。
进一步，所述振子臂为金属铸件或者由印制电路板制成。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种双极化电磁透明天线实现双频散射抑制的方法，具体如下：
首先，通过将振子臂分割为至少两个臂区段，从而减小振子臂在第二频带的雷达散射截面，然后在相邻臂区段之间安装去耦装置(如折弯细金属线)，在进一步降低振子臂在第二频带的雷达散射截面的同时，有助于改善天线的阻抗匹配特性，最后在每个臂区段上刻蚀至少一个开口谐振槽，开口谐振槽的数量应尽量多，以尽可能覆盖整个臂区段，刻蚀开口谐振槽能够使振子臂上的第三频带感应电流产生的散射场自抵消，从而显著地减小振子臂在第三频带的雷达散射截面，最终使得天线能够同时在第二频带和第三频带内实现雷达散射截面减缩，从而达到双频散射抑制的目的。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明可以实现双频散射抑制，且两个散射抑制频带独立可调。
2、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明将第一频带天线的振子臂分割为较短的臂区段以降低振子臂在第二频带的雷达散射截面，相邻臂区段之间可以安装去耦装置以改善第一频带天线的阻抗匹配特性，同时进一步减小振子臂在第二频带的雷达散射截面，所述去耦装置的形式是灵活多变的。
3、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明的臂区段上刻蚀有开口谐振槽，开口谐振槽具有良好的频率选择性，既可以显著减小振子臂在第三频带内的雷达散射截面，同时不会恶化第一频带天线的阻抗匹配性能。
4、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明具有更强的适用性，其对多频共口径天线的阵列规模、阵元间距、频率比等条件不敏感。
5、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明所采用的去耦装置可以与振子臂完美结合；与现有技术(如三维电磁透明斗篷)相比，本发明可以更好地保证产品的生产、装配精度，同时有利于保证天线性能的一致性。
6、与现有交叉频带散射抑制技术相比，本发明无需借助金属隔离条、引向器等额外的装置来改善高频天线的辐射特性，可以显著降低产品的开发、装配、以及装配的难度，有助于改善产品性能的一致性。
附图说明
图1为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的立体图。
图2为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的介质基板以及位于介质基板上的正交振子臂(201a-201d)的俯视图。
图3为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的其中一个振子臂的结构示意图。
图4为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的设计过程；Ant-L1是一个工作在第一频带的半波电偶极子天线，它包括两个等长的振子臂；将Ant-L1的每个振子臂分割为两个较短的臂区段，可以得到Ant-L2；在Ant-L2的相邻臂区段之间安装一个折弯的U形细金属线，可以得到Ant-L3；在Ant-L3的每个臂区段上刻蚀至少一个开口谐振槽，最终得到Ant-L4；Ant-L4由实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的两个振子臂(201a与201c)构成；采用折弯开口谐振槽可以实现开口谐振槽的小型化，这样可以在臂区段上刻蚀足够多的开口谐振槽，适度增加开口谐振槽的数量可以有效扩展散射抑制带宽。
图5所示为半波电偶极子天线(Ant-L1、Ant-L2、Ant-L3、Ant-L4)在第二频带和第三频带内的单站雷达散射截面(RCS:radar cross section)。
图6所示为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的S参数特性。
图7为实施例2中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的立体视图。
图8为实施例2中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的介质基板(302)以及位于302上的正交振子臂(202a-202d)的俯视图。
图9为实施例2中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的其中一个振子臂(202a)的结构示意图。
图10为实施例3中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的立体视图。
图11为实施例3中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的介质基板(303)以及位于303上的正交振子臂(203a-203d)的俯视图。
