CN110265795B

CN110265795B - 多频窄波束天线

Info

Publication number: CN110265795B
Application number: CN201910591918.0A
Authority: CN
Inventors: 刘培涛; 黄立文; 陆尧; 孙善球; 卜斌龙
Original assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd; Comba Telecom Systems Guangzhou Co Ltd
Current assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd; Comba Telecom Systems Guangzhou Co Ltd
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2024-02-27
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: CN110265795A; WO2021000476A1

Abstract

本发明提供了一种收敛性好、高增益的多频窄波束天线，包括由多个第一、第二、第三、第四高频辐射单元分别对应沿第一、第二、第三、第四参考线形成的第一、第二、第三、第四高频列；由多个第一、第二低频辐射单元分别对应沿第一、第三参考线形成的第一、第二低频列；第一、第二、第三及第四参考线依次间隔设置且互相平行，第一与第二高频列组成第一高频窄波束阵列，第三与第四高频列组成第二高频窄波束阵列，第一与第二低频列组成低频窄波束阵列；低频窄波束阵列中包括两两相邻的第一低频辐射单元和第二低频辐射单元，以及与各第一低频辐射单元均不相邻的第二低频辐射单元，和/或，与各第二低频辐射单元均不相邻的第一低频辐射单元。

Description

多频窄波束天线

技术领域

本发明涉及移动通信天线技术领域，尤其涉及一种多频窄波束天线。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，用户对通信质量的要求也越来越高，现有的常规天线已无法满足所有覆盖场景的需求，尤其是具有狭长特点的特殊覆盖场景(例如高铁、公路等特殊定向覆盖场景),若采用现有常规水平波束宽度为65°的基站天线进行覆盖，天线电磁信号很容易越过道路的两侧，从而对道路区域以外造成干扰，因此针对高铁等狭长覆盖场景，往往需要采用窄波束天线进行覆盖。

然而，现有的窄波束天线，低频波束发散，高低频增益也较差，容易影响旁边区域的覆盖，只能实现820HZ-960MHZ和1710MHZ-2170MHZ两种频段的较好覆盖，难以满足5G高频段的覆盖。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多频窄波束天线，旨在突破现有技术瓶颈，解决现有窄波束天线低频波束发散、高低频增益较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的多频窄波束天线采用的技术方案是：

一种多频窄波束天线，包括：

由多个第一高频辐射单元沿第一参考线形成的第一高频列、由多个第二高频辐射单元沿第二参考线形成的第二高频列、由多个第三高频辐射单元沿第三参考线形成的第三高频列以及由多个第四高频辐射单元沿第四参考线形成的第四高频列；

由多个第一低频辐射单元沿所述第一参考线形成的第一低频列以及由多个第二低频辐射单元沿所述第三参考线形成的第二低频列；

所述第一参考线、所述第二参考线、所述第三参考线及所述第四参考线依次间隔设置且互相平行，所述第一高频列与所述第二高频列组成第一高频窄波束阵列，所述第三高频列与所述第四高频列组成第二高频窄波束阵列，所述第一低频列与所述第二低频列组成低频窄波束阵列；

所述低频窄波束阵列中包括两两相邻的第一低频辐射单元和第二低频辐射单元，以及与各所述第一低频辐射单元均不相邻的所述第二低频辐射单元，和/或，与各所述第二低频辐射单元均不相邻的所述第一低频辐射单元。

进一步的，当所述第一低频列中具有与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元时，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元位于所述第一低频列的列首和/或列尾。

进一步的，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元的数量≤2。

进一步的，当所述第二低频列中具有与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元时，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元位于所述第二低频列的列首和/或列尾。

进一步的，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元的数量≤2。

进一步的，当所述第一低频列中具有与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元，且所述第二低频列中具有与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元时，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元位于列首，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元位于所述第二低频列的列尾。

进一步的，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元仅1个，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元也仅有1个。

进一步的，所述第一高频窄波束阵列的列间距D1为0.7～0.9λ1，所述第二高频窄波束阵列的列间距D2为0.7～0.9λ2，所述低频窄波束阵列的列间距D3为0.7～0.9λ3；

