CN113872631B - 收发装置和基站 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种收发装置和基站，涉及通信领域。本申请实施例的收发装置中可以设置环形器，环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口通过匹配电路与振子连接，第二端口通过第一滤波器与发送通道连接，第三端口通过第二滤波器与接收通道连接。本申请实施例中，因为收发装置中利用环形器实现较高的隔离度，因此本申请实施例对第一滤波器和第二滤波器的性能要求低，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

Description

收发装置和基站

技术领域

本申请涉及通信技术，尤其涉及一种收发装置和基站。

背景技术

随着终端技术的发展，终端设备在传输速率、性能和系统业务容量等方面对无线通信系统提出了更高的要求，无线通信系统中，基站天线的多输入多输出(multiple inputmultiple output，MIMO)架构得到较多应用。

可能的设计中，频分双工(frequency division duplexing，FDD)的MIMO天线可以包括收发一体架构和收发分离架构。

示例性的，图1示出了可能的收发一体天线架构，天线收发合一，不提供隔离度，需要通过双工器(如腔体双工器)提供隔离度。但是，该方式中，对双工器的性能要求高，双工器的体积大，成本高。

示例性的，图2示出了可能的收发分离天线架构，将收发天线分离，提供一定的隔离度，后端通过收发滤波器提供一定的隔离度，对滤波器性能要求不高。但是，收发天线分离，天线性能下降，收发互易性不能够保证，且需要占两个天线的位置，成本高、面积大、耦合强。

发明内容

本申请实施例提供一种收发装置和基站，可以使得振子占用一个位置，且实现较好的隔离度，对滤波器性能要求低，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

第一方面，本申请实施例提供一种收发装置，包括：N个振子、N个匹配电路、N个环形器、N个第一滤波器、N个第二滤波器、N个接收通道以及N个发送通道。收发装置工作于至少两个频段。N为自然数。其中，环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口通过匹配电路与振子连接。第二端口通过第一滤波器与发送通道连接。第三端口通过第二滤波器与接收通道连接。匹配电路，用于振子和环形器的共轭匹配。环形器的三个端口被配置为：从发送通道到接收通道隔离，从振子到发送通道隔离，从接收通道到振子隔离。以及，从接收通道到发送通道直通，从发送通道到振子直通，从振子到接收通道直通。第一滤波器，用于发送通道的上行频段的滤波。第二滤波器，用于接收通道的下行频段的滤波。

本申请实施例中，N为1时，收发装置可以为单极化收发装置，N为2时，收发装置可以为双极化收发装置，因为收发装置中利用环形器实现较高的隔离度，因此本申请实施例对第一滤波器和第二滤波器的性能要求低，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

一种可能的设计中，振子，包括四层金属层，四层金属层按照顺序依次为第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层。其中，第一金属层，被配置为引向层。第二金属层，被配置为辐射层。第三金属层包括地板层和缝隙。第四金属层被配置为馈电层。第三金属层和第四金属层用于组成微带馈电结构。第四金属层的信号从第三金属层的缝隙耦合到第二金属层以进行辐射，第一金属层为来自第二金属层的信号引入谐振点。本申请实施例中，在通常的三层金属层的振子结构中，增加了第一金属层，从而可以引入新的阻抗谐振点，增加带宽，且实现引向作用、提升增益。

一种可能的设计中，第一金属层和第二金属层之间设置有第一介质层，第二金属层和第三金属层之间设置有第二介质层，第三金属层和第四金属层之间设置有第三介质层。第一介质层的介电常数小于第二介质层的介电常数。这样可以基于第一金属层实现较好的引向作用，增加带宽。

一种可能的设计中，第二金属层的边沿投影于第一金属层的边沿之内。这样可以基于第一金属层实现较好的引向作用，增强带宽。

一种可能的设计中，缝隙包括第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，第二缝隙和第三缝隙平行，第二缝隙和第三缝隙均与第一缝隙正交。第一缝隙的边缘分别与第二缝隙和第三缝隙相接。这样，第三金属层和第四金属层组成微带馈电结构，把信号从馈电层引入到工字型缝隙位置，信号再从缝隙位置耦合到第二金属层的辐射片，经过第一金属层引入新的阻抗谐振点，从而可以增加带宽，提升增益。

一种可能的设计中，第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙组成的缝隙区域沿水平或垂直对称。将第一缝隙垂直投影与第四金属层时，第一缝隙的几何中心在第四金属层的投影点位于第四金属层的中心线上。通过对称性设计，可以实现两个极化阻抗区域几乎重叠，这样可以使得两个极化的电流分布均匀，实现双极化之间的高隔离度特性。

一种可能的设计中，N为2，2个振子的极化分别为±45°极化或者0/90°极化，在两个振子的缝隙区域垂直投影于两个振子的第二金属层时，两个振子的缝隙区域的几何中心，与两个振子的第二金属层的几何中心在一条直线。通过对称性设计，可以实现两个极化阻抗区域几乎重叠，这样可以使得两个极化的电流分布均匀，实现双极化之间的高隔离度特性。

一种可能的设计中，匹配电路包括电容匹配电路。电容匹配电路包括一阶或多阶电容匹配单元，电容匹配单元包括与振子并联连接的电容。或者，电容匹配单元包括：与振子并联连接的电容，以及与振子串联连接的微带线。经电容匹配之后的振子的反射系数特性得到较大提升。

一种可能的设计中，匹配电路包括开路支节匹配电路。开路支节匹配电路包括一阶或多阶开路支节匹配单元，开路支节匹配单元包括与振子并联连接的开路线。或者，开路支节匹配单元包括：与振子并联连接的开路线，以及与振子串联连接的微带线。经开路支节匹配之后的振子的反射系数特性得到较大提升。

一种可能的设计中，匹配电路中设置电容加载，用于实现阻抗匹配。

第二方面，本申请实施例提供了一种收发装置，包括：M个振子、与M个振子连接的M个匹配电路、环形器、第一滤波器、第二滤波器、接收通道以及发送通道。收发装置工作于至少两个频段。M为大于或等于2的整数。环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，M个匹配电路通过共同的连接端口与第一端口连接。第二端口通过第一滤波器与发送通道连接。第三端口通过第二滤波器与接收通道连接。M个匹配电路，用于M个振子和环形器的共轭匹配。环形器的三个端口被配置为：从发送通道到接收通道隔离，从连接端口到发送通道隔离，从接收通道到连接端口隔离。以及，从接收通道到发送通道直通，从发送通道到连接端口直通，从连接端口到接收通道直通。第一滤波器，用于发送通道的上行频段的滤波。第二滤波器，用于接收通道的下行频段的滤波。本申请实施例的收发装置可以理解为天线阵列，在天线阵列中利用环形器实现较高的隔离度，因此本申请实施例对第一滤波器和第二滤波器的性能要求低，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

