CN204538253U - 双频天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双频天线，其包括：反射板、天线辐射单元、第一移相器、第二移相器和合路器，第一移相器用于接收第一射频频段的第一信号，并根据第一射频频段对下倾角的要求，调节第一信号的相移量；第二移相器用于接收第二射频频段的第二信号，并根据第二射频频段对下倾角的要求，调节第二信号的相移量，其中第二射频频段比第一射频频段高；合路器用于接收第一移相器调节后的第一信号和第二移相器调节后的第二信号，并将第一信号和第二信号合路后发送给天线辐射单元；天线辐射单元用于接收并发射合路器输入的调节后的第一信号和第二信号。通过上述方式，本实用新型的双频天线能够接收或发射两种不同频段的信号，有效降低设计成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种双频天线。
背景技术
在多制式的移动通信领域中，高频段频率主要集中在1700MHz至2700MHz的频率范围内，为了使天线产品产生良好的效益，这就需要天线产品尽量做到宽频带，以满足不同频率不同客户的需求。
现有的天线受限于天线辐射单元的带宽和方向图带宽，因此天线只能在相对窄的频段内工作。在常规的天线中，为了实现信号的分离，给天线加外置合路器，但是，在整个频段内天线的性能指标是一致的，倾角具有关联性，如天线调整到频段1是几度，则在频段2也是几度。因此这样就对天线后期的网络优化使用有局限性。现有技术中要解决此问题，常规的做法就是改变原天线的尺寸，在原天线的尺寸基材上再增加一面天线，使得两面天线互不干涉，可以独立互相使用，但是这样势必增加了建设基站的成本，且基站的站点也必须要有架设天线空间。
综上所述，有必要提供一种双频天线以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种双频天线，该双频天线能够接收或发射两种不同频段的信号，有效降低设计成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双频天线，其包括：反射板；位于反射板一侧的天线辐射单元，天线辐射单元包括若干个交叉设置的宽频带双极化偶极子；位于反射板另一侧的第一移相器、第二移相器和合路器；合路器的一端分别与第一移相器和第二移相器电连接，合路器的另一端分别与天线辐射单元电连接；其中， 第一移相器用于接收第一射频频段的第一信号，并根据第一射频频段对下倾角的要求，调节第一信号的相移量；第二移相器用于接收第二射频频段的第二信号，并根据第二射频频段对下倾角的要求，调节第二信号的相移量，其中第二射频频段比第一射频频段高；合路器用于接收第一移相器调节后的第一信号和第二移相器调节后的第二信号，并将调节后的第一信号和调节后的第二信号合路后发送给天线辐射单元；天线辐射单元用于接收并发射合路器输入的调节后的第一信号和第二信号。
其中，合路器包括PCB板以及位于PCB板上的低频分路电路、高频分路电路和高低频合路电路，低频分路电路与第一移相器电连接，高频分路电路与第二移相器电连接，高低频合路电路和天线辐射单元电连接。
其中，合路器和反射板之间设置金属屏蔽板，PCB板接地面焊接在金属屏蔽板上。
其中，合路器分别与天线辐射单元、第一移相器和第二移相器之间通过同轴电缆电连接，金属屏蔽板的周围设有支撑板，支撑板上开设有支撑孔，同轴电缆穿过并焊接于支撑孔内。
其中，第一移相器和第二移相器分别包括片状的功分器和夹设在功分器两侧的介质块，介质块可相对功分器滑动。
其中，反射板包括底板和位于底板沿宽度方向两端的侧板，第一移相器和第二移相器分别安装在两侧的侧板上，合路器设置于底板沿宽度方向的两端。
其中，侧板沿垂直底板的方向呈阶梯状，侧板包括靠近底板的第一侧板、远离底板的第二侧板以及连接第一侧板和第二侧板的阶梯板。
其中，相邻的天线辐射单元的间距取值范围为0.85λ1-0.95λ1，λ1为第二射频频段的最高频率的波长。
其中，底板的宽度范围为0.8λ1-0.9λ1，底板和阶梯板的总宽度范围为0.8λ2-0.95λ2，第二侧板的高度范围为0.2λ3-0.3λ3，第一侧板的高度为第二侧板的高度的一半，λ2为第一射频频段的最低频率的波长，λ3为λ1与λ2的和的一半。