所述第一高频窄波束阵列中任意相邻两个所述第一高频辐射单元以及任意相邻两个所述第二高频辐射单元之间的行间距d1均为0.8～0.9λ1，所述第二高频窄波束阵列中任意相邻两个所述第三高频辐射单元以及任意相邻两个所述第四高频辐射单元之间的行间距d2均为0.8～0.9λ2，所述低频窄波束阵列中任一相邻两个所述第一低频辐射单元以及任意相邻两个所述第二低频辐射单元之间的行间距d3均为0.8～0.9λ3；

λ1、λ2及λ3分别为所述第一高频窄波束阵列、所述第二高频窄波束阵列及所述低频窄波束阵列的中心频率波长。

进一步的，所述第一低频列的各所述第一低频辐射单元分别与所述第一高频列中的各所述第一高频辐射单元同轴嵌套设置，所述第二低频列的各所述第二低频辐射单元分别与所述第三高频列中的各所述第三高频辐射单元同轴嵌套设置。

进一步的，两两相邻的所述第一低频辐射单元和所述第二低频辐射单元并排设置，或者，所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元错位设置。

进一步的，所述第一高频窄波束阵列的工作频段为1710～2170MHz，所述第二高频窄波束阵列的工作频段为1710～2690MHz，所述低频窄波束阵列的工作频段为820～960MHz。

基于上述技术方案，本发明的多频窄波束天线相对于现有技术至少具有以下有益效果：

本发明的多频窄波束天线，通过设置上述第一高频窄波束阵列、第二高频窄波束阵列和低频窄波束阵列，可以实现三频段、窄波束覆盖，满足高铁等狭长场景全面覆盖通讯网络服务的高要求；通过将低频窄波束阵列设置成具有与各所述第一低频辐射单元均不相邻的所述第二低频辐射单元和/或与各所述第二低频辐射单元均不相邻的所述第一低频辐射单元，可使第一低频列具有由单独的第一低频辐射单元形成的低频辐射单元组和/或使第二低频列具有由单独的第二低频辐射单元形成的低频辐射单元组，如此在满足垂直面波束赋形要求所需的各辐射单元数量的前提下，由于上述低频辐射单元组具有单独的第一低频辐射单元或第二低频辐射单元，相应的就可以减少第一低频单元和/或第二低频辐射单元的数量，从而简化低频窄波束阵列的边界，提高低频波束收敛性并改善高低频增益；此外，第一低频辐射单元和/或第二低频辐射单元数量的减少还可以避免低频辐射单元与高频辐射单元之间的互耦影响，同时有利于提高第一高频窄波束阵列和/或第二高频窄波束阵列的增益、驻波等电气指标，以获得较优的天线电气性能和辐射性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种多频窄波束天线的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种多频窄波束天线的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种多频窄波束天线的第三种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种多频窄波束天线的第四种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种多频窄波束天线的第五种结构示意图；

附图标记说明：

110-第一低频列；111a、111b、111c、111d-第一低频辐射单元；120-第二低频列；121a、121b、121c、121d-第二低频辐射单元；200-第一高频窄波束阵列；210-第一高频列；211-第一高频辐射单元；220-第二高频列；221-第二高频辐射单元；300-第二高频窄波束阵列；310-第三高频列；311-第三高频辐射单元；320-第四高频列；321-第四高频辐射单元；A1-第一参考线；A2-第二参考线；A3-第三参考线；A4-第四参考线。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

还需要说明的是，以下实施例中的上、下、顶、底、侧、左、右等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请一并参照图1至图5，本发明实施例提供了一种多频窄波束天线，包括：

由多个第一高频辐射单元211沿第一参考线A1形成的第一高频列210、由多个第二高频辐射单元221沿第二参考线A2形成的第二高频列220、由多个第三高频辐射单元311沿第三参考线A3形成的第三高频列310以及由多个第四高频辐射单元321沿第四参考线A4形成的第四高频列320；

由多个第一低频辐射单元(例如图1中的111a、111b、111c、111d)沿第一参考线A1形成的第一低频列110以及由多个第二低频辐射单元(例如图1中的121a、121b、121c)沿第三参考线A3形成的第二低频列120；

第一参考线A1、第二参考线A2、第三参考线A3及第四参考线A4依次间隔设置且互相平行，第一高频列210与第二高频列220组成第一高频窄波束阵列200，第三高频列310与第四高频列320组成第二高频窄波束阵列300，第一低频列110和第二低频列120组成低频窄波束阵列(未示出)；