一种可能的设计中，匹配电路包括电容匹配电路。电容匹配电路包括一阶或多阶电容匹配单元，电容匹配单元包括与天线并联连接的电容。或者，电容匹配单元包括：与振子并联连接的电容，以及与振子串联连接的微带线。

一种可能的设计中，匹配电路包括开路支节匹配电路。开路支节匹配电路包括一阶或多阶开路支节匹配单元，开路支节匹配单元包括与天线并联连接的开路线。或者，开路支节匹配单元包括：与振子并联连接的开路线，以及与振子串联连接的微带线。

一种可能的设计中，振子，包括四层金属层，四层金属层按照顺序依次为第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层。其中，第一金属层，被配置为引向层。第二金属层，被配置为辐射层。第三金属层包括地板层和缝隙。第四金属层被配置为馈电层。第三金属层和第四金属层用于组成微带馈电结构。第四金属层的信号从第三金属层的缝隙耦合到第二金属层以进行辐射，第一金属层为来自第二金属层的信号引入谐振点。

一种可能的设计中，第一金属层和第二金属层之间设置有第一介质层，第二金属层和第三金属层之间设置有第二介质层，第三金属层和第四金属层之间设置有第三介质层。第一介质层的介电常数小于第二介质层的介电常数。

一种可能的设计中，第二金属层的边沿投影于第一金属层的边沿之内。

一种可能的设计中，缝隙包括第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，第二缝隙和第三缝隙平行，第二缝隙和第三缝隙均与第一缝隙正交。第一缝隙的边缘分别与第二缝隙和第三缝隙相接。

一种可能的设计中，第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙组成的缝隙区域沿水平或垂直对称。将第一缝隙垂直投影与第四金属层时，第一缝隙的几何中心在第四金属层的投影点位于第四金属层的中心线上。

一种可能的设计中，匹配电路中设置电容加载，用于实现阻抗匹配。

第二方面中可能的设计的有益效果可以参照第一方面中相应有益效果的描述，在此不作赘述。

第三方面，本申请实施例提供了一种收发装置，包括：用于发送信号的第一辐射单元、用于接收信号的第二辐射单元、L个第一滤波器、L个第二滤波器、L个接收通道以及L个发送通道。第一辐射单元包括L个第一振子，第二辐射单元包括L个第二振子。L为自然数。其中，第一辐射单元通过第一滤波器与发送通道连接，第二辐射单元通过第二滤波器与接收通道连接。第一辐射单元与第二辐射单元被配置为收发共轴。收发共轴包括：第一辐射单元的几何中心与第二辐射单元的几何中心位于同一垂直线。第一滤波器，用于发送通道的上行频段的滤波。第二滤波器，用于接收通道的下行频段的滤波。这样，将用于发送的第一振子和用于接收的第二振子共轴设置，使得振子占用一个位置，且实现较好的隔离度，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

一种可能的设计中，第一辐射单元的几何中心和第二辐射单元的几何中心位于同一点。这样，使得第一辐射单元与第一辐射单元共面且无重叠，实现较好的隔离度。

一种可能的设计中，第一辐射单元包括2个第一振子，第二辐射单元包括2个第二振子。2个第一振子采用环状结构及差分馈电形成双极化。2个第二振子采用X极化或十极化。

一种可能的设计中，环状结构为：每个第一振子分为两个臂，分别位于斜对角位置。或者，每个第一振子分为两个臂，分别位于水平或垂直位置。

一种可能的设计中，第一辐射单元与第二辐射单元之间设置隔离壁，用于隔离第一辐射单元与第二辐射单元。这样，可以利用隔离壁在第一辐射单元与第二辐射单元之间实现更好的隔离效果。

一种可能的设计中，隔离壁的结构可以包括下述任意一种：金属墙结构、电磁带隙结构、频率选择表面或电磁吸波体。

第四方面，本申请实施例提供了一种收发装置，包括：K个用于发送信号的第一辐射单元、K个用于接收信号的第二辐射单元、Q个第一滤波器、Q个第二滤波器、Q个接收通道以及Q个发送通道。第一辐射单元包括Q个第一振子，第二辐射单元包括Q个第二振子。Q为自然数。K为大于或等于2的整数。其中，K个第一辐射单元通过共同的连接端口与第一滤波器连接，第一滤波器与发送通道连接，K个第二辐射单元通过通过共同的连接端口与第二滤波器连接，第二滤波器与接收通道连接。对于其中一个第一辐射单元和其中一个第二辐射单元，第一辐射单元与第二辐射单元被配置为收发共轴。收发共轴包括：第一辐射单元的几何中心与第二辐射单元的几何中心位于同一垂直线。第一滤波器，用于发送通道的上行频段的滤波。第二滤波器，用于接收通道的下行频段的滤波。本申请实施例的收发装置可以理解为天线阵列，在天线阵列中将用于发送的第一振子和用于接收的第二振子共轴设置，使得振子占用一个位置，且实现较好的隔离度，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

一种可能的设计中，第一辐射单元的几何中心和第二辐射单元的几何中心位于同一点。

一种可能的设计中，第一辐射单元包括2个第一振子，第二辐射单元包括2个第二振子。2个第一振子采用环状结构及差分馈电形成双极化。2个第二振子采用X极化或十极化。

一种可能的设计中，环状结构为：每个第一振子分为两个臂，分别位于斜对角位置。或者，每个第一振子分为两个臂，分别位于水平或垂直位置。

一种可能的设计中，第一辐射单元与第二辐射单元之间设置隔离壁，用于隔离第一辐射单元与第二辐射单元。

一种可能的设计中，隔离壁的结构可以包括下述任意一种：金属墙结构、电磁带隙结构、频率选择表面或电磁吸波体。

第四方面中可能的设计的有益效果可以参照第三方面中相应有益效果的描述，在此不作赘述。

第五方面，本申请实施例还提供一种基站，包括如上述第一方面至第四方面任意可能的收发装置。

第六方面，本申请实施例还提供一种终端设备，包括如上述第一方面至第四方面任意可能的收发装置。

应当理解的是，本申请实施例的第一方面至第六方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果可以互相参照，不再赘述。

附图说明

图1为一种可能的收发一体天线架构示意图；

图2为一种可能的收发分离天线架构示意图；

图3为本申请实施例利用环形器实现较高的隔离度的架构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种收发装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种收发装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的四层金属层的示意图；

