天线阵列、天线和网络设备

技术领域

本公共涉及通信技术领域，特别涉及一种天线阵列、天线和网络设备。

背景技术

天线一般包括反射板和位于反射板上的天线阵列。

天线阵列包括馈电网络和多个天线单元，馈电网络分别与馈电源和多个天线单元电连接。

对于馈电网络来说，如何在保证天线性能指标满足使用需求的前提下，实现对馈电信号的功分和滤波，是一个关键的技术问题。

发明内容

本公开提供了一种天线阵列、天线和网络设备，天线阵列中的第一谐振电路的第一开路端和第二开路端分别与第二谐振电路、第三谐振电路耦合连接，从而，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路集成了滤波功能和功分功能，既实现了对馈电信号的滤波作用，也实现功分作用，且降低了功分器件和滤波器件所占用的空间，以及馈电信号损耗。下面，对本公开提供的技术方案进行说明：

第一方面，本公开提供了一种天线阵列，所述天线阵列包括第一谐振电路、第二谐振电路、第三谐振电路、第一天线单元和第二天线单元。所述第一谐振电路具有第一开路端和第二开路端。所述第二谐振电路与所述第一开路端耦合连接，且与所述第一天线单元电连接，所述第三谐振电路与所述第二开路端耦合连接，且与所述第二天线单元电连接。

其中，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路包括谐振器。本公开对第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路包括的谐振器的数量不作限定，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路可以包括一个谐振器，也可以包括多个耦合连接的谐振器。

本公开对第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路包括的谐振器的类型不作限定，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路包括的谐振器可以为单模谐振器，也可以为多模谐振器。在一种可能的实现方式中，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路包括的谐振器，以及，下文出现的谐振器，可以均为传输线谐振器。

开路端，例如，第一开路端、第二开路端以及下文出现的开路端，是指谐振器上包括端部的一个区域。在一种可能的实现方式中，当谐振器为半波长谐振器时，该区域可以定义为谐振器的一端往谐振器中心点λ/8的区域。其中，λ是指谐振器的中心频率对应的波长，中心频率指的是谐振器的工作频段的最低频率与最高频段之和的中间值，即f＝(fL+fH)/2，f表示中心频率，fL和fH分别表示工作频段内的最低频率和最高频率。半波长谐振器是指电长度等于λ/2的谐振器，其中，电长度的定义可以如下：某一谐振器的电长度＝该谐振器的物理长度×(电磁波通过该谐振器的传播时间/电磁波通过同样物理长度的空气的传播时间)。

电连接，包括耦合连接和直接电连接。耦合连接，例如，第二谐振电路与第一开路端的耦合连接、第三谐振电路与第二开路端的耦合连接，以及下文出现的耦合连接，可以是指上下层耦合连接，也可以是指在同一层的错开耦合连接，具体采用哪一种耦合形式，可以根据具体的空间条件，以及，器件的数量来确定。

本公开提供的技术方案，在馈电源向第一天线单元和第二天线单元馈电时，馈电信号通过第一谐振电路的第一开路端和第二开路端分为两路馈电信号，并分别经第二谐振电路和第三谐振电路传输至第一天线单元和第二天线单元。同时，馈电信号在传输过程中，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路也对馈电信号进行了滤波。

可见，本公开提供的天线阵列中，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路集成了滤波功能和功分功能，既实现了对馈电信号的滤波作用，也实现了功分作用。

并且，在实现相同的功分效果和滤波效果的前提下，与相关技术中的功分器和滤波器直接级联相比，本公开提供的第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路所占用的空间较小，发生的损耗也较小。

下面，以同样需要实现一分二的功分效果，以及，馈电信号需要经过N个谐振器滤波为前提，将本公开提供的天线阵列与相关技术中的天线阵列进行对比：

为实现上述功分效果和滤波效果，相关技术中的天线阵列需要两个滤波器和一个功分器，且每个滤波器包括N个耦合连接的谐振器。也即，共需要一个功分器和2N个谐振器。

在馈电源向两个天线单元馈电时，馈电信号经功分器后分为两路馈电信号，从而，实现了一分二的功分效果，但功分器不具备对馈电信号的滤波作用。之后，两路馈电信号分别经由两个滤波器的N个谐振器滤波后，传输至两个天线单元。