低频窄波束阵列中包括两两相邻的第一低频辐射单元和第二低频辐射单元(例如图1中的111b和121a、111c和121b、111d和121c)，以及与各第二低频辐射单元(例如图1中的121a、121b、121c)均不相邻的第一低频辐射单元(例如图1中的111a)，和/或，与各第一低频辐射单元(例如图3中的111a、111b、111c)均不相邻的第二低频辐射单元(例如图3中的121d)。

该多频窄波束天线，通过设置上述第一高频窄波束阵列200、第二高频窄波束阵列300和低频窄波束阵列，可以实现三频段、窄波束覆盖，满足高铁等狭长场景全面覆盖通讯网络服务的高要求；通过将低频窄波束阵列设置成具有与各第一低频辐射单元均不相邻的第二低频辐射单元和/或与各第二低频辐射单元均不相邻的第一低频辐射单元，可使第一低频列110具有由单独的第一低频辐射单元形成的低频辐射单元组和/或使第二低频列120具有由单独的第二低频辐射单元形成的低频辐射单元组，如此在满足垂直面波束赋形要求所需的各辐射单元数量的前提下，由于上述低频辐射单元组具有单独的第一低频辐射单元或第二低频辐射单元，相应的就可以减少第一低频单元和/或第二低频辐射单元的数量，从而简化低频窄波束阵列的边界，提高低频波束收敛性并改善高低频增益；此外，第一低频辐射单元和/或第二低频辐射单元数量的减少还可以避免低频辐射单元与高频辐射单元之间的互耦影响，同时有利于提高第一高频窄波束阵列、第二高频窄波束阵列的增益、驻波等电气指标，以获得较优的天线电气性能和辐射性能。

应当理解的是，在实际应用时，上述两两相邻的第一低频辐射单元和第二低频辐射单元经功分器连接后再与多频波束天线中的移相器(未示出)连接，从而形成32°窄波束；而上述单独的第一低频辐射单元、单独的第二低频辐射单元没有设置对应的功分器，即均不连接功分器，而是与连接多频窄波束天线中的移相器直接相连。

在实际应用中，上述第一低频列110和第二低频列120也可以分别沿第二参考线A2、第四参考线A4设置，在此不做限制。

作为本发明的一个优选实施例，请一并参照图1和图2，当上述第一低频列110中具有与第二低频列120中的各第二低频辐射单元(例如：图1中的121a、121b、121c；图2中的121a、121b)不相邻的第一低频辐射单元(例如：图1中的111a；图2中的111a和111d)时，与第二低频列120中的各第二低频辐射单元(例如：图1中的121a、121b、121c；图2中的121a、121b)不相邻的第一低频辐射单元(例如：图1中的111a；图2中的111a和111d)位于第一低频列110的列首和/或列尾。将与第二低频列120中的各第二低频辐射单元不相邻的第一低频辐射单元设置在第一低频列110的列首和/或列尾，对于低频波束收敛性以及天线电气性能的改善具有更好的效果，并且可以减少对低频窄波束阵列方向图的影响。进一步优选的是，与第二低频列120中的各第二低频辐射单元不相邻的第一低频辐射单元的数量≤2。如此，可以在提高收敛性的同时，确保低频窄波束阵列的覆盖效果较好，避免第二低频列120相对于第一低频列110而言，第二低频辐射单元数量过少而影响低频增益等辐射指标。请参照图2，当与第二低频列120中的各第二低频辐射单元121a、121b不相邻的第一低频辐射单元111a和111d的数量＝2时，更为优选的是，将这两个第一低频辐射单元111a和111d分别置于第一低频列110的列首和列尾，以确保第一低频列110的辐射性能较好。