图7为本申请实施例提供的隔离度指标效果示意图；

图8为本申请实施例的一种阻抗圆图；

图9为本申请实施例的一种匹配电路示意图；

图10为本申请实施例的振子阻抗成实数小且具有感性的示意图；

图11为本申请实施例的振子阻抗成实数小且具有容性的示意图；

图12为本申请实施例的振子阻抗成实数小且无电抗特性的示意图；

图13为本申请实施例的一种电容匹配之后的反射系数效果示意图；

图14为本申请实施例的一种电容匹配后的史密斯圆图；

图15为本申请实施例的一种匹配电路示意图；

图16为本申请实施例的振子阻抗成实数小且具有感性的示意图；

图17为本申请实施例的振子阻抗成实数小且具有容性的示意图；

图18为本申请实施例的振子阻抗成实数小且无电抗特性的示意图；

图19为本申请实施例的一种开路支节匹配之后的反射系数效果示意图；

图20为本申请实施例的缝隙馈电叠加匹配电路的示意图；

图21为本申请实施例的缝隙馈电叠加匹配电路叠加振子的示意图；

图22为本申请实施例提供的一种收发装置示意图；

图23为本申请实施例提供的振子极化示意图；

图24为本申请实施例提供的一种收发装置示意图；

图25为本申请实施例提供的振子极化示意图；

图26为本申请实施例提供的上行环状结构示意图；

图27为本申请实施例提供的上行振子与下行振子结构示意图；

图28为本申请实施例提供的上行环状结构示意图；

图29为本申请实施例提供的上行振子与下行振子结构示意图；

图30为本申请实施例提供的上行振子与下行振子结构示意图；

图31为本申请实施例提供的一种天线阵列结构示意图。

具体实施方式

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一端口和第二端口仅仅是为了区分不同的端口，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本申请实施例的收发装置可以应用于FDD的MIMO系统，在收发装置中可以设置多个振子(也可能称为天线辐射体、天线振子或天线等)，两个收发装置在MIMO系统中可以其中一个作为接收端，另一个作为发送端进行通信。

可能的实现方式中，本申请实施例的收发装置可以应用于基站。本申请实施例涉及到的基站还可以称为无线接入网(radio access network，RAN)设备。基站可以是全球移动通讯(global system of mobile communication，GSM)或码分多址(code divisionmultiple access，CDMA)中的基站(base transceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)中的基站(nodeB，NB)，还可以是长期演进(long term evolution，LTE)中的演进型基站(evolutional node B，eNB或eNodeB)，或者中继站或接入点，或者5G网络中的基站，或者未来通信系统中的基站等，在此并不限定。

可能的实现方式中，本申请实施例的收发装置可以应用于终端设备。本申请实施例涉及到的终端设备可以是有线终端，也可以是无线终端。其中，无线终端可以是一种具有无线收发功能的设备。本申请实施例涉及到的终端设备可以部署在陆地上，包括室内或室外、手持或车载；也可以部署在水面上(如轮船等)；还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。本申请实施例涉及到的终端设备可以是用户设备(user equipment，UE)，其中，UE包括具有无线通信功能的手持式设备、车载设备、可穿戴设备或计算设备。示例性地，UE可以是手机(mobile phone)、平板电脑或带无线收发功能的电脑。终端设备还可以是虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality，AR)终端设备、工业控制中的无线终端、无人驾驶中的无线终端、远程医疗中的无线终端、智能电网中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等等。本申请实施例中，实现终端的功能的装置可以是终端，也可以是支持终端实现该功能的装置。

本申请实施例所涉及的终端设备可以包括硬件层、运行在硬件层之上的操作系统层，以及运行在操作系统层上的应用层。该硬件层包括中央处理器(dentral processingunit，CPU)、内存管理单元(memory management unit，MMU)和内存(也称为主存)等硬件。该操作系统可以是任意一种或多种通过进程(process)实现业务处理的计算机操作系统，例如，Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。该应用层包含浏览器、通讯录、文字处理软件、即时通信软件等应用。

当然，本申请实施例提供的收发装置，还可以适用于其它场景，本申请实施例中对此并不作限制。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例的收发装置可以利用环形器实现较高的隔离度，对滤波器性能要求低，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

示例性的，图3为本申请实施例利用环形器实现较高的隔离度的架构示意图。如图3所示，收发装置中可以包括振子31和环形器32。

本申请实施例中，振子31可以具有低反射系数特性，例如振子31的反射系数可以小于-25dB。

环形器32可以具有高隔离特性，例如利用环形器32的收发分离功能，实现20dB+的隔离度。环形器32还可以具有低无源互调(passive inter-modulatio，PIM)，可能的实现方式中，由于环形器产生的无源互调可能进入到接收通道，滤波器无法隔离，因此可以选择PIM小于-140dBc的环形器，或者可以在环形器的基础上叠加PIM对消算法，实现较好的PIM特性。

可能的实现方式中，还可以在收发装置中叠加无源对消网络、或数字对消架构等，实现收发端口之间40dB+的隔离度，从而可以进一步降低滤波器规格。具体的收发装置后续实施例中将详细说明，在此不再赘述。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例的收发装置可以利用接收振子与发送振子共轴的方式，使得振子占用一个位置，且实现较好的隔离度，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。具体的收发装置后续实施例中将详细说明，在此不再赘述。

本申请实施例所描述的振子，具有导向和放大电磁波的作用。在一些场景中振子也可能称为：天线振子、天线阵子、阵子、天线辐射体、或天线等，本申请实施例对具体称谓不作限定。

本申请实施例所描述的辐射单元可以包括一个或多个振子。

本申请实施例所描述收发装置也可能称为天线单元等。示例性的，收发装置可以为单极化天线单元，单极化天线单元的辐射单元中可以包含一个振子，振子与匹配电路可以是一一对应的关系。收发装置也可以为双极化天线单元，双极化天线单元的辐射单元中可以包含两个双极化振子，振子与匹配电路可以是一一对应的关系。收发装置也可以为单极化天线阵列，单极化天线阵列中，可以包括多个单极化振子，振子与匹配电路可以是一一对应的关系，多个匹配电路可以连接到相同的端口，端口与环形器可以是一一对应的关系。收发装置也可以为双极化天线阵列，双极化天线阵列中，可以包括多个双极化振子，振子与匹配电路可以是一一对应的关系，多个匹配电路可以连接到相同的端口，端口与环形器可以是一一对应的关系。

本申请实施例所描述的收发一体，可以理解为接收通道和发送通道通过环形器等连接一个振子(或辐射单元或端口)。

本申请实施例所描述的收发分离，可以理解为接收通道和发送通道连接不同的振子(或辐射单元或端口)。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以独立实现，也可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图4为本申请实施例提供的一种收发装置的结构示意图。

如图4所示，本申请实施例的收发装置可以称为单极化架构，收发装置可以包括：振子41、匹配电路42、环形器43、第一滤波器44、第二滤波器45、发送通道46和接收通道47。环形器43包括第一端口431、第二端口432和第三端口433，第一端口431通过匹配电路42与振子41连接；第二端口432通过第一滤波器44与发送通道46连接；第三端口433通过第二滤波器45与接收通道47连接。