其中，相邻的天线辐射单元之间设有隔板。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型的双频天线的第一移相器用于接收第一射频频段的第一信号，并根据第一射频频段对下倾角的要求，调节第一信号的相移量，第二移相器用于接收第二射频频段的第二信号，并根据第二射频频段对下倾角的要求，调节第二信号的相移量，合路器用于接收第一移相器调节后的第一信号和第二移相器调节后的第二信号，并将第一信号和第二信号合路后发送给天线辐射单元，天线辐射单元用于接收并发射合路器输入的调节后的第一信号和第二信号，通过上述方式，本实用新型的双频天线在不改变天线尺寸的情况下，在双频天线内部增加小功率低成本的合路器对信号分离，并由不同幅度相位的移相器实现双频天线不同的方向图赋性，使得双频天线可以同时在两个模式频带通信工作，能够有效降低设计成本。
附图说明
图1是本实用新型双频天线的立体结构示意图；
图2是本实用新型双频天线的结构的示意图；
图3是本实用新型天线辐射单元的结构示意图；
图4是本实用新型反射板的剖切示意图；
图5是本实用新型合路器的结构示意图；
图6是本实用新型移相器的结构示意图；
图7是本实用新型隔板的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型公开一种天线***，该天线***包括双频天线。如图1-图4所示，双频天线包括反射板11、天线辐射单元12、隔板13、合路器14、线缆15、第一移相器16和第二移相器17。第一移相器16用于接收第一射频频段的第一信号，并根据第一射频频段对下倾角的要求，调节第一信号的相移量。第二移相器17用于接收第二射频频段的第二信号，并根据第二射频频段对下倾角的要求，调节第二信号的相移量。合路器14用于接收第一移相器16调节后的第一信号和第二移相器17 调节后的第二信号，并将调节后的第一信号和调节后的第二信号合路后发送给天线辐射单元12。天线辐射单元12用于接收并发射合路器14输入的调节后的第一信号和第二信号。其中第二射频频段比第一射频频段高，第一射频频段的频率范围为1710-2170MHz，第二射频频段的频率范围为2500-2690MHz。应理解，第一射频频段和第二射频频段的频率范围还可以是其他频段，具体需要根据实际情况而定。
反射板11的边缘边高采用两次折弯以形成反射腔。其中反射板11包括底板111和位于底板111沿宽度方向两端的侧板，侧板沿垂直底板111的方向呈阶梯状。具体而言，侧板包括靠近底板111的第一侧板112、远离底板111的第二侧板114以及连接第一侧板112和第二侧板114的阶梯板113。
其中，底板111和第一侧板112之间形成第一反射腔，以实现对第二预设频段的信号进行接收或发射。底板111、第一侧板112、阶梯板113和第二侧板114之间形成第二反射腔，以实现对第一射频频段的信号进行接收或发射。
在本实施例中，底板111的宽度W1范围为0.8λ1-0.9λ1，λ1为第二射频频段的最高频率的波长。底板111和阶梯板113的总宽度W2范围为0.8λ2-0.95λ2，λ2为第一射频频段的最低频率的波长。第二侧板114的高度H2范围为0.2λ3-0.3λ3，第一侧板112的高度H1为第二侧板114的高度的一半，λ3为λ1与λ2的和的一半。
天线辐射单元12至少10个，天线辐射单元12间隔设置在反射板11一侧上。在本实施例中，天线辐射单元12包括若干个交叉设置的单元振子，单元振子为宽频带双极化偶极子。优选地，宽频带双极化偶极子采用超宽频十字交叉半波偶极子形式设计。应理解，单元振子的臂成十字交差状，相对的两个臂构成一种极化，成正负45度极化排列。当然，用户可以根据实际情况而设置宽频带双极化偶极子的设计方式。
在本实施例中，相邻的天线辐射单元12的间距取值范围为0.85λ1-0.95λ1。应理解，相邻的天线辐射单元12的间距为天线辐射单元12的中心点之间的距离。