图12为实施例3中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的其中一个振子臂(203a)的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供了一种双频散射抑制的实现方案，并提供了一种具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线(“电磁透明”是指天线在某一特定频带内的雷达散射截面很小，从而该天线对于工作在该特定频段内的天线来说是电磁不可见的)，该天线101包括介质基板301、反射板501、巴伦401a、401b以及两对正交的振子臂，其中201a与201c为一对振子臂产生+45°极化辐射，201b和201d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂201a-201d被设计在介质基板301上，介质基板301固定在两个正交的巴伦401a、401b顶部，巴伦401a与振子臂201a、201c电气连接，巴伦401b与振子臂201b、201d电气连接，两个巴伦401a、401b垂直固定在反射板501上。
如图3所示，为振子臂201a的结构示意图，振子臂201b、201c、201d与振子臂201a具有相同的结构和尺寸；振子臂201a被分割为两个较短的臂区段(601a和601b)，相邻两个臂区段之间安装有U形折弯细金属线801a，臂区段的尺寸远离第二频带天线的谐振电长度，因此对第一频带天线的振子臂进行分段处理可以减弱其上的第二频带感应电流的强度，U形折弯细金属线与臂区段一起组成滤波器，可以阻碍第二频带感应电流在臂区段之间传播，因此采用该措施可以在第二频带内显著实现雷达散射截面减缩，臂区段的数量可依据具体情况做适当调整；臂区段601a和601b上分别刻蚀有开口谐振槽701a-701c和701d-701f，开口谐振槽的数量可依据具体情况做适当调整，需要保证臂区段的大部分区域被开口谐振槽覆盖，第三频带感应电流主要集中在开口谐振槽周围且反向，反向感应电流产生的散射场可以自抵消，因此采用该措施可以在第三频带内显著实现雷达散射截面减缩；合理调整U形折弯细金属线与开口谐振槽的尺寸可以近乎独立地控制两个散射抑制频带，从而使第一频带天线获得双频散射抑制的能力。
图4为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的设计过程；Ant-L1是一个工作在第一频带的半波电偶极子天线，它包括两个等长的振子臂；将Ant-L1的每个振子臂分割为两个较短的臂区段，可以得到Ant-L2；在Ant-L2的相邻臂区段之间安装一个U形折弯细金属线，可以得到Ant-L3；在Ant-L3的每个臂区段上刻蚀至少一个开口谐振槽，最终得到Ant-L4；Ant-L4由实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的两个振子臂(201a与201c)构成；采用折弯开口谐振槽可以实现开口谐振槽的小型化，这样可以在臂区段上刻蚀足够多的开口谐振槽，适度增加开口谐振槽的数量可以有效扩展散射抑制带宽。
图5所示为半波电偶极子天线(Ant-L1、Ant-L2、Ant-L3、Ant-L4)在第二频带和第三频带内的单站雷达散射截面(RCS:radar cross section)；Ant-L1在二频带和第三频带内均具有较大的雷达散射截面，由于Ant-L1振子臂的尺寸更加接近于第二频带天线的谐振电长度，因此Ant-L1在第二频带内的雷达散射截面明显高于其在第三频带的雷达散射截面；相较于Ant-L1，Ant-L2在第二频带内的雷达散射截面显著减小，但是其在第三频带内的雷达散射截面显著增大，这是因为分割后的臂区段的长度较短，臂区段的长度更加接近于第三频带天线的谐振电长度；相较于Ant-L2，Ant-L3在第二频带内的雷达散射截面被显著减小至850mm2以下，在相邻臂区段之间安装U形折弯细金属线对Ant-L3在第三频带内的雷达散射截面几乎没有影响，因此对第一频带天线的振子臂分段并在相邻臂区段之间安装折弯细金属线可以在第二频带内实现雷达散射截面减缩，但是无法在第三频带内实现雷达散射截面减缩；相较于Ant-L3，Ant-L4在第三频带内的雷达散射截面从约10000mm2被显著减小至670mm2以下；在第二频带内，Ant-L4与Ant-L3具有近乎相同的雷达散射截面，因此在第一频带天线的臂区段上刻蚀开口谐振槽可以在第三频带内实现雷达散射截面减缩。
图6所示为实施例1中具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线的S参数特性，其在第一频带内的反射系数小于-10dB，其在第一频带内的极化隔离度(两个不同极化端口之间的隔离度)小于-37dB。
实施例2
如图7和图8所示，本实施例提供了一种具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线(“电磁透明”是指天线在某一特定频带内的雷达散射截面很小，从而该天线对于工作在该特定频段内的天线来说是电磁不可见的)，该天线102包括介质基板302、反射板502、巴伦402a、402b以及两对正交的振子臂，其中202a与202c为一对振子臂产生+45°极化辐射，202b和202d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂202a-202d被设计在介质基板302上，介质基板302固定在两个正交的巴伦402a、402b顶部，巴伦402a与振子臂202a、202c电气连接，巴伦402b与振子臂202b、202d电气连接，两个巴伦402a、402b垂直固定在反射板502上。