本申请实施例中，收发装置可以工作在不同的频段(或者可以理解为适用于FDD的场景)，匹配电路42可以实现振子41与环形器43的共轭匹配，环形器43可以通过端口之间的上述隔离和直通设置，提升发送通道46和接收通道47的隔离度，第一滤波器44可以用于发送通道46的上行频段的滤波；第二滤波器45，可以用于接收通道47的下行频段的滤波。

本申请实施例中对振子41、匹配电路42、环形器43、第一滤波器44、第二滤波器45、发送通道46和接收通道47的具体结构不作限定。

示例性的，以本申请实施例中环形器43的第一端口431为振子端口、第二端口432为TX端口、第三端口433为RX端口为例。TX端口到RX端口隔离，振子端口到TX端口隔离，RX端口到振子端口隔离；以及，RX端口到TX端口直通、TX端口到振子端口直通、振子端口到RX端口直通。通过如上的环形器设计，就可以在单天线的场景下实现高隔离度的设计；但是如果环形器各个端口的驻波不好，可能导致反射信号进入到隔离端口，从而导致性能的下降，所以可以在振子与环形器之间连接匹配电路，实现隔离。

TX端口连接下行频段，RX端口连接上行频段，上下行频段的区间不同。例如，典型的FDD MIMO(如双频1.8+2.1FDD)如下：频段1，上行1710-1785MHz，下行1805-1880MHz；频段2，上行1920-1980MHz，下行2110-2170MHz。

可能的实现方式中，为了达到较好的隔离效果，可以采用低PIM特性的环形器，例如大功率的环形器。

因为本申请实施例的收发装置可以利用环形器43实现较高的隔离度，因此对第一滤波器44和第二滤波器45的性能要求低，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

图5为本申请实施例提供的一种收发装置的结构示意图。

如图5所示，本申请实施例的收发装置可以称为双极化架构，收发装置可以包括：振子510、匹配电路520、环形器530、滤波器540、滤波器550、发送通道560和接收通道570；以及，振子511、匹配电路521、环形器531、滤波器541、滤波器551、发送通道561和接收通道571。环形器530包括端口5301、端口5302和端口5303，端口5301通过匹配电路520与振子510连接；端口5302通过滤波器540与发送通道560连接；端口5303通过滤波器550与接收通道570连接。环形器531包括端口5311、端口5312和端口5313，端口5311通过匹配电路521与振子511连接；端口5312通过滤波器541与发送通道561连接；端口5313通过滤波器551与接收通道571连接。

本申请实施例中，可以将振子510和振子511设置为四层金属层的架构。示例性的，图6示出了一种将振子510和振子511设置为四层金属层的示意图。

如图6所示，可以包括四层金属层，四层金属层按照顺序依次为第一金属层61(或称为层1)、第二金属层62(或称为层2)、第三金属层63(或称为层3)和第四金属层64(或称为层4)。其中，第一金属层61，被配置为引向层；第二金属层62，被配置为辐射层；第三金属层63包括地板层和缝隙；第四金属层64被配置为馈电层；第三金属层63和第四金属层64用于组成微带馈电结构；第四金属层64的信号从第三金属层63的缝隙耦合到第二金属层62以进行辐射，第一金属层61为来自第二金属层62的信号引入新的阻抗谐振点，增加带宽。

本申请实施例中，第一金属层至第四金属层的具体名称可能根据实际应用场景的不同而不同，本申请实施例中所采用的配置各金属层的名称用于说明第一金属层至第四金属层的作用，并不构成对金属层的具体限定。

本申请实施例中，在通常的三层金属层的振子结构中，增加了第一金属层61，从而可以引入新的阻抗谐振点，增加带宽，且实现引向作用、提升增益。

可能的实现方式中，本申请实施例的振子510和振子511可以设置为三层金属层的架构，例如，架构中可以不包含第一金属层61，而包含第二金属层62、第三金属层63和第四金属层64，在此不作赘述。

在图6的基础上，可能的实现方式中，第一金属层和第二金属层之间设置有第一介质层65，第二金属层和第三金属层之间设置有第二介质层66，第三金属层和第四金属层之间设置有第三介质层67；第一介质层65的介电常数小于第二介质层66的介电常数，这样可以基于第一金属层实现较好的引向作用，增加带宽。

可能的实现方式中，第二金属层的边沿投影于第一金属层的边沿之内，可能的理解方式中，可以认为俯视或仰视情况下，第二金属层的边沿包含于第一金属层之内。例如，如图6所示的第一金属层和第二金属层均为圆形的情况下，第一金属层的半径r1>第二金属层的半径r2。这样可以基于第一金属层实现较好的引向作用，增强带宽。

本申请实施例中，通过缝隙可以实现单元之间的高隔离度。可能的实现方式中，第三金属层的缝隙包括第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，第二缝隙和第三缝隙平行，第二缝隙和第三缝隙均与第一缝隙正交，第一缝隙的边缘分别与第二缝隙和第三缝隙相接。示例性的，如图6所示，缝隙区域可以为“工”字型缝隙，第三金属层和第四金属层组成微带馈电结构，把信号从馈电层引入到工字型缝隙位置，信号再从缝隙位置耦合到第二金属层的辐射片，经过第一金属层引入新的阻抗谐振点，从而可以增加带宽，提升增益。

可能的实现方式中，如图6所示的第三金属层中的两个“工”字型缝隙与第二金属层之间的距离相等，或者可以理解为，两个“工”字型缝隙的几何中心与第二金属层几何中心的距离相等；且在XY坐标系的投影面上，两个“工”字型缝隙的几何中心与第二金属层几何中心三点一线，或者理解为在两个振子的缝隙区域垂直投影于两个振子的第二金属层时，两个振子的缝隙区域的几何中心，与两个振子的第二金属层的几何中心在一条直线。通过对称性设计，可以实现两个极化阻抗区域几乎重叠，这样可以使得两个极化的电流分布均匀，实现双极化之间的高隔离度特性。

实践中，如图6的振子结构中，实现了较好的隔离，例如，如图7所示，隔离度指标可以达到小于-46dB。

但是如图6的振子结构中，阻抗匹配较差，示例性的，图8示出了如图6的振子结构的阻抗圆图。可以看到，图8中的阻抗区域81集中，因此，后续可以通过匹配电路实现共轭匹配，例如，实现共轭匹配可以理解为，将图8中集中的阻抗，牵引到圆图中心，或者可以理解为匹配到系统特性阻抗，例如，通常的系统特性阻抗为50欧姆。

