本发明涉及无线通信领域， 特别涉及一种双频双极化天线。 背景技术

随着无线通信技术的发展，越来越多的移动通 信基站使用双频双 极化天线。双频双极化天线工作在两个频段， 同时利用双极化天线的 极化分集来减少移动通信系统中多径衰落的影 响，提高基站接收信号 质量， 节省天线数量。

现有的双频双极化天线通常采用以下两种直线 式阵列布置方式： 一列直线式阵列布置方式与双列直线式阵列布 置方式。

参见图 1所示，图 1示出现有技术中双频天线采用一列直线式阵 列布置方式的示意图。在一列直线式阵列布置 方式中， 高频基本振子

120与低频基本振子 110的中心轴线同轴，呈一列直线式排列。同时 ， 一部分高频基本振子 120A布置在低频基本振子 110A上， 另一部分 高频基本振子 120B布置在低频基本振子 110之间的反射板上。然而， 这种阵列布置方式使得高频基本振子 120A和低频基本振子 110A之 间的距离过小， 尤其对于将高频基本振子 120A布置在低频基本振子 110A之上的那部分。高频基本振子 120A和低频基本振子 110A之间 过小的距离使得两种频率的基本振子之间相互 干扰影响很大， 例如， 图 1中所示， 高频基本振子 120A布置在低频基本振子 110A上， 低 频基本振子 110A的天线信号包围高频基本振子 120A的天线信号， 导致低频基本振子 110A的天线信号对高频天线信号产生遮罩，影� � 高频天线信号。通过高频天线的方向图也可以 看出，天线的方向图是 天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布 的图形。由于低频基本 振子 110A的天线信号对高频天线信号产生遮罩， 导致高频天线的方 向图发生改变， 使得高频天线的增益、 波束宽度、 隔离度等指标离散 度很大， 达不到天线正常工作的指标要求。 参见图 2所示，图 2示出现有技术中双频天线采用双列直线式阵 列布置方式的示意图。在双列直线式阵列布置 方式中， 高频基本振子

220沿第一轴线等间距布置在反射板上，低频 基本振子 210沿第二轴 线等间距地布置在反射板上。这种阵列布置方 式在反射板宽的维度上 形成两个不对称的频率阵列布置， 以图 2中低频基本振子 210为例， 由于低频基本振子 210 均分布在反射板的右侧， 低频基本振子 210 左右两边反射板的面积不同，每一个低频基本 振子 210左边的反射板 面积均大于右边的反射板面积。 由于左右两边反射板面积不同，导致 左右两边反射板对每一个低频基本振子 210 发出的信号的反射作用 大小不同，所有低频基本振子 210均分布在反射板的右侧，每一个低 频基本振子 210信号受到的不对称的反射作用方向一致，从 而使得低 频基本振子组成的低频天线的水平面主极化方 向图的主瓣指向偏离 中心的位置，进而导致水平面交叉极化方向图 对称度以及 ± 60。 之内 的交叉极化鉴别率比变差。类似地， 高频基本振子 220均分布在反射 板的左侧，导致高频基本振子组成的高频天线 的水平面主极化方向图 的主瓣指向偏离中心的位置。 由此，双列直线式阵列布置方式的双频 天线存在反射板宽维度上不对称的问题。 发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中的问题， 提出了一种双频双 极化天线，相较于传统的直线式阵列布置方法 ， 降低两种频率的基本 振子之间的相互影响， 同时减小反射板宽维度上的不对称问题。

本发明实施例提供的一种双频双极化天线， 该天线包括： 两个以上第一频率基本振子、 两个以上第二频率基本振子、 反射 板， 所述反射板上设置有馈电网络， 所述两个以上第一频率基本振子 设置在所述反射板水平表面在长度方向的中轴 线的两侧， 组成第一频 段辐射阵列；

所述两个以上第二频率基本振子设置在所述反 射板水平表面在长 度方向的中轴线的两侧， 组成第二频段辐射阵列； 所述两个以上第一频率基本振子在长度方向顺 序形成的第一中心 连线， 与所述两个以上第二频率基本振子在长度方向 顺序形成的第二 中心连线相互交叉， 在所述表面呈双螺旋形状；