如图9所示，为振子臂202a的结构示意图，振子臂202b、202c、202d与振子臂202a具有相同的结构和尺寸；振子臂202a被分割为两个较短臂区段(602a和602b)，相邻两个臂区段之间安装有由802a、902a、902b共同组成的去耦装置，其中902a和902b是交趾电容，902a和902b之间的间隙等效为平板电容，U形折弯细金属线802a可以等效为电感，因此802a、902a、902b一起可以等效为一个带阻滤波器，抑制第二频带感应电流在臂区段之间传播，进而显著减小第一频带振子臂在第二频带内的雷达散射截面；臂区段602a和602b上分别刻蚀有开口谐振槽702a-702c和702d-702f，开口谐振槽的数量可依据具体情况做适当调整，需要保证臂区段的大部分区域被开口谐振槽覆盖，第三频带感应电流主要集中在开口谐振槽周围且反向，反向感应电流产生的散射场可以自抵消，因此采用该措施可以在第三频带内显著实现雷达散射截面减缩；两个散射抑制频带的工作频率是近乎独立可调的，从而第一频带天线可以实现双频散射抑制特性。
实施例3
如图10和图11所示，本实施例提供了一种具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线(“电磁透明”是指天线在某一特定频带内的雷达散射截面很小，从而该天线对于工作在该特定频段内的天线来说是电磁不可见的)，该天线103包括介质基板303、反射板503、巴伦403a、403b以及两对正交的振子臂，其中203a与203c为一对振子臂产生+45°极化辐射，203b和203d为另一对振子臂产生-45°极化辐射。振子臂203a-203d被设计在介质基板303上，介质基板303固定在两个正交的巴伦403a、403b顶部，巴伦403a与振子臂203a、203c电气连接，巴伦403b与振子臂203b、203d电气连接，两个巴伦403a、403b垂直固定在反射板503上。
如图12所示为振子臂203a的结构示意图，振子臂203b、203c、203d与振子臂203a具有相同的结构和尺寸；振子臂203a被分割为两个较短臂区段(603a和603b)，相邻两个臂区段通过一段多次折弯细金属线803a连接，803a与臂区段一起组成LC并联带阻滤波器，可以阻碍第二频带感应电流在臂区段之间传播，因此采用该措施可以在第二频带内显著实现雷达散射截面减缩，臂区段的数量可依据具体情况做适当调整；臂区段603a和603b上分别刻蚀有开口谐振703a-703c和703d-703f，开口谐振槽的数量可依据具体情况做适当调整，需要保证臂区段的大部分区域被开口谐振槽覆盖，第三频带感应电流主要集中在开口谐振槽周围且反向，反向感应电流产生的散射场可以自抵消，因此采用该措施可以在第三频带内显著实现雷达散射截面减缩；合理调整折弯细金属线与开口谐振槽的尺寸可以近乎独立地控制两个散射抑制频带，从而使第一频带天线获得双频散射抑制的能力。
当然，除了以上三个实施例的情况外，本发明所述的具有双频散射抑制特性的双极化电磁透明天线还存在有多种形式，比如采用环状(圆环、方环、多边形环等)振子臂、改变开口谐振槽的形状、改变开口谐振槽的数量、改变开口谐振槽的开口朝向、改变折弯细金属线的形状(比如直线结构)、以其它去耦装置取代折弯细金属线或开口谐振槽等，在此不再一一列举说明。此外，不同振子臂上的嵌套式开口谐振槽的数量可以相同或者不同，不同开口谐振槽的物理尺寸可以相同或者不同。另外，在上述三个实施例中，所述振子臂都是印制在介质基板上的，当然，振子臂也可以以金属铸件的形式存在。
本发明旨在通过将低频带天线的振子臂并加载去耦装置(如折弯或没有折弯的细金属线)来减小第一频带振子臂在第二频带内的雷达散射截面，同时通过在臂区段上加载去耦装置(如刻蚀开口谐振槽)减小第一频带振子臂在第三频带内的雷达散射截面，从而实现双频散射抑制。
本发明也提供了上述双极化电磁透明天线实现双频散射抑制的方法，其主要过程如下：
首先，通过将振子臂分割为至少两个臂区段，从而减小振子臂在第二频带的雷达散射截面，然后在相邻臂区段之间安装去耦装置(如折弯或没有折弯的细金属线)，在进一步降低振子臂在第二频带的雷达散射截面的同时，有助于改善天线的阻抗匹配特性，最后在每个臂区段上刻蚀至少一个开口谐振槽，开口谐振槽的数量应尽量多，以尽可能覆盖整个臂区段，刻蚀开口谐振槽能够使振子臂上的第三频带感应电流产生的散射场自抵消，从而显著地减小振子臂在第三频带的雷达散射截面，最终使得天线能够同时在第二频带和第三频带内实现雷达散射截面减缩，从而达到双频散射抑制的目的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双极化电磁透明天线，其特征在于：该天线工作在第一频带，但能够同时在第二频带和第三频带内实现散射抑制，所述第一频带的频率低于第二频带和第三频带对应的频率，所述第二频带的频率低于第三频带对应的频率；该天线包括四个振子臂、介质基板、第一巴伦、第二巴伦和反射板；所述第一巴伦和第二巴伦相互交叉在一起形成为巴伦组，并垂直固定在反射板上，所述介质基板固定在巴伦组的顶部，四个振子臂被设计在介质基板上，构成十字形结构，且同一直线上的两个振子臂组成一对振子臂组，四个振子臂共组成两对振子