相邻的天线辐射单元12之间设有隔板13。隔板13设置在相邻的天线辐射单元12之间，以调整隔离度指标以及交叉极化指标。应理解，本实施例至少设置1个隔板13在相邻的天线辐射单元12之间，可以根据实际需要设置隔板13的数量。隔板13包括第一卡置部131和第二卡置部132，第一卡置部131设置在底板111上，第二卡置部132卡置在阶梯板113上。
在本实施例中，第一卡置部131的宽度与底板111的宽度W1相等，以使得第一卡置部131垂直插设在底板111上。第一卡置部131的高度与第一侧板112的高度H1相等，第二卡置部132的宽度与底板111和阶梯板113的总宽度H2相等。
合路器14位于反射板11另一侧上，且合路器14设置于底板111沿宽度方向的两端，即合路器14设置在底板111两端的侧板上。应理解，在其他实施例中，合路器14还可以设置于底板111沿长度方向的两端上。合路器14的一端分别与第一移相器16和第二移相器17电连接，合路器14的另一端分别与天线辐射单元12电连接。合路器14包括PCB板141以及位于PCB板141上的低频分路电路142、高频分路电路143和高低频合路电路144。低频分路电路142与第一移相器16电连接，高频分路电路143与第二移相器17电连接，高低频合路电路144和天线辐射单元12电连接。
另外，合路器14和反射板11之间设置金属屏蔽板147，PCB板141接地面焊接在金属屏蔽板147上。金属屏蔽板147的周围设有支撑板145，支撑板145上开设有支撑孔146。在本实施例中，金属屏蔽板147用1mm厚度的钣金加工形成，这样就保证了PCB板141的强度，防止在震动中PCB板141变形。
由于低频分路电路142、高频分路电路143和高低频合路电路144这三个微带电路在传输信号的同时会对外产生一定的辐射，容易降低低频分路电路142、高频分路电路143和高低频合路电路144之间的阻抗带宽。为了解决低频分路电路142，高频分路电路143和高低频合路电路144之间的阻抗带宽问题，必须在微带电路的外周空出至少3倍微带 电路宽度的距离，但这样会增加合路器14的体积。然而，本实用新型通过设置与低频分路电路142、高频分路电路143和高低频合路电路144接地电连接的金属屏蔽板147，通过金属屏蔽板147屏蔽低频分路电路142，高频分路电路143和高低频合路电路144所产生的辐射，能够提高低频分路电路142、高频分路电路143和高低频合路电路144之间的阻抗带宽，使得低频分路电路142、高频分路电路143和高低频合路电路144与PCB板141边缘的距离可以缩小到一倍微带电路宽度的距离，从而有效降低合路器14的体积空间。
在本实施例中，合路器14分别与天线辐射单元12、第一移相器16和第二移相器17之间通过同轴电缆15电连接，同轴电缆15穿过并焊接于支撑孔146内。
合路器14的功率小，合路器14主要作用是将宽频信号进行分离，使两个信号彼此间无关联性。在本实施例中，每1个合路器14通过同轴电缆15分别与2个天线辐射单元12连接。本实施包括5个合路器14，5个合路器14分别与10个天线辐射单元12连接。应理解，本实施至少包括5个合路器14，合路器14的个数是根据实际情况而定的。
第一移相器16和第二移相器17位于反射板11另一侧上，即第一移相器16和第二移相器17与合路器14设置在反射板11的同一侧上。第一移相器16和第二移相器17分别安装在两侧的侧板上，即第一移相器16和第二移相器17分别安装阶梯板113上。应理解，在其他实施例中，第一移相器16和第二移相器17还可以设置于底板111上。第一移相器16和第二移相器17分别包括片状的功分器161(171)和夹设在功分器161(171)两侧的介质块162(172)。介质块162(172)可相对功分器161(171)滑动。
在本实施例中，第一移相器16和第二移相器17分别采用带状线形式设计，通过覆盖在带状线上下两层介质的横向移动，达到相位变化的目的。第一移相器16和第二移相器17分别由输入端口151、152输入第一信号和第二信号，并将第一信号和第二信号分成了5路信号发送至合路器14上。