示例性的，图9示出了匹配电路520或匹配电路521(或可以理解为本申请实施例中提到的匹配电路)的示意图。

可能的理解方式中，图9的匹配电路可能称为电容匹配电路，电容匹配电路包括一阶或多阶电容匹配单元，电容匹配单元包括与振子并联连接的电容。

如图9所示的电路中，TL可以代表微带线，C可以代表电容，P可以代表匹配电路的端口，MT可以代表连接器，其中，MT均可以是可选的，例如可以直接采用导线连接，TL可以根据实际情况添加或省略(或者可以理解为TL为可选的)，后续将详细说明。

如图9所示，匹配电路中P2可以用于连接振子，P1可以用于连接环形器，匹配电路中包括两个与振子并联的电容C101和C102，因此图9所示的电路可以理解为包括二阶电容匹配单元，可以理解，具体应用中，电容匹配单元的数量可以依据实际应用设定(例如可以是一个或多个)，本申请实施例对此不作具体限定。

可能的实现方式中，电容匹配单元还包括与天线串联连接的微带线。示例性的，如图9所示，先串联一段微带线TL17，再并联电容C102，再串联微带线TL1，再并联电容C101，再串联微带线TL3；其中微带线TL17和C102组成一阶匹配，TL1和C101组成第二阶匹配。

微带线可以依据振子阻抗的具体情况进行选择。

示例性的，图10示出了振子阻抗成实数小且具有感性的示意图，由于振子初始阻抗为感性、小阻抗(圆图的左上方)；则至少需要一个电容C2把阻抗变换到中心位置(一阶)；或通过电容C2先降低感性、并增加阻抗实数，再通过L2增加感性，增加阻抗实数，再通过C1降低感性，增加阻抗实数；最终将阻抗匹配到50欧姆(两阶)。其中，增加感性的L2可以由TL1实现。

示例性的，图11示出了振子阻抗成实数小且具有容性的示意图，则可以先经过L1增加感性，再经过C1把阻抗变换到中心位置(一阶)，或先经过L1，再经过C1，再经过L2，在经过C2(两阶)。需要说明的是，图11中的C1和C2均是用于表征电容，与图9中的C101和C102不具有必然的对应关系。图11中的L1和L2可以利用微带线实现。

示例性的，图12示出了振子阻抗成实数小且无电抗特性的示意图，则可以先经过L1，再经过C1(一阶)；或先经过L1，再经过C1；再经过L2，在经过C2(两阶)。需要说明的是，图12中的C1和C2均是用于表征电容，与图9中的C101和C102不具有必然的对应关系。图12中的L1和L2可以利用微带线实现。

可能的实现方式中，图9所示的电容匹配电路中，根据实际需求，图9中的C101还可以串联TL4，图9中的C102还可以串联TL6，本申请实施例对此不作具体限定。

实践中，经电容匹配之后的振子的反射系数特性得到较大提升。示例性的，图13示出了一种双极化天线单元中电容匹配之后的反射系数效果示意图，其中线131可以为其中一个振子经过电容匹配的反射系数曲线，线132可以为另一个振子经过电容匹配的反射系数曲线，可见经电容匹配之后的振子的反射系数特性得到较大提升。示例性的图14示出了一种电容匹配后的史密斯圆图(说明：图14中的较为浅色的数字可以忽略，并不影响对本申请实施例的解释)，可以看出，经过匹配电路后，阻抗区域141牵引到圆图中心。

示例性的，图15示出了匹配电路520或匹配电路521(或可以理解为本申请实施例中提到的匹配电路)的示意图。

可能的理解方式中，图15的匹配电路可能称为开路支节匹配电路，开路支节匹配电路包括一阶或多阶开路支节匹配单元，开路支节匹配单元包括与振子并联连接的开路线。其中，开路线可以设置为微带线末端悬空；或者可以理解为微带线末端开路；或微带线末端连接无限大的负载，使得该微带线处于开路状态。

如图15所示的电路中，TL可以代表微带线，MO可以代表开路线，P可以代表开路支节电路的端口，MX可以代表连接器，其中，MX均可以是可选的，例如可以直接采用导线连接MX连接的各端，TL可以根据实际情况添加或省略(或者可以理解为TL为可选的)，后续将详细说明。

如图15所示，匹配电路中P4可以用于连接振子，P3可以用于连接环形器，匹配电路中包括两个与振子并联的电容MO151、MO152、MO153和MO154，因此图15所示的电路可以理解为包括二阶开路支节匹配单元，可以理解，具体应用中，开路支节匹配单元的数量可以依据实际应用设定(例如可以是一个或多个)，本申请实施例对此不作具体限定。

可能的实现方式中，开路支节匹配单元还包括与振子串联连接的微带线。例如，图15所示，还包括与振子串联的TL8、TL9和TL10，微带线TL8和MO152、MO154组成一阶匹配，TL9和MO151、MO153组成第二阶匹配。

微带线以及具体的开路支节匹配单元的阶数可以依据振子阻抗的具体情况进行选择。

示例性的，图16示出了振子阻抗成实数小且具有感性的示意图，由于振子初始阻抗为感性、小阻抗(圆图的左上方)；则至少需要一个开路线MO2把阻抗变换到中心位置(一阶)；或通过开路线MO2先降低感性、并增加阻抗实数，再通过L2增加感性，增加阻抗实数，再通过开路线MO1降低感性，增加阻抗实数；最终将阻抗匹配到50欧姆(两阶)。其中，增加感性的L2可以由TL实现。

示例性的，图17示出了振子阻抗成实数小且具有容性的示意图，则可以先经过L1增加感性，再经过开路线MO1把阻抗变换到中心位置(一阶)，或先经过L1，再经过开路线MO1，再经过L2，在经过开路线MO2(两阶)。需要说明的是，图17中的MO1和MO2均是用于表征开路线，与图15中的MO151和MO152不具有必然的对应关系，可能的理解中，MO1和MO2可以拆分为两个并联的支节。图17中的L1和L2可以利用微带线实现。

示例性的，图18示出了振子阻抗成实数小且无电抗特性的示意图，则可以先经过L1，再经过MO1(一阶)；或先经过L1，再经过MO1；再经过L2，在经过MO2(两阶)。需要说明的是，图18中的MO1和MO2均是用于表征微带线，与图15中的MO151和MO152不具有必然的对应关系。图18中的L1和L2可以利用微带线实现。

实践中，经开路支节匹配之后的振子的反射系数特性得到较大提升。示例性的，图19示出了一种开路支节匹配之后的反射系数效果示意图，其中线191可以为一个振子经过开路支节匹配的反射系数曲线，线192可以为另一个振子经过开路支节匹配的反射系数曲线，可见经开路支节匹配之后的振子的反射系数特性得到较大提升。