同理，作为本发明的一个优选实施例，请一并参照图3和图4，当上述第二低频列120中可具有与第一低频列110中的各第一低频辐射单元(例如：图3中的111a、111b、111c，图4中的111a、111b)不相邻的第二低频辐射单元(例如：图3中的121d，图4中的121a和121d)时，与第一低频列110中的各第一低频辐射单元(例如：图3中的111a、111b、111c，图4中的111a、111b)不相邻的第二低频辐射单元(例如：图3中的121d，图4中的121a和121d)位于第二低频列120的列首和/或列尾。将与第一低频列110中的各第一低频辐射单元不相邻的第二低频辐射单元设置在第二低频列120的列首和/或列尾，对于低频波束收敛性以及天线电气性能的改善具有更好的效果，并且可以减少对低频窄波束阵列方向图的影响。进一步优选的是，与第一低频列110中的各第一低频辐射单元不相邻的第二低频辐射单元的数量≤2。如此，可以在提高收敛性的同时，确保低频窄波束阵列的覆盖效果较好，避免第一低频列110相对于第二低频列120而言，第一低频辐射单元数量过少而影响低频增益等辐射指标。请参照图4，当与第一低频列110中的各第一低频辐射单元111a、111b不相邻的第二低频辐射单元121a和121d的数量＝2时，更为优选的是，将这两个第一低频辐射单元121a和121d分别置于第二低频列120的列首和列尾，以确保第一低频列120的辐射性能较好。

此外，作为本发明的一个优选实施例，请参照图5，当上述第一低频列110中具有与第二低频列120中的各第二低频辐射单元121a、121b、121c不相邻的第一低频辐射单元111a，第二低频列120中具有与第一低频列110中的各第一低频辐射单元111a、111b、111c不相邻的第二低频辐射单元121c时，与第二低频列120中的各第二低频辐射单元121a、121b、121c不相邻的第一低频辐射单元111a位于列首，与第一低频列110中的各第一低频辐射单元111a、111b、111c不相邻的第二低频辐射单元121c位于第二低频列120的列尾。即，第一低频列110和第二低频列120分别具有单独的第一低频辐射单元111a和单独的第二低频辐射单元第二低频辐射单元121c。如此，有利于提高第一低频列110和第二低频列120的对称性，从而改善第一低频列110和第二低频列120的辐射方向图对称性，半功率波束宽度的波宽收敛性、天线增益、前后比及轴向交叉极化均能达到较好的水平。进一步的优选的是，与第二低频列120中的各第二低频辐射单元不相邻的第一低频辐射单元仅1个，与第一低频列110中的各第一低频辐射单元不相邻的第二低频辐射单元也仅有1个。如此，可以在提高收敛性的同时，确保低频窄波束阵列的覆盖效果较好，避免第一低频辐射单元和第二低频辐射单元的数量过少而影响低频增益等辐射指标。

下面以低频窄波束阵列具有4组低频辐射单元组为例，具体说明上述低频窄波束阵列的几种较佳的组阵形式，如下：

第一种组阵形式是：请参照图1，第一低频列110具有4个第一低频辐射单元111a、111b、111c、111d，第二低频列120中具有3个第二低频辐射单元121a、121b、121c，第一低频辐射单元111b与第二低频辐射单元121a两两相邻形成一组低频辐射单元，第一低频辐射单元111b与第二低频辐射单元121a经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，同理，第一低频辐射单元111c与第二低频辐射单元121b两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，第一低频辐射单元111d与第二低频辐射单元121c两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖；单独的1个第一低频辐射单元111a作为一组低频辐射单元，其位于第一低频列110的列首，形成65°波束覆盖。

第二种组阵形式是：请参照图2，第一低频列110具有4个第一低频辐射单元111a、111b、111c、111d，第二低频列120中具有2个第二低频辐射单元121a、121b，2个第二低频辐射单元121a、121b位于第二低频列120的列中，第二低频辐射单元121a与第一低频辐射单元111b两两相邻并形成一组低频辐射单元，第二低频辐射单元121a与第一低频辐射单元111b经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，同理，第二低频辐射单元121b与第一低频辐射单元111c两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖；单独的第一低频辐射单元111a位于第一低频列110的列首，单独的第一低频辐射单元111d位于第一低频列110的列尾，其均形成65°波束覆盖。

第三种组阵形式是：请参照图3，第一低频列110中具有3个第一低频辐射单元111a、111b、111c，第二低频列120中具有4个第二低频辐射单元121a、121b、121c、121d，第一低频辐射单元111a与第二低频辐射单元121a两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，第一低频辐射单元111b与第二低频辐射单元121b两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，第一低频辐射单元111c与第二低频辐射单元121c两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖；单独的1个第二低频辐射单元121d位于第二低频列120的列尾，其形成65°波束覆盖。