臂组，该两对振子臂组用于产生不同极化的辐射，所述第一巴伦与其中一对振子臂组的两个振子臂电气连接，所述第二巴伦与另外一对振子臂组的两个振子臂电气连接；每个振子臂被分割为至少两个臂区段，相邻两个臂区段通过去耦装置连接，工作在第二频带的感应电流主要分布在去耦装置上，去耦装置等效于电感，其与臂区段一起等效为低通或带阻滤波器，能够阻碍第二频带感应电流在振子臂上传播，从而在第二频带内实现散射抑制；每个臂区段上刻蚀有至少一个开口谐振槽，分布在臂区段上的第三频带感应电流主要集中在开口谐振槽附近且反向，反向感应电流产生的散射场能够自抵消，从而能够在第三频带内实现散射抑制，所述去耦装置为细金属线或细金属线和两个交趾电容的组成，所述两个交趾电容与细金属线的两端连接，两个交趾电容之间的间隙等效为平板电容，所述细金属线为直线，或U形折弯细金属线，或经多次折弯处理的多次折弯细金属线。
2.根据权利要求1所述的一种双极化电磁透明天线，其特征在于：通过调整去耦装置和开口谐振槽的尺寸能够独立地控制第二频带和第三频带的工作频段，从而实现双频散射抑制。
3.根据权利要求1所述的一种双极化电磁透明天线，其特征在于：所述振子臂为条形振子臂或环状振子臂。
4.根据权利要求1所述的一种双极化电磁透明天线，其特征在于：所述反射板为金属反射板或表面覆有金属材料的介质基板。
5.根据权利要求1所述的一种双极化电磁透明天线，其特征在于：所述振子臂为金属铸件或者由印制电路板制成。
6.权利要求1至5任意一项所述双极化电磁透明天线实现双频散射抑制的方法，其特征在于：首先，通过将振子臂分割为至少两个臂区段，从而减小振子臂在第二频带的雷达散射截面，然后在相邻臂区段之间安装去耦装置，在进一步降低振子臂在第二频带的雷达散射截面的同时，有助于改善天线的阻抗匹配特性，最后在每个臂区段上刻蚀至少一个开口谐振槽，开口谐振槽的数量应尽量多，以尽可能覆盖整个臂区段，刻蚀开口谐振槽能够使振子臂上的第三频带感应电流产生的散射场自抵消，从而显著地减小振子臂在第三频带的雷达散射截面，最终使得天线能够同时在第二频带和第三频带内实现雷达散射截面减缩，从而达到双频散射抑制的目的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116031649B (zh) * 2023-03-28 2023-06-23 普罗斯通信技术（苏州）有限公司 一种辐射单元及天线

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018188012A1 (zh) * 2017-04-13 2018-10-18 华为技术有限公司 多频阵列天线
CN110048240A (zh) * 2019-04-23 2019-07-23 电子科技大学 一种高阻带抑制度低雷达散射截面积透射阵列天线

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9276329B2 (en) * 2012-11-22 2016-03-01 Commscope Technologies Llc Ultra-wideband dual-band cellular basestation antenna
US20170125917A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-04 Wha Yu Industrial Co., Ltd. Antenna device and its dipole element with group of loading metal patches
US10770803B2 (en) * 2017-05-03 2020-09-08 Commscope Technologies Llc Multi-band base station antennas having crossed-dipole radiating elements with generally oval or rectangularly shaped dipole arms and/or common mode resonance reduction filters
CN107134639B (zh) * 2017-05-26 2019-08-20 华南理工大学 高异频隔离宽带双频基站天线阵列
CN109037919B (zh) * 2018-08-02 2024-02-02 摩比天线技术（深圳）有限公司 振子组件、振子单元及天线
CN209516000U (zh) * 2019-01-24 2019-10-18 江苏亨鑫科技有限公司 一种辐射单元及天线
CN111786112A (zh) * 2020-06-22 2020-10-16 华南理工大学 一种具有交叉频带散射抑制功能的多频带天线

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018188012A1 (zh) * 2017-04-13 2018-10-18 华为技术有限公司 多频阵列天线
CN110048240A (zh) * 2019-04-23 2019-07-23 电子科技大学 一种高阻带抑制度低雷达散射截面积透射阵列天线

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