综上所述，本实用新型的双频天线在不改变天线尺寸的情况下，在双频天线内部增加小功率低成本的合路器对信号分离，其中合路器内部设置与低频分路电路、高频分路电路和高低频合路电路接地电连接的金属屏蔽板，通过金属屏蔽板屏蔽低频分路电路、高频分路电路和高低频合路电路所产生的辐射，能够提高低频分路电路、高频分路电路和高低频合路电路之间的阻抗带宽，使得低频分路电路、高频分路电路和高低频合路电路与PCB板边缘的距离可以缩小到一倍微带电路宽度的距离，从而有效降低合路器的体积空间，即可以实现双频天线在两个模式频带通信工作，又能降低设计成本。
以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种双频天线，其特征在于，所述双频天线包括：
反射板；
位于所述反射板一侧的天线辐射单元，所述天线辐射单元包括若干个交叉设置的宽频带双极化偶极子；
位于所述反射板另一侧的第一移相器、第二移相器和合路器；所述合路器的一端分别与所述第一移相器和所述第二移相器电连接，所述合路器的另一端分别与所述天线辐射单元电连接；
其中，所述第一移相器用于接收第一射频频段的第一信号，并根据所述第一射频频段对下倾角的要求，调节所述第一信号的相移量；
所述第二移相器用于接收第二射频频段的第二信号，并根据所述第二射频频段对下倾角的要求，调节所述第二信号的相移量，其中所述第二射频频段比所述第一射频频段高；
所述合路器用于接收所述第一移相器调节后的第一信号和所述第二移相器调节后的第二信号，并将调节后的所述第一信号和调节后的所述第二信号合路后发送给所述天线辐射单元；
所述天线辐射单元用于接收并发射所述合路器输入的调节后的所述第一信号和所述第二信号。
2.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述合路器包括PCB板以及位于PCB板上的低频分路电路、高频分路电路和高低频合路电路，所述低频分路电路与所述第一移相器电连接，所述高频分路电路与所述第二移相器电连接，所述高低频合路电路和所述天线辐射单元电连接。
3.根据权利要求2所述的双频天线，其特征在于，所述合路器和所述反射板之间设置金属屏蔽板，所述PCB板接地面焊接在所述金属屏蔽板上。
4.根据权利要求3所述的双频天线，其特征在于，所述合路器分别与所述天线辐射单元、所述第一移相器和所述第二移相器之间通过同 轴电缆电连接，所述金属屏蔽板的周围设有支撑板，所述支撑板上开设有支撑孔，所述同轴电缆穿过并焊接于所述支撑孔内。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的双频天线，其特征在于，所述第一移相器和所述第二移相器分别包括片状的功分器和夹设在所述功分器两侧的介质块，所述介质块可相对所述功分器滑动。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的双频天线，其特征在于，所述反射板包括底板和位于所述底板沿宽度方向两端的侧板，所述第一移相器和所述第二移相器分别安装在两侧的所述侧板上，所述合路器设置于所述底板沿宽度方向的两端。
7.根据权利要求6所述的双频天线，其特征在于，所述侧板沿垂直所述底板的方向呈阶梯状，所述侧板包括靠近底板的第一侧板、远离底板的第二侧板以及连接所述第一侧板和所述第二侧板的阶梯板。
8.根据权利要求7所述的双频天线，其特征在于，相邻的所述天线辐射单元的间距取值范围为0.85λ1-0.95λ1，λ1为所述第二射频频段的最高频率的波长。
9.根据权利要求8所述的双频天线，其特征在于，所述底板的宽度范围为0.8λ1-0.9λ1，所述底板和所述阶梯板的总宽度范围为0.8λ2-0.95λ2，所述第二侧板的高度范围为0.2λ3-0.3λ3，所述第一侧板的高度为所述第二侧板的高度的一半，λ2为所述第一射频频段的最低频率的波长，λ3为λ1与λ2的和的一半。
10.根据权利要求9所述的双频天线，其特征在于，相邻的所述天线辐射单元之间设有隔板。
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2014
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