第四种组阵形式是：请参照图4，第二低频列120具有4个第二低频辐射单元121a、121b、121c、121d，第一低频列110中具有2个第一低频辐射单元111a、111b，2个第一低频辐射单元111a、111b位于第一低频列110的列中，第一低频辐射单元111a与第二低频辐射单元121b两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，第二低频辐射单元111b与第二低频辐射单元121c两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖；单独的第二低频辐射单元121a位于第二低频列120的列首，单独的第二低频辐射单元121d位于第二低频列120的列尾，其均形成65°波束覆盖。

第五种组阵形式是：请参照图5，第一低频列110具有3个第一低频辐射单元111a、111b、111c，第二低频列120具有3个第二低频辐射单元121a、121b、121c，第一低频辐射单元111b与第二低频辐射单元121a两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖，第二低频辐射单元111c与第二低频辐射单元121b两两相邻并经功分器相连以形成32°窄波束覆盖；单独的第一低频辐射单元111a位于第一低频列110的列首，其形成65°波束覆盖，单独的第二低频辐射单元121c位于二低频列120的列尾，其形成65°波束覆盖。

对于上述图1所示的第一种组阵形式和图2所示的第二种组阵形式，第二低频列120中第二低频辐射单元的减少，可以大幅降低对第二高频窄波束阵列300的波束收敛性以及增益、驻波、隔离等电气指标的影响，同时也有利于提高第一高频窄波束阵列200的增益、驻波和隔离度指标。对于上述图3所示的第三种组阵形式和图4所示的第四种组阵形式，第一低频列110中第一低频辐射单元的减少，可以大幅降低对第一高频窄波束阵列200的波束收敛性以及增益、驻波、隔离等电气指标的影响，同时也有利于提高第二高频窄波束阵列300的增益、驻波和隔离度指标。对于上述图5所示的第五种组阵形式，则可以大幅降低对第一高频窄波束阵列200和第二高频窄波束阵列300的波束收敛性以及增益、驻波、隔离等电气指标的影响，同时低频窄波束阵列的方向图也可达到较优的水平。

需要说明的是，上述列首和列尾仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

应当理解的是，在实际应用时，可以根据需要，增加低频窄波束阵列中低频辐射单元的组数，即增加第一低频辐射单元和/或第二低频辐射单元的数量，在此不作限制。

作为本发明的一个优选实施例，请一并参照图1至图5，上述第一高频窄波束阵列200的列间距D1为0.7～0.9λ1，第二高频窄波束阵列300的列间距D2为0.7～0.9λ2，低频窄波束阵列的列间距D3为0.7～0.9λ3；第一高频窄波束阵列200中任意相邻两个第一高频辐射单元211以及任意相邻两个第二高频辐射单元221之间的行间距d1均为0.8～0.9λ1，第二高频窄波束阵列300中任意相邻两个第三高频辐射单元311以及任意相邻两个第四高频辐射单元321之间的行间距d2均为0.8～0.9λ2，低频窄波束阵列中任一相邻两个第一低频辐射单元以及任意相邻两个第二低频辐射单元之间的行间距d3均为0.8～0.9λ3；λ1为第一高频窄波束阵列200的中心频率波长，λ2为第二高频窄波束阵列300的中心频率波长，λ3为低频窄波束阵列的中心频率波长。采用上述列间距和行间距的设置，能够有效的优化天线的垂直面副瓣电平，优化阵列间的隔离度，减少列间耦合，相应的降低了去耦的难度和成本，使天线的电气性能和工作可靠性更好，同时有利于天线小型化。

作为本发明的一个优选实施例，上述第一低频列110的各第一低频辐射单元之间以相等的行间距排列，上述第二低频列120的各第二低频辐射单元之间以相等的行间距排列，上述第一高频列210的各第一高频辐射单元211之间以相等的行间距排列，上述第一高频列210的各第一高频辐射单元211之间以相等的行间距排列，上述第二高频列310的各第二高频辐射单元311之间以相等的行间距排列，上述第三高频列220的各第三高频辐射单元221之间以相等的行间距排列，上述第四高频列320的各第四高频辐射单元321之间以相等的行间距排列，如此，可以起到进一步优化副瓣电平的作用。