可能的实现方式中，上述任意的匹配电路可以设置于第四金属层。示例性的，图20示出了缝隙馈电叠加匹配电路的示意图，其中“工”字型缝隙201可以与匹配电路202在投影上可以存在叠加部分。可能的实现方式中，匹配电路202顶端(也可能称为馈电顶端)可以设置电容加载203，用于实现阻抗匹配。

图21示出了缝隙馈电叠加匹配电路叠加振子的示意图，其中“工”字型缝隙201可以与匹配电路202与振子204在投影上可以存在叠加部分。需要说明的是，图20和图21中矩形框可以为第三金属层，第三金属层中除“工”字型缝隙外，均可以为金属，图中未做填充。

综上所述，本申请实施例中，在一体化天线上实现了高隔离度，降低了对滤波器的需求，且收发共天线，降低口径的同时使能收发互易性。

本申请实施例还提供一种收发装置，该收发装置可以是天线阵列(例如包括单极化天线阵列和双极化天线阵列)，在天线阵列中辐射单元可以是由多个振子组成的单元，各振子分别连接一个匹配电路的一端，多个匹配电路的另一端可以汇聚到一个连接端口，对于该连接端口，可以对应如上述图3-21任一对应的实施例中的环形器、第一滤波器、第二滤波器、接收通道以及发送通道。

例如，环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口通过匹配电路与连接端口连接；第二端口通过第一滤波器与发送通道连接；第三端口通过第二滤波器与接收通道连接；天线阵列，被配置为收发一体；匹配电路，用于天线阵列和环形器的共轭匹配；环形器的三个端口被配置为：从发送通道到接收通道隔离，从连接端口到发送通道隔离，从接收通道到连接端口隔离；以及，从接收通道到发送通道直通，从发送通道到连接端口直通，从连接端口到接收通道直通；第一滤波器，用于发送通道的上行频段的滤波；第二滤波器，用于接收通道的下行频段的滤波。

具体可以参照如上述图3-21任一对应的实施例中的描述，在此不再赘述。

图22示出了本申请实施例提供的一种收发装置。本申请实施例中，收发装置中可以理解为单极化天线单元。

如图22所示，该收发装置包括用于发送信号的第一振子221、用于接收信号的第二振子222、第一滤波器223、第二滤波器224、接收通道226以及发送通道225；

其中，第一振子221通过第一滤波器223与发送通道225连接，第二振子222通过第二滤波器224与接收通道226连接；第一振子221与第二振子222被配置为收发共轴；收发共轴包括：第一振子221的几何中心与第二振子222的几何中心位于同一垂直线；第一滤波器223，用于发送通道225的上行频段的滤波；第二滤波器224，用于接收通道226的下行频段的滤波。

本申请实施例中，第一振子221(也可能称为上行天线单元)的几何中心与第二振子222(也可能称为下行天线单元)的几何中心位于同一垂直线，示例性的，如图23所示，第一振子221可以为垂直极化，第二振子222可以为水平极化，第一振子221与第二振子222极化正交。需要说明的是，极化正交中，原理上两个单元极化只需要正交即可，比如±45°。

第一振子221和第二振子222可以工作于不同的频段，例如，第一振子221至少工作在f1频段，第二振子222至少工作在f2频段(f1和f2可对调)。

第一振子221与第二振子222后端分别连接TX滤波器和RX滤波器，这两个滤波器分别工作在上下行频段；TX滤波器和RX滤波器后端连接各自的收发机，例如TX滤波器连接发射机、RX滤波器连接接收机。

这样，将用于发送的第一振子和用于接收的第二振子共轴设置，使得振子占用一个位置，且实现较好的隔离度，使得本申请实施例的收发装置可以实现低成本、高性能。

图24示出了本申请实施例提供的一种收发装置。该收发装置可以理解为双极化收发装置。辐射单元中包括的第一振子的数量为2，例如包括振子241和振子242。辐射单元中包括的第二振子的数量为，例如包括振子243和振子244。振子241通过TX滤波器245与发送通道249连接，振子242通过TX滤波器246与发送通道2410连接，振子243通过RX滤波器247与发送通道2411连接，振子244通过RX滤波器248与发送通道2412连接。

本申请实施例中，振子241和振子242(也可能称为上行天线单元)的几何中心与振子243和振子244(也可能称为下行天线单元)的几何中心位于同一垂直线，示例性的，如图25所示，振子241和振子242可以为双极化，振子243和振子244可以为双极化，上下行极化不正交，上下行单元共轴(可以理解为：上下行单元几何中心位于同一垂直线上，高度可以不同)。

本申请实施例中，上下行单元工作于不同的频段，例如，振子241和振子242至少工作在f1频段，振子243和振子244至少工作在f2频段(f1和f2可对调)。

一种可能的实现方式中，振子241和振子242采用环状结构及差分馈电形成双极化；振子243和振子244采用X极化(例如常规微带天线X极化或压铸阵子X极化)或十极化。示例性的，振子241和振子242可以称为外部天线，振子243和振子244可以称为外部天线，外部天线采用环状结构设置在内部天线的外围，且外部天线与内部天线互相隔离。

示例性的，图26示出了一种环状结构，环状结构为：每个第一振子分为两个臂，分别位于斜对角位置。如图26所示，每个极化分为两个臂，分别位于斜对角；再通过功分网络或巴伦，实现180°相位差，从而实现差分馈电；四个臂刚好形成两对，即形成±45°极化；由于外部天线尺寸更大，频率更低；所以更适合于低频(上行)频段。

这样，将环状结构的上行振子设置在外部，X极化的下行振子设置在内部，可以得到如图27所示的结构示意图。可以实现实现内外振子共轴(即内外振子的物理中心，位于同一条轴线)，特殊的，内外振子的几何中心，可以位于同一点，使得上行振子与下行振子共面且无重叠，实现较好的隔离度。例如，内外振子之间的相位差为0，从而使得内外振子共相位中心(或称为收发共相位中心)，内外振子共相位中心可以使得收发天线具备更好的收发互易性，可以提升信道估计的精确度，从而提升性能。

示例性的，图28示出了一种环状结构，环状结构为：每个第一振子分为两个臂，分别位于水平或垂直位置。如图28所示，外部振子采用四个单极化天线，并采用差分馈电形成两个双极化；例如，每个极化分为两个臂，分别位于水平或垂直；再通过功分网络或巴伦，实现180°相位差，从而实现差分馈电；四个臂刚好形成两对，即形成0/90°极化。由于外部振子尺寸更大，频率更低，所以更适合于低频(上行)频段。

这样，将环状结构的上行振子设置在外部，X极化的下行振子设置在内部，可以得到如图29所示的结构示意图。可以实现实现内外振子共轴(即内外振子的几何中心，位于同一条轴线)，特殊的，内外振子的几何中心，可以位于同一点，使得上行振子与下行振子共面且无重叠，实现较好的隔离度。