所述第一频率基本振子与第二频率基本振子在 所述表面上的位置 不重叠。

基于本发明上述实施例所提供的双频双极化天 线， 通过将第一频 率基本振子与第二频率基本振子均设置在反射 板的水平表面在长度方 向的中轴线的两侧， 并且第一频率基本振子与第二频率基本振子非 重 叠地排列， 第一频率基本振子的辐射信号不会包围第二频 率基本振子 的辐射信号， 因此， 避免了现有技术中一列直线式阵列布置方式所 带 来的信号遮罩， 并且增大了两种频率基本振子之间的距离， 减小了两 种频率基本振子之间的相互影响。 同时， 第一频率基本振子在长度方 向顺序形成的第一中心连线与第二频率基本振 子在长度方向顺序形成 的第一中心连线相互交叉，呈双螺旋形状。 以第一频率基本振子为例， 第一频率基本振子分布在反射板长度方向的中 轴线的左右两侧。 中轴 线右侧的第一频率基本振子其左侧反射板的面 积大于右侧反射板的面 积， 受到反射板不对称反射作用。 而中轴线左侧的第一频率基本振子 其右侧反射板的面积大于左侧反射板的面积， 也受到反射板不对称反 射作用。 由于两边的第一频率基本振子受到的不对称反 射作用相反， 因此， 可以相互产生抵消的作用， 从而从整体上减小了第一频段辐射 阵列在反射板宽维度上的不对称性。 类似地， 第二频率基本振子分布 在反射板长度方向的中轴线的左右两侧， 同样减小了第二频段辐射阵 列在反射板宽维度上的不对称性。 因此， 相较于传统的一列或双列直 线式阵列布置方法， 在不改变垂直面方向图的情况下， 本发明所提供 的双频双级天线降低了两种基本振子之间的相 互影响， 同时减小了两 频段辐射阵列在反射板宽维度上的不对称性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的 详细描述，本发明 的其它特征及其优点将会变得清楚。 附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实 施例，并且连同说 明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图， 根据下面的详细描述， 可以更加清楚地理解本发明， 其中：

图 1 示出现有技术中双频天线采用一列直线式阵列 布置方式的 示意图；

图 2 示出现有技术中双频天线采用双列直线式阵列 布置方式的 示意图；

图 3 示出本发明所提供的双频双极化天线一种实施 例的结构示 意图；

图 4示出本发明所提供的双频双极化天线一种实� �例的反射板正 面的结构示意图；

图 5 示出本发明所提供的双频双极化天线一种实施 例的结构示 意图；

图 6示出本发明所提供的双频双极化天线一种实� �例的反射板的 顶视图；

图 7 示出本发明所提供的双频双极化天线第一频率 基本振子一 种实施例的结构示意图；

图 8 示出本发明所提供的双频双极化天线第二频率 基本振子一 种实施例的结构示意图。 具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例 性实施例。应注意 到： 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述 的部件和步骤的相 对布置不限制本发明的范围。

同时， 应当明白， 为了便于描述， 附图中所示出的各个部分的尺 寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅 仅是说明性的，决 不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法 和设备可能不作详 细讨论， 但在适当情况下， 所述技术、 方法和设备应当被视为授权说 明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值 应被解释为仅仅是 示例性的， 而不是作为限制。 因此， 示例性实施例的其它示例可以具 有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中 表示类似项，因此， 一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的 附图中不需要对其进行 进一步讨论。 站天线， 用于将电路传输结构中的电流信号转换为电磁 波信号向空间 辐射， 以及接收空间中的电磁波信号转换为电路传输 结构中的电流信 号。

参见图 3所示， 该图为本发明提供的双频双极化天线一种实施 例 的结构示意图。 该实施例中的双频双极化天线包括两个以上第 一频率 基本振子 310、 两个以上第二频率基本振子 320、 反射板 330， 反射板 上设置有馈电网络， 馈电网络未在图 3中标出。