作为本发明的一个优选实施例，请一并参照图1至图5，上述第一低频列110的各第一低频辐射单元分别与第一高频列210中的各第一高频辐射单元211同轴嵌套设置，第二低频列120的各第二低频辐射单元分别与第三高频列310中的各第三高频辐射单元311同轴嵌套设置。如此，可具有更加紧凑的结构尺寸，有利于天线的小型化。

在部分实施例中，请一并参照图1至图5，两两相邻的第一低频辐射单元和第二低频辐射单元并排设置。如此，可以保证两个列之间保持较大的横向间距，以减小两个天线阵列之间的耦合。

在部分实施例中，上述第一低频列110中的各第一低频辐射单元与第二低频列120中的各第二低频辐射单元也可以呈错位设置(未示出)。错位设置可以很好的避免低频辐射单元与高频辐射单元在天线反射板(未示出)上的正投影相互之间无干涉，并有利于缩小列间距，进而提高阵列左右边界对称性，改善辐射方向图对称性，使半功率波束宽度的波宽收敛性较好、波宽变窄，前后比和轴向交叉极化也能得到明显改善；还能缩小迎风面积、节省了天面资源，同时有利于天线的小型化设计。

在实际应用时，上述低频窄波束阵列中的各第一低频辐射单元和各第二低频辐射单元可采用结构相同的辐射单元，以简化安装。上述第一高频窄波束阵列200中的各第一高频辐射单元211和各第三高频辐射单元221也可以采用结构相同的辐射单元，以简化安装。同理，上述第二高频窄波束阵列300中的各第二高频辐射单元311和各第四高频辐射单元321也可以采用结构相同的辐射单元，以简化安装。

具体在本实施例中，上述第一高频窄波束阵列200的工作频段为1710～2170MHz，第二高频窄波束阵列300的工作频段为1710～2690MHz，低频窄波束阵列的工作频段为820～960MHz。如此，可以方便的应用于0.9GHz、1.8GHz、2.6GHz频段，实现TD-LTE/TD-LTE-Advanced/5G等系统的高速数据通信。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims

1.一种多频窄波束天线，其特征在于，包括：

所述低频窄波束阵列中包括两两相邻的第一低频辐射单元和第二低频辐射单元，以及与各所述第一低频辐射单元均不相邻的所述第二低频辐射单元，和/或，与各所述第二低频辐射单元均不相邻的所述第一低频辐射单元；

当所述第一低频列中具有与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元时，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元位于所述第一低频列的列首和/或列尾；

与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元的数量≤2。

2.根据权利要求1所述的多频窄波束天线，其特征在于，当所述第二低频列中具有与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元时，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元位于所述第二低频列的列首和/或列尾。

3.根据权利要求2所述的多频窄波束天线，其特征在于，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元的数量≤2。

4.根据权利要求1所述的多频窄波束天线，其特征在于，当所述第一低频列中具有与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元，且所述第二低频列中具有与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元时，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元位于列首，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元位于所述第二低频列的列尾。

5.根据权利要求4所述的多频窄波束天线，其特征在于，与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元不相邻的所述第一低频辐射单元仅1个，与所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元不相邻的所述第二低频辐射单元也仅有1个。

6.根据权利要求1所述的多频窄波束天线，其特征在于，所述第一高频窄波束阵列的列间距D1为0.7～0.9λ1，所述第二高频窄波束阵列的列间距D2为0.7～0.9λ2，所述低频窄波束阵列的列间距D3为0.7～0.9λ3；

7.根据权利要求1所述的多频窄波束天线，其特征在于，所述第一低频列的各所述第一低频辐射单元分别与所述第一高频列中的各所述第一高频辐射单元同轴嵌套设置，所述第二低频列的各所述第二低频辐射单元分别与所述第三高频列中的各所述第三高频辐射单元同轴嵌套设置。

8.根据权利要求1所述的多频窄波束天线，其特征在于，两两相邻的所述第一低频辐射单元和所述第二低频辐射单元并排设置，或者，所述第一低频列中的各所述第一低频辐射单元与所述第二低频列中的各所述第二低频辐射单元错位设置。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的多频窄波束天线，其特征在于，所述第一高频窄波束阵列的工作频段为1710～2170MHz，所述第二高频窄波束阵列的工作频段为1710～2690MHz，所述低频窄波束阵列的工作频段为820～960MHz。