本申请实施例中，在上述振子结构的基础上，还可以增加滤波特性。例如，上行振子不仅需要工作在上行频段，还需要对下行频段产生带阻特性；下行振子不仅需要工作在下行频段，还需要对上行频段产生带阻特性，这样可以在上行振子的滤波器中增加抑制下行频段的结构，在下行振子的滤波器中增加抑制上行频段的结构，例如，增加谐振点形成阻带特性等方式抑制上行频段。

可能的实现方式中，第一振子与第二振子之间还设置隔离壁，用于隔离第一振子与第二振子。如图30所示，外部振子和内部振子之间设置隔离壁，从而可以实现更好的隔离效果。

示例性的，隔离壁可以包含下述几种方式：方式1：金属墙结构，通过金属阻挡电磁波的传播，从而提升隔离度；方式2：电磁带隙结构，通过电磁场带隙(electromagneticband gap，EBG)阻挡电磁波，实现收发隔离；方式3：频率选择表面(frequency selectivesurface，FSS)，通过实现阻挡电磁波的反射透射特性，实现隔离度增加；方式4：电磁吸波体，通过吸收干扰信号，提升隔离度。本申请对隔离壁的具体形式不作限定。

本申请实施例中，可以利用中心矩形(或十字)振子(即内部振子)和环形振子(即外部振子)相结合的方式，实现上行和下行振子组的隔离，还可以在中心振子和环形振子之间插入隔离结构，有效减小两幅天线之间的耦合，还可以在馈电端口引入滤波结构，形成滤波天线，进一步提高隔离度。

本申请实施例还提供天线阵列，可以包括多个如图22-图30任一项所述的收发装置。可能的实现方式中，如图31所示，天线阵列中，各辐射单元中具有相同极化方式的振子可以共用一个接口(或称为连接端口)，接口可以通过滤波器连接相应的接收通道或发射通道(或称为发送通道)。

例如，天线阵列中包括：K个用于发送信号的第一辐射单元、K个用于接收信号的第二辐射单元、Q个第一滤波器、Q个第二滤波器、Q个接收通道以及Q个发送通道；第一辐射单元包括Q个第一振子，第二辐射单元包括Q个第二振子；Q为自然数；K为大于或等于2的整数；其中，K个第一辐射单元通过共同的连接端口与第一滤波器连接，第一滤波器与发送通道连接，K个第二辐射单元通过通过共同的连接端口与第二滤波器连接，第二滤波器与接收通道连接；对于其中一个第一辐射单元和其中一个第二辐射单元，第一辐射单元与第二辐射单元被配置为收发共轴；收发共轴包括：第一辐射单元的几何中心与第二辐射单元的几何中心位于同一垂直线；第一滤波器，用于发送通道的上行频段的滤波；第二滤波器，用于接收通道的下行频段的滤波。

具体可以参照如上述图22-图30任一对应的实施例中的描述，在此不再赘述。

本申请实施例还提供基站或终端设备，可以包括多个如上述任意实施例的收发装置。

以上的实施方式、结构示意图或仿真示意图仅为示意性说明本申请的技术方案，其中的尺寸比例并不构成对该技术方案保护范围的限定，任何在上述实施方式的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种收发装置，其特征在于，应用于频分双工FDD系统，包括：

N个振子、N个匹配电路、N个环形器、N个第一滤波器、N个第二滤波器、N个接收通道以及N个发送通道；所述收发装置工作于至少两个频段；N为自然数；

其中，所述环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口通过所述匹配电路与所述振子连接；所述第二端口通过所述第一滤波器与所述发送通道连接；所述第三端口通过所述第二滤波器与所述接收通道连接；

所述匹配电路，用于所述振子和所述环形器的共轭匹配；

所述环形器的三个端口被配置为：从所述发送通道到所述接收通道隔离，从所述振子到所述发送通道隔离，从所述接收通道到所述振子隔离；以及，从所述接收通道到所述发送通道直通，从所述发送通道到所述振子直通，从所述振子到所述接收通道直通；

所述第一滤波器，用于所述发送通道的上行频段的滤波；

所述第二滤波器，用于所述接收通道的下行频段的滤波；

所述匹配电路包括电容匹配电路；

所述电容匹配电路包括一阶或多阶电容匹配单元，所述电容匹配单元包括：与所述振子并联连接的微带线和与所述微带线串联的电容，以及与所述振子串联连接的微带线；

或者，所述匹配电路包括开路支节匹配电路；

所述开路支节匹配电路包括一阶或多阶开路支节匹配单元，所述开路支节匹配单元包括：与所述振子并联连接的开路线，以及与所述振子串联连接的微带线；

所述振子，包括四层金属层，所述四层金属层按照顺序依次为第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；

其中，所述第一金属层，被配置为引向层；

所述第二金属层，被配置为辐射层；

所述第三金属层包括地板层和缝隙；

所述第四金属层被配置为馈电层；

所述第三金属层和所述第四金属层用于组成微带馈电结构；所述第四金属层的信号从所述第三金属层的缝隙耦合到所述第二金属层以进行辐射，所述第一金属层为来自所述第二金属层的信号引入谐振点。

2.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一介质层，所述第二金属层和所述第三金属层之间设置有第二介质层，所述第三金属层和所述第四金属层之间设置有第三介质层；所述第一介质层的介电常数小于所述第二介质层的介电常数。

3.根据权利要求1或2所述的收发装置，其特征在于，所述第二金属层的边沿投影于所述第一金属层的边沿之内。

4.根据权利要求1或2所述的收发装置，其特征在于，所述缝隙包括第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，所述第二缝隙和所述第三缝隙平行，所述第二缝隙和所述第三缝隙均与所述第一缝隙正交；所述第一缝隙的边缘分别与所述第二缝隙和所述第三缝隙相接。

5.根据权利要求4所述的收发装置，其特征在于，所述第一缝隙、所述第二缝隙和所述第三缝隙组成的缝隙区域沿水平或垂直对称；将所述第一缝隙垂直投影与所述第四金属层时，所述第一缝隙的几何中心在所述第四金属层的投影点位于所述第四金属层的中心线上。

6.根据权利要求1或2所述的收发装置，其特征在于，所述N为2，所述2个振子的极化分别为±45°极化或者0/90°极化，在所述两个振子的缝隙区域垂直投影于所述两个振子的第二金属层时，所述两个振子的缝隙区域的几何中心，与所述两个振子的第二金属层的几何中心在一条直线。

