[0028] 以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。
[0029] 如图1所示,一种滤波天线阵列,包括多个滤波天线单元,各个滤波天线单元之间通过馈电网络链接在一起,馈电网络包括同轴电缆和接头。每个滤波天线单元包括低频振子1、高频振子2和金属地板3。低频振子1、高频振子2的底部均与金属地板3电气相连,采用非金属附件将他们垂直地固定在金属地板3上面,两个结构相同的高频振子2设置在低频振子1的两侧。
[0030] 如图2所示,低频振子1包括金属开槽4、滤波馈电结构5、振子臂6和低频振子介质基板7,滤波馈电结构5印制在低频振子介质基板7中部,振子臂6有两个对称印制在滤波馈电结构5的两侧。滤波馈电结构5的形状随着振子臂6的形状变化而变化;同时,滤波馈电结构5上面的开路枝节数目一般要大于2个,较窄的传输线位于开路枝节的中间。金属开槽4根据实际需求选择开槽位置,且其开槽的数目也可以为一个或多个。金属臂上的开槽位置和数目,根据所需要的谐振频率进行调整。
[0031] 如图3所示,高频振子2包括金属臂10、高频振子介质基板11和非滤波耦合枝节8。金属臂10、非滤波耦合枝节8设置在高频振子介质基板11上,非滤波耦合枝节8印制在高频振子介质基板11中部,金属臂10有两个对称设置在非滤波耦合枝节8两侧。
[0032] 在本实施例中,在两个振子臂6靠近巴伦的位置上分别设置金属开槽4;而在其他不同场合,其开槽可以在振子臂或金属臂的任意位置,为单个连续开槽或者多个非连续开槽。
[0033] 在本实施例中,低频振子1底部和高频振子2底部均穿过在金属地板3分别设置有馈电连接结构9,通过同轴电缆或者接头的内芯连接非滤波耦合枝节8、滤波馈电结构5,而同轴电缆或者接头的外壁则与振子臂6和高频振子金属臂10相连。信号通过同轴电缆或者接头由外部馈入到天线中。
[0034] 图4是低频振子的滤波馈电结构示意图。它采用不同宽度的微带线构成,等效于不同的高低传输线电路,而对不同频率的电磁波有着不同的传输影响,从而形成具有滤波特性的传输特性。如图6、图7所示,在天线工作的情况下,滤波馈电结构5在完成该振子馈电的同时,能够虑除其他频段的天线对其的干扰,能够很好的保持本天线的性能。
[0035] 本发明的滤波天线阵列中,介质基板可采用各种绝缘介质,也能够为空气介质。介质基板的厚度一般在0.3mm~5mm之间。
[0036] 本实施中,馈电端口处采用50Ω的特性阻抗进行馈电。
[0037] 金属地板3的尺寸为240mm×300mm×90mm,低频阵子1的介质基板7的尺寸为60mm×90mm×1mm。
[0038] 如图5所示,其横坐标为频率(GHz),纵坐标为分贝值(dB)。可以看出本发明所述技术方案在850MHz~1040MHz和1490MHz~2190MHz频段上回波损耗小于-10dB,从而能够工作在两个频段。
[0039] 如图6所示,850MHz~1040MHz的隔离度只有15dB,而在1490MHz~2190MHz的隔离度只有25dB。这说明低频振子1和高频振子2之间存在着较强的电磁耦合,可以对相互之间的辐射特性产生影响,使其辐射方向图产生变形,从而无法实现天线的覆盖范围与距离。
[0040] 如图7所示,850MHz~1040MHz的隔离度达到了32dB,而在1490MHz~2190MHz的隔离度只有35dB。低频振子1和高频振子2之间的隔离度在低频段提高了17dB,而在高频段提高了10dB。他们之间的耦合为原来的1/50和1/10,大大减小了两个振子之间的相互影响。从而看出,在实现天线预期性能的同时,能够很好的抑制天线之间的互耦,提高天线之间的隔离度。在多频段天线的实际应用中,不同频段的天线振子之间的相互影响,一直是天线在实际使用中遇到的最主要问题。降低不同频段的天线振子之间的耦合,可以避免对振子的散射参数和辐射参数的影响。
[0041] 本发明利用改变低频振子1的结构特性,实现天线振子之间隔离度的提高。首先在低频振子1的振子臂6上进行开槽,使得振子臂6在高频振子的工作频率内不再谐振。其次利用对馈电结构5的改变,使其具有低频的滤波特性,从而提高不同频段天线振子的隔离度。
[0042] 采用的金属臂开槽可以增加金属臂的电感值,使得天线的谐振发生偏移,在天线阵列中可以减少单元之间的互耦;同时在天线单元的馈电结构设计时,把一个滤波器加入馈电结构中,能够在实现天线预期性能的同时,能够很好的抑制天线之间的互耦,提高天线之间的隔离度。
[0043] 滤波特性的馈电结构是本质上是一个微带滤波器,在进行低频馈电的时候,滤波器直接加入其中,能够很好的抑制掉高频阵子对低频阵子的影响,从而可以达到各频段的天线都能很好的实现本身的工作性能。
[0044] 将滤波特性与馈电结构相结合,减小天线阵的整体尺寸,减少天线阵所占空间。滤波天线阵列可以使用在多系统的无线通信系统之中,可以以此为基础,对相应的具体阵列形式进行扩展,也可以与其他有源设备集成到一起,以及适用其他类似场合。本发明的天线结构简单,易加工,且性能稳定,利于批量生产。
[0045] 上述所述的滤波天线阵,仅作为较佳的例子给出而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。