第一频率基本振子 310设置在反射板水平表面在长度方向的中轴 线的两侧， 组成第一频段辐射阵列。

第二频率基本振子 320设置在反射板水平表面在长度方向的中轴 线的两侧， 组成第二频段辐射阵列。

可以理解的是， 在反射板水平表面上， 第一频率基本振子 310与 第二频率基本振子 320可以看作为单独的点， 因此， 第一频率基本振 子 310在长度方向顺序形成的第一中心连线，与第 二频率基本振子 320 在长度方向顺序形成的第二中心连线相互交叉 ， 在表面呈如图 3中所 示的双螺旋形状。

通过将第一频率基本振子 310与第二频率基本振子 320设置在反 射板的水平表面在长度方向的中轴线的两侧， 并且第一频率基本振子 310与第二频率基本振子 320非重叠地排列， 两种频率基本振子之间 的距离相对于一列直线式阵列布置方式更大， 从而可以减小了两种频 率基本振子之间的相互影响。 由于， 通过螺旋形状地布置一种频率的 基本振子， 可以在有限的反射板的宽度内， 使基本振子之间的距离更 大， 从而使得基本振子组成的辐射阵列的隔离度更 大。 通过增大第一 频率基本振子之间、 第二频率基本振子之间以及第一频率基本振子 与 第二频率基本振子之间的距离， 还可以改善各自频段辐射阵列的隔离 度， 避免采用增大反射板的面积来增大基本振子之 间的距离， 从而可 以减小反射板的宽度，进而降低天线的风阻， 提高天线的空间利用率。

第一频率基本振子 310在反射板 330长度方向顺序形成的第一中 心连线与第二频率基本振子 320在反射板 330长度方向顺序形成的第 一中心连线相互交叉， 呈双螺旋形状。 以其中任一种频率基本振子来 看， 例如第一频率基本振子 310为例， 与双列直线式阵列布置方式相 比较， 第一频率基本振子 310分布在反射板 330长度方向的中轴线的 左右两侧， 因此一部分第一频率基本振子 310左侧反射板的面积大于 右侧反射板的面积， 而另一部分第一频率基本振子 310右侧反射板的 面积大于左侧反射板的面积， 因此， 两部分第一频率基本振子受到左 的作用， 从而从整体上能够减小第一频段辐射阵列在反 射板宽维度上 的不对称性。 类似地， 第二频率基本振子 320分布在长度方向的中轴 线的左右两侧， 同样能够减小第二频段辐射阵列在反射板宽维 度上的 不对称性。

因此， 相较于传统的一列或双列直线式阵列布置方法 ， 在不改变 垂直面方向图的情况下， 该实施例中的双频双级天线降低了两种基本 振子之间的相互影响， 同时减小了两频段辐射阵列在反射板宽维度上 的不对称性。

第一频率基本振子、 第二频率基本振子、 反射板、 馈电网络之间 的相对位置可以根据具体需要进行设置，可以 有多种设置方法。例如， 根据本发明双频双极化天线实施例的一个具体 示例而非限制，可以将两 个以上第一频率基本振子、 两个以上第二频率基本振子安装在反射板 的正面， 馈电网络安装在反射板的背面。 参见图 4所示， 图 4示出本 发明所提供的双频双极化天线一种实施例的反 射板正面的结构示意 图。 第一基本频率振子 410、 第二基本频率振子 420安装在反射板正 面 430的结构示意图， 馈电网络 440安装在反射板的背面。 馈电网络 440在图 4中未示出。 馈电网络 440可以由馈电同轴线组成， 以向第 一频率基本振子 410、 第二频率基本振子 420馈电。

根据本发明双频双极化天线实施例的一个具体 示例而非限制，第一 频率基本振子到反射板中轴线的垂直距离可以 由第一频段辐射阵列的 水平波瓣宽度确定， 水平波瓣宽度越大， 垂直距离越小， 反之， 垂直 距离越小， 水平波瓣宽度越大。