7.根据权利要求1或2所述的收发装置，其特征在于，所述匹配电路中设置电容加载，用于实现阻抗匹配。

8.一种收发装置，其特征在于，应用于频分双工FDD系统，包括：

M个振子、与所述M个振子连接的M个匹配电路、环形器、第一滤波器、第二滤波器、接收通道以及发送通道；所述收发装置工作于至少两个频段；M为大于或等于2的整数；所述M个振子具有相同极化方式；

所述环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述M个匹配电路通过共同的连接端口与所述第一端口连接；所述第二端口通过所述第一滤波器与所述发送通道连接；所述第三端口通过所述第二滤波器与所述接收通道连接；

所述M个匹配电路，用于所述M个振子和所述环形器的共轭匹配；

所述环形器的三个端口被配置为：从所述发送通道到所述接收通道隔离，从所述连接端口到所述发送通道隔离，从所述接收通道到所述连接端口隔离；以及，从所述接收通道到所述发送通道直通，从所述发送通道到所述连接端口直通，从所述连接端口到所述接收通道直通；

所述第一滤波器，用于所述发送通道的上行频段的滤波；

所述第二滤波器，用于所述接收通道的下行频段的滤波；

所述匹配电路包括电容匹配电路；

所述电容匹配电路包括一阶或多阶电容匹配单元，所述电容匹配单元包括：与所述振子并联连接的微带线和与所述微带线串联的电容，以及与所述振子串联连接的微带线；

或者，所述匹配电路包括开路支节匹配电路；

所述开路支节匹配电路包括一阶或多阶开路支节匹配单元，所述开路支节匹配单元包括：与所述振子并联连接的开路线，以及与所述振子串联连接的微带线；

所述振子，包括四层金属层，所述四层金属层按照顺序依次为第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；

其中，所述第一金属层，被配置为引向层；

所述第二金属层，被配置为辐射层；

所述第三金属层包括地板层和缝隙；

所述第四金属层被配置为馈电层；

所述第三金属层和所述第四金属层用于组成微带馈电结构；所述第四金属层的信号从所述第三金属层的缝隙耦合到所述第二金属层以进行辐射，所述第一金属层为来自所述第二金属层的信号引入谐振点。

9.根据权利要求8所述的收发装置，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一介质层，所述第二金属层和所述第三金属层之间设置有第二介质层，所述第三金属层和所述第四金属层之间设置有第三介质层；所述第一介质层的介电常数小于所述第二介质层的介电常数。

10.根据权利要求8或9所述的收发装置，其特征在于，所述第二金属层的边沿投影于所述第一金属层的边沿之内。

11.根据权利要求8或9所述的收发装置，其特征在于，所述缝隙包括第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，所述第二缝隙和所述第三缝隙平行，所述第二缝隙和所述第三缝隙均与所述第一缝隙正交；所述第一缝隙的边缘分别与所述第二缝隙和所述第三缝隙相接。

12.根据权利要求11所述的收发装置，其特征在于，所述第一缝隙、所述第二缝隙和所述第三缝隙组成的缝隙区域沿水平或垂直对称；将所述第一缝隙垂直投影与所述第四金属层时，所述第一缝隙的几何中心在所述第四金属层的投影点位于所述第四金属层的中心线上。

13.根据权利要求8或9所述的收发装置，其特征在于，所述匹配电路中设置电容加载，用于实现阻抗匹配。

14.一种收发装置，其特征在于，应用于频分双工FDD系统，包括：

用于发送信号的第一辐射单元、用于接收信号的第二辐射单元、L个第一滤波器、L个第二滤波器、L个接收通道以及L个发送通道；所述第一辐射单元包括L个第一振子，所述第二辐射单元包括L个第二振子；L为自然数；

其中，所述第一辐射单元通过所述第一滤波器与所述发送通道连接，所述第二辐射单元通过所述第二滤波器与所述接收通道连接；

所述第一辐射单元与所述第二辐射单元被配置为收发共轴；所述收发共轴包括：所述第一辐射单元的几何中心与所述第二辐射单元的几何中心位于同一垂直线；

所述第一滤波器，用于所述发送通道的上行频段的滤波；

所述第二滤波器，用于所述接收通道的下行频段的滤波；

所述第一辐射单元包括2个所述第一振子，所述第二辐射单元包括2个所述第二振子；

2个所述第一振子采用环状结构及差分馈电形成双极化；

2个所述第二振子采用X极化或十极化。

15.根据权利要求14所述的收发装置，其特征在于，所述第一辐射单元的几何中心和所述第二辐射单元的几何中心位于同一点。

16.根据权利要求14所述的收发装置，其特征在于，所述环状结构为：每个所述第一振子分为两个臂，分别位于斜对角位置；或者，每个所述第一振子分为两个臂，分别位于水平或垂直位置。

17.根据权利要求14-16任一项所述的收发装置，其特征在于，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元之间设置隔离壁，用于隔离所述第一辐射单元与所述第二辐射单元。

18.一种收发装置，其特征在于，应用于频分双工FDD系统，包括：

K个用于发送信号的第一辐射单元、K个用于接收信号的第二辐射单元、Q个第一滤波器、Q个第二滤波器、Q个接收通道以及Q个发送通道；所述第一辐射单元包括Q个第一振子，所述第二辐射单元包括Q个第二振子；Q为自然数；K为大于或等于2的整数；

其中，K个所述第一辐射单元通过共同的连接端口与所述第一滤波器连接，所述第一滤波器与所述发送通道连接，K个所述第二辐射单元通过共同的连接端口与所述第二滤波器连接，所述第二滤波器与所述接收通道连接；

对于其中一个所述第一辐射单元和其中一个所述第二辐射单元，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元被配置为收发共轴；所述收发共轴包括：所述第一辐射单元的几何中心与所述第二辐射单元的几何中心位于同一垂直线；

所述第一滤波器，用于所述发送通道的上行频段的滤波；

所述第二滤波器，用于所述接收通道的下行频段的滤波；

所述第一辐射单元包括2个所述第一振子，所述第二辐射单元包括2个所述第二振子；

2个所述第一振子采用环状结构及差分馈电形成双极化；

2个所述第二振子采用X极化或十极化。

19.根据权利要求18所述的收发装置，其特征在于，所述第一辐射单元的几何中心和所述第二辐射单元的几何中心位于同一点。

20.根据权利要求18所述的收发装置，其特征在于，所述环状结构为：每个所述第一振子分为两个臂，分别位于斜对角位置；或者，每个所述第一振子分为两个臂，分别位于水平或垂直位置。

21.根据权利要求18-20任一项所述的收发装置，其特征在于，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元之间设置隔离壁，用于隔离所述第一辐射单元与所述第二辐射单元。

22.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的收发装置，或者，包括如权利要求8-13任一项所述的收发装置，或者，包括如权利要求14-17任一项所述的收发装置，或者，包括如权利要求18-21任一项所述的收发装置。

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