[发明专利]一种适用于Sub 6G的双频共口径相控阵天线装置

说明书

本发明涉及天线技术领域，公开了一种适用于Sub 6G的双频共口径相控阵天线装置，包括第一天线阵面和第二天线阵面；第一天线阵面包括多个低频天线单元，按照矩形栅格或者三角形栅格均匀排布；第二天线阵面包括多个高频天线单元，按照矩形栅格或者三角形栅格均匀排布；第一天线阵面与第二天线阵面采用交错排布方式或者嵌套方式组合。本发明实施例首先将两个频段用两个不同天线单元来实现；其次按照各自合适的阵间距排布组成阵面，以保证两个频段的宽角扫描性能；最后再将两个阵面按照交错排布方式或者嵌套方式组合到一起，以保证两个阵面的辐射特性良好，最终实现共口径设计，同时使得整体尺寸相较于单频段天线系统没有太大增加。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种适用于Sub 6G的双频共口径相控阵天线装置。

背景技术

目前，国内Sub 6G的频率资源已经分配完成，中国移动获得了2.6GHz和4.9GHz两个频率资源。因此，同时覆盖2.6GHz和4.9GHz的双频相控阵天线系统在未来5G的发展中显得尤为重要。根据现有技术来看，实现双频覆盖的相控阵天线系统方案大多可以分为两种：

第一种是采用宽带或者是双频天线单元，同时覆盖2.6GHz和4.9GHz频段去进行组阵。该方案的阵面布局如图1所示，图1中每个正方形图案均代表宽带天线单元或者双频天线单元，能同时覆盖2.6GHz和4.9GHz频段。同时图1中的阵面布局可以根据系统需要在横向和纵向扩展及缩小。

第二种是采用两个天线单元去分别覆盖2.6GHz和4.9GHz频段，然后将两个天线单元各自组阵之后分开放置。该方案的阵面布局如图2所示，图2中每个×形状图案均代表用于覆盖4.9GHz频段的高频天线单元，每个三角形图案均代表用于覆盖2.6GHz频段的低频天线单元。同样的，图2中的阵面布局可以根据系统需要在横向和纵向扩展及缩小，只需保证两个阵面仍相隔一定间距即可。

但是，上述两种方案都存在各自的问题。

第一种方案中，同一天线单元同时覆盖2.6GHz和4.9GHz频段，这样整个天线系统的尺寸不会相较于单频段天线系统有较大的增加，但由于相控阵天线系统的扫描性能与阵间距密切相关，阵间距的选择是比较重要的问题，若选取合适的阵间距以保证2.6GHz频段有良好的宽角扫描性能，则该阵间距相对于4.9GHz频段来说已经接近甚至超过了一个波长，会使得4.9GHz频段的方向图出现栅瓣；若选取合适的阵间距以保证4.9GHz频段有良好的宽角扫描性能，则该阵间距相对于2.6GHz频段来说远小于了半个波长，导致天线单元的耦合作用明显，天线阵面在扫描时增益下降严重。同时，这种方案，也要求后端的射频器件同时覆盖2.6GHz和4.9GHz频段，这也具有很高的设计难度和成本代价。

第二种方案中，覆盖2.6GHz和4.9GHz频段为两个不同天线单元，最终会有两个天线阵面分开放置，这会导致整个相控阵天线系统的尺寸相较于单频段天线系统有很大的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于Sub 6G的双频共口径相控阵天线装置，能够同时实现2.6GHz和4.9GHz两个频段的良好宽角扫描特性，而且确保整个天线尺寸相较于单频段天线系统没有太大增加。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于Sub 6G的双频共口径相控阵天线装置，包括第一天线阵面和第二天线阵面；

所述第一天线阵面包括多个低频天线单元，各个所述低频天线单元按照矩形栅格或者三角形栅格均匀排布；

所述第二天线阵面包括多个高频天线单元，各个所述高频天线单元按照矩形栅格或者三角形栅格均匀排布；

所述第一天线阵面与第二天线阵面采用交错排布方式或者嵌套方式组合。

可选的，所述第一天线阵面的低频天线单元按照矩形栅格均匀排布，且第一天线阵面的阵间距横向为2a，阵间距纵向为2b；