天线的方向图中通常都有两个瓣或多个瓣， 其中最大的瓣称为主 波瓣， 其余的波瓣称为副波瓣。 主波瓣两半功率点间的夹角定义为天 线方向图的波瓣宽度。 波瓣宽度瓣宽越窄， 则方向性越好， 抗干扰能 力越强。 馈电网络向各个第一频率基本振子馈电， 由于在每个第一频 率振子上可能存在能量的差异， 因此第一频率基本振子之间的信号相 位存在相位差。 通过第一频率基本振子在水平方向向中轴线两 边的侧 移， 以布置在反射板长度方向的中轴线的左右两侧 ， 可以使左右两边 的相位差产生叠加， 形成阵列效应， 进而压缩第一频段辐射阵列的水 平面波瓣宽度， 使得第一频段天线的方向性更好， 抗干扰能力更强。

类似地， 两个以上第二频率基本振子到中轴线的垂直距 离可以由 第二频段辐射阵列的水平波瓣宽度确定， 水平波瓣宽度越大， 垂直距 离越小。

因此， 还可以通过调节第一频率基本振子到反射板中 轴线的垂直 距离， 使得第一频段天线的水平波瓣宽度达到预定的 天线指标。 若第 一频段天线的水平波瓣宽度未达到预定的天线 指标， 可以通过对多个 第一频率基本振子到反射板中轴线的垂直距离 分别或同时进行调整， 直至达到天线指标。

类似的， 还可以通过调节第二频率基本振子到反射板中 轴线的垂 直距离， 使得第二频段天线的水平波瓣宽度达到预定的 天线指标。 根据本发明双频双极化天线实施例的一个具体 示例而非限制，第一 频率基本振子到中轴线的垂直距离可以相等， 也可以不相等。类似地， 第二频率基本振子到反射板中轴线的垂直距离 可以相等， 也可以不相 等。

参见图 5所示，图 5示出本发明所提供的双频双极化天线一种实 施例的结构示意图。图 5实施例中的第一频率基本振子 510到中轴线 的垂直距离相等， 且长度均为 a， 第二频率基本振子 520到中轴线的 垂直距离相等， 且长度均为 b。 图 5中所示的长度 a与长度 b均为示 例性而非限定性。

根据本发明双频双极化天线实施例的一个具体 示例而非限制，第一 频率基本振子形成第一频段辐射阵列， 第一频率基本振子的个数由第 一频段辐射阵列的增益决定， 增益越大， 第一频率基本振子的个数越 多。 通常来说， 对于高频基本振子波长小， 基本振子个数较多， 相反 地， 低频基本振子发射波长大， 基本振子个数较小。

应该知道， 图 5中第一频率基本振子与第二频率基本振子之� �个 数的 1: 2的关系作为示例性而并非限定，具体第一频� �基本振子与第 二频率基本振子的个数由各频段天线辐射阵列 的增益来决定。

类似地， 第二频率基本振子形成第二频段辐射阵列， 第二频率基 本振子的个数由第二频段辐射阵列的增益决定 ， 增益越大， 第二频率 基本振子的个数越多。

根据上述实施例的说明， 可以理解， 基本振子到中轴线的垂直距 离可以相等， 也可以不等， 基本振子的个数可以由各频段天线增益确 定， 因此， 第一频率基本振子在长度方向顺序形成的第一 中心连线与 第二频率基本振子在长度方向顺序形成的第二 中心连线， 所形成的双 螺旋形状可以是规则的， 也可以是不规则的。

本领域技术人员受益于本发明上述思想， 可以获知对于一种频率 的基本振子来说， 各个基本振子到中轴线的垂直距离是否相等， 以及 对于两种频率的基本振子来说， 两种基本振子到中轴线的垂直距离之 间的大小关系， 以及两种基本振子的个数均不是本发明实施例 所必要 的限定。 只要使得两种频率的基本振子设置在反射板的 水平表面在长 度方向的中轴线的两侧， 并且第一频率基本振子与第二频率基本振子 非重叠地排列， 本领域技术人员可以选择性地调整各个基本振 子到中 轴线的垂直距离、 基本振子， 两种基本振子到中轴线的垂直距离之间 的大小关系、 两种基本振子的个数， 其并不影响本发明目的实现。

