[发明专利]消除多频带辐射阵列中的共振的方法

说明书

本发明公开了消除多频带辐射阵列中的共振的方法。根据本发明的多频带辐射阵列包括垂直列的较低频带偶极子元件和垂直列的较高频带偶极子元件。较低频带偶极子元件操作在较低操作频带处，并且较低频带偶极子元件具有组合成大约为较低操作频带中间点频率处的波长的一半的偶极子臂。较高频带偶极子元件操作在较高频带处，并且较高频带偶极子元件具有组合成大约为较高操作频带中间点频率处的波长的四分之三的偶极子臂。较高频带辐射元件被较高频带馈送板支撑在反射器上方。较高频带馈送板和较高频带偶极子臂的组合在较低操作频带中不共振。

本申请是申请日为2015年4月10日、题为“消除多频带辐射阵列中的共振的 方法”的中国专利申请201580010628.2的分案申请。

技术领域

本公开涉及通信，并且具体而言，涉及消除多频带辐射阵列中的 共振的方法。

背景技术

用于无线语音和数据通信的多频带天线是已知的。例如，用于 GSM服务的常见频带包括GSM900和GSM1800。多频带天线中的 低频带可以包括GSM900频带，其在880-960MHz处操作。低频带 还可以包括数字红利频谱(digital dividend spectrum)，其在790-862MHz处操作。另外，低频带还可以覆盖在698-793MHz处的 700MHz频谱。

多频带天线的高频带可以包括GSM1800频带，其在1710-1880 MHz的频率范围中操作。高频带还可以包括例如UMTS频带，其在 1920-2170MHz处操作。附加的频带可以包括在2.5-2.7GHz处操作 的LTE2.6和在3.4-3.8GHz处操作的WiMax。

当偶极子元件作为辐射元件被采用时，常见的是设计偶极子，使 得它的第一共振频率处于期望的频带内。为了实现这个目的，偶极子 臂是期望的频带的波长的大约四分之一，并且两个偶极子臂一起是期 望的频带的波长的大约一半。这些常常被称为“半波”偶极子。半波 偶极子具有相当低的阻抗，通常在73-75Ω的范围内。

但是，在多频带天线中，较低频带的辐射方向图可能由于在辐射 元件中发展出的共振而变形，其中该辐射元件被设计为在较高的频带(通常是频率的2至3倍)处辐射。例如，GSM1800频带为 GSM900频带的频率的大致两倍。

存在两种通常看到的变形模式：共模共振和差模共振。共模 (CM)共振在整个较高频带辐射结构共振的时候发生，就好像它是 四分之一波单极子。由于辐射器的垂直结构(“馈送板”)常常是较 高频带频率处的波长的四分之一长并且偶极子臂也是较高频带频率处 的波长的四分之一长，因此这个整体结构是在较高频带频率处的波长 的大致一半长。当较高频带为较低频带的频率的大约两倍时，因为波 长与频率成反比，所以整个高频带结构将是较低频带频率处的波长的 大致四分之一长。差模在偶极子结构的每一半或者正交极化的较高频 率辐射元件的两个一半相对于彼此共振的时候发生。

用于减小CM共振的一种已知方法是调整较高频带辐射器的尺 寸，使得CM共振在较低频带操作范围的上方或下方移动。例如， 一种提出的用于重新调谐CM共振的方法是使用“沟(moat)”。 参见例如美国专利申请14/479,102，其公开内容通过引用被结合在本 文。在辐射元件的垂直部分(“馈送板”)周围的反射器中开孔。导 电井(conductive well)被插入到该孔中并且馈送板延伸到井的底部。 这延长了馈送板，这使得CM共振向下移动并移出带外，同时保持 偶极子臂在反射器上方大致四分之一波长处。但是，这种方法需要额 外的复杂性和制造成本。

发明内容