[发明专利]双频辐射系统及其天线阵列

说明书

技术领域

本发明主要涉及辐射系统，更具体地涉及在两个波段工作的辐射系统及其天线阵列。

背景技术

移动通信领域常常同时存在几种不同的通信技术。例如，当前有第二代(2G)和第三代(3G)网络共存于移动通信网络中。为了向不同网络的用户提供服务，移动通信基站需要具有不同频率的通信能力，即在不同波段的通信能力。因此，一种辐射和/或接收的结构如天线，用于移动通信基站时可能需要包括不同频率的辐射单元以用于不同的网络，例如具有高频单元和低频单元的辐射结构，也称为双波段辐射结构。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双频辐射系统，包括一低频辐射器以及其内部的高频辐射器，从而使得辐射器系的整体高底降低，低频辐射器与高频辐射器之间有良好的隔离度。

本发明的另一目的在于提供具有双频辐射系统的天线阵列，其具有较小尺寸以及良好的隔离特性。

为获得上述目的，本发明提供一种双频辐射系统包括具有碗状结构的低频辐射器、设置于碗状结构低频辐射器内的高频辐射器、以及位于高频辐射器下方以及位于低频辐射器的碗状结构内部的超材料反射器(metamaterial reflector)。超材料反射器包括设置于高频辐射器下方的超表面(metasurface)以及位于超表面下方的实心金属平面。

本发明还提供一种天线阵列包括至少一个双频辐射单元以及至少一个交替布置的单波段辐射单元。所述至少一个双频辐射单元各包括一个具有碗状结构的低频辐射器、设置于低频辐射器的碗状结构内部的第一高频辐射器、以及设置于第一高频辐射器下方以及低频辐射器的碗状结构内部的第一超材料反射器。第一超材料反射器包括设置于第一高频辐射器下方的第一超表面(first metasurface)以及设置于第一超表面下方的第一实心金属平面。所述至少一个单波段辐射单元各包括第二高频辐射器和设置于第二高频辐射器下方的第二超材料反射器。第二超材料反射器包括设置于第二高频辐射器下方的第二超表面和设置于第二超表面下方的第二实心金属平面。

本发明具有以下有益效果：超材料反射器能够反射大部分高频辐射器朝向远离低频辐射器方向的辐射，在一定频带内形成良好的辐射磁导体，即在高频辐射器的工作频率范围内，可提供低频辐射器与高频辐射器之间的良好隔离，改善高频辐射器的辐射特性，特别是提高高频辐射器的增益。进一步地，超材料反射器对低频辐射器的辐射性能影响很小，即，使用超材料反射器，可以提高高频辐射器的辐射性能且并未牺牲低频辐射器的辐射性能。更进一步地，因为超材料反射器，高频辐射器可设置于低频辐射器的碗状结构内部，因此辐射系统的整体高度降低。

本发明的特点和有益效果，一部分揭露于后文的描述中，而一部分可从从说明书的描述明显可知，或可通过说明书的实践而了解。这些特点和优点可通过后述权利要求中特别指出的元件及其结合而实现。

附图说明

需要理解的是，上述一般说明和以下详细描述仅用于示范性及解释，并不是对本发明范围进行限制。

说明书附图作为说明书的一部分，作为本发明的几个实施例的图解，连同说明书一起解释了本发明的原理。

图1A是本发明实施例的辐射系统的剖视图。

图1B是本发明实施例的辐射系统的平面图。

图1C是本发明实施例的辐射系统的立体图。

图2是图1A-1C所示辐射系统的低频辐射器的立体图。

图3是图1A-1C所示辐射系统的部分结构的立体图。

图4是本发明另一实施例的辐射系统的部分结构的立体图。

图5是本发明实施例的天线阵列的立体图。

具体实施方式

本发明实施例揭露了在两个波段工作的辐射结构。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。在可能的情况下，整个附图中使用的相同标号指示相同或似类的部件。