下面结合图 6、 7以及图 6、 8， 示例性而非限制性地展示本发明 所提供的双频双极化天线具体的一种实施方式 ， 也可以采用本领域技 术人员所知的其它方式， 根据本发明实施例所提供的双频双极化天线 进行设置。

参见图 6所示， 图 6示出本发明所提供的双频双极化天线一种实 施例的反射板的反面的顶视图， 其中， 反射板 630具有侧壁 640， 反 射板 630反面上设置有底部过孔 650用于固定如图 7中的第一频率基 本振子 10、 第二频率基本振子 20和馈电网络。

参见图 7所示， 该图为本发明提供的双频双极化天线第一频率 基 本振子一种实施例的结构示意图。第一频率基 本振子 10的巴伦上部可 以设置连接槽 11， 第一频率基本振子 10的顶部可以设置连接片 12， 巴伦的底部设置有振子安装孔 13用于将第一频率基本振子 10固定在 反射板上， 以组成第一频段辐射阵列。馈电网络由馈电同 轴线组成时， 馈电同轴线通过反射板底部的过孔 650从反射板 630的反面穿到反射 板的正面， 以为第一频率基本振子 10馈电， 其中， 馈电同轴线的外导 体连接到第一频率基本振子 10的连接槽 11上， 馈电同轴线的芯线连 接到第一频率基本振子 10顶部的连接片 12， 可以利用金属螺丝通过 反射板底部的过孔 650和第一频率基本振子 10的安装孔 13将第一频 率基本振子 10固定在反射板 630上。

参见图 8所示， 该图为本发明提供的双频双极化天线第二频率 基 本振子一种实施例的结构示意图。第二频率基 本振子 20的巴伦上部可 以设置连接槽 21， 第二频率基本振子 20的顶部可以设置连接片 22， 巴伦的底部设置有振子安装孔 23用于将第二频率基本振子 20固定在 反射板上， 以组成第二频段辐射阵列。馈电网络由馈电同 轴线组成时， 馈电同轴线通过反射板底部的过孔 650从反射板 630的背面穿到反射 板的正面， 以为第二频率基本振子 20馈电， 其中， 馈电同轴线的外导 体连接到第二频率基本振子 20的连接槽 21上， 馈电同轴线的芯线连 接到第二频率基本振子 20顶部的连接片 22， 可以利用金属螺丝通过 反射板底部的过孔 650和第二频率基本振子 20的安装孔 23将第二频 率基本振子 20固定在反射板 630上。

以上实施例中的连接槽 11与连接槽 21可以是焊接槽， 采用焊接 的方式连接。 第一频率基本振子 10和第二频率基本振子 20均可以由 锌合金压铸， 其表面可以镀铜镀锡。 反射板 630可以采用反射铝板弯 制。

根据本发明双频双极化天线实施例的一个具体 示例而非限制，可以 从反射板水平表面在长度方向的中轴线的一端 到另一端， 将第一基本 振子从中轴线位置， 交替分别向中轴线左右两边侧移预定的距离， 形 成第一频段辐射阵列。

根据本发明双频双极化天线实施例的一个具体 示例而非限制，还可 以从反射板水平表面在长度方向的中轴线的一 端到另一端， 将第二基 本振子从中轴线位置， 与相邻的第一频率基本振子侧移方向相反的方 向， 交替分别向中轴线左右两边侧移预定的距离， 形成第二频段辐射 阵列。

本领域技术人员根据本发明实施例所提供的双 频双极化天线， 可 以应用于任何两个频段的双频共用辐射阵列， 包含任何低频与高频的 双频双极化辐射阵列， 以形成双频双极化天线。 以下具体以码分多址 (Code Division Multiple Access , CDMA)与长期演进（Long Term Evolution, LTE)的两发两收的双频双极化共用辐射阵列为� �而非限制 性地进行说明， 即第一频段辐射阵列可以是 CDMA辐射阵列， 第二 频段辐射阵列可以是 LTE辐射阵列。 CDMA辐射阵列的工作频段为 850MHZ低于 LTE辐射阵列的工作频段 2.6GHz。 双频双极化天线中 包含 M个 850MHz的 CDMA低频基本振子组成 CDMA辐射阵列， 以及 N个 2.6GHz的 LTE高频基本振子组成 LTE天线基本阵列， M 和 N的大小由各辐射阵列所需要提供的增益值决� �。

CDMA低频基本振子与 LTE高频基本振子根据本发明上述实施 例中所提供的阵列布置方式形成辐射阵列， 可以将两种频率的基本振 子以反射板水平表面在长度方向的中轴线为基 准线， 将 CDMA低频 基本振子与 LTE高频基本振子分别均匀布置在基准线上，然 后分别对 两种基本振子进行侧移操作。 将从基准线的一端到另一端的 CDMA 低频基本振子交替左右侧移， 侧移量可以相等， 也可以不等。 将中轴 线的一端到另一端的 LTE高频基本振子，从反射板水平表面在长度方 向的中轴线位置， 与相邻的 CDMA低频基本振子相反的方向， 交替 左右侧移预定的距离， 侧移量可以相等， 也可以不等。 若 M与 N个 数之比为 1: 2, 则 LTE高频基本振子两两交替左右侧移预定的距离 。 侧移量的确定均可以由各频段辐射阵列的水平 波瓣宽度的指标来确 定。 使得 CDMA低频基本振子在长度方向顺序形成的第一� �心连线， 与 LTE高频基本振子在长度方向顺序形成的第二中 心连线相互交叉， 在表面呈双螺旋形状， 并且 CDMA低频基本振子与 LTE高频基本振 子在反射板表面上的位置不重叠， 形成 CDMA辐射阵列和 LTE辐射 阵列分别提供两收两发的辐射能力。

本领域技术人员受益于本发明上述思想， 可以获知对于一种频率 的基本振子来说， 各个基本振子到中轴线的垂直距离是否相等， 以及 对于两种频率的基本振子来说， 两种基本振子到中轴线的垂直距离之 间的大小关系， 以及两种基本振子的个数均不是本发明实施例 所必要 的限定。 只要使得两种频率的基本振子设置在反射板的 水平表面在长 度方向的中轴线的两侧， 并且第一频率基本振子与第二频率基本振子 非重叠地排列， 本领域技术人员可以选择性地调整各个基本振 子到中 轴线的垂直距离、 基本振子， 两种基本振子到中轴线的垂直距离之间 的大小关系、 两种基本振子的个数， 其并不影响本发明目的实现。 本 领域普通技术人员可以理解，反射板和馈电网 络的实现也可以根据具体 的天线指标来进行设计。 至此， 已经详细描述了根据本发明的双频双极化天线 。 为了避免遮 蔽本发明的构思， 没有描述本领域所公知的一些细节。 本领域技术人员 根据上面的描述， 完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述 ， 每个实施例重点说 明的都是与其它实施例的不同之处， 各个实施例之间相同或相似的部分 相互参见即可。

可能以许多方式来实现本发明的双频双极化天 线。 例如， 可通过 软件、 硬件、 固件或者软件、 硬件、 固件的任何组合来实现本发明的 双频双极化天线。 用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行 说 明， 本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺 序， 除非以其它方 式特别说明。 此外， 在一些实施例中， 还可将本发明实施为记录在记 录介质中的程序， 这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机 器可 读指令。 因而， 本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法 的程序 的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例 进行了详细说明， 但是本领域的技术人员应该理解， 以上示例仅是为了进行说明， 而不 是为了限制本发明的范围。 本领域的技术人员应该理解， 可在不脱离 本发明的范围和精神的情况下， 对以上实施例进行修改。 本发明的范 围由所附权利要求来限定。