而本公开提供的天线阵列最多需要2N-1个谐振器，即可实现同样的功分效果和滤波效果，例如，第一谐振电路包括一个谐振器，第二谐振电路和第三谐振电路分别包括N-1个谐振器。

在馈电源向第一天线单元和第二天线单元馈电时，馈电信号通过第一谐振电路的第一开路端和第二开路端分为两路馈电信号，并分别经第二谐振电路和第三谐振电路传输至第一天线单元和第二天线单元，从而，实现了一分二的功分效果。同时，传输至第一天线单元的馈电信号，经过了第一谐振电路的一个谐振器，以及，第二谐振电路的N-1个谐振器(共N个谐振器)的滤波，传输至第二天线单元的馈电信号，经过了第一谐振电路的一个谐振器，以及，第三谐振电路的N-1个谐振器(共N个谐振器)的滤波。

可见，在实现相同滤波效果和功分效果的前提下，与相关技术的天线阵列相比，本公开提供的天线阵列至少节约了功分器和一个谐振器，从而，减小了占用的空间。

另一方面，馈电信号在功分器和谐振器上的传输过程中，会发生损耗。

相关技术中的天线阵列中，传输至每个天线单元的馈电信号，共经过了一个功分器和一个滤波器(N个谐振器)，也即，馈电信号在N+1个器件上发生了损耗。

而本公开提供的天线阵列中，传输至每个天线单元的馈电信号，共经过了一个第一谐振电路和一个第二谐振电路(或第三谐振电路)，共N个谐振器，也即，馈电信号在N个器件上发生了损耗。

可见，在实现相同滤波效果和功分效果的前提下，与相关技术的天线阵列相比，本公开提供的天线阵列还减小了馈电信号的损耗，从而，降低了功耗。

在一种可能的实现方式中，所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路的工作频段相同。

在一种可能的实现方式中，所述第一谐振电路包括的谐振器为半波长谐振器，所述第一天线单元和所述第二天线单元呈中心式对称排布。

其中，半波长谐振器的电长度等于第一谐振电路的中心频率对应的波长的一半。

第一天线单元和第二天线单元呈中心对称式排布，可以理解为，第一天线单元和第二天线单元在反射板上的投影为中心对称图形。或者，还可以理解为，第一天线单元绕着中轴线(该中轴线与反射板垂直)旋转180°之后，能够与第二天线单元重合。

本公开提供的技术方案，当第一谐振电路包括的谐振器为半波长谐振器时，第一谐振电路的第一开路端和第二开路端输出的馈电信号的相位相反(或称为相位相差180°)，则第一天线单元和第二天线单元接收到的馈电信号的相位也相反。

而通过设置第一天线单元和第二天线单元呈中心对称式排布，使得在第一天线单元和第二天线单元接收到的馈电信号的相位相反的前提下，第一天线单元和第二天线单元辐射的电磁波信号的相位一致。

在一种可能的实现方式中，所述第一天线单元和所述第二天线单元关于所述第一谐振电路的中心点呈中心对称式排布。

在一种可能的实现方式中，所述第二谐振电路具有第三开路端和第四开路端，所述第三开路端与所述第一开路端耦合连接，所述第四开路端与所述第一天线单元电连接。所述第三谐振电路具有第五开路端和第六开路端，所述第五开路端与所述第二开路端耦合连接，所述第六开路端与所述第二天线单元电连接。

本公开提供的技术方案，通过设置第二谐振电路的电连接方式均为开路端电连接，第三谐振电路的电连接方式均为开路端电连接，使得第二谐振电路和第三谐振电路的电连接方式更为简单，便于方案的实现。

在一种可能的实现方式中，所述第四开路端、所述第六开路端、所述第一天线单元和所述第二天线单元均为两个。两个所述第四开路端分别与两个所述第一天线单元电连接，两个所述第六开路端分别与两个所述第二天线单元电连接。

本公开提供的技术方案，通过设置第四开路端和第六开路端为两个，实现了一分四的功分效果，使得一个馈电源能够为四个天线单元馈电，能够获得更好的辐射性能。

在一种可能的实现方式中，所述第二谐振电路包括第一子谐振电路和两个第二子谐振电路，所述第一子谐振电路具有所述第三开路端和第七开路端，所述第二子谐振电路具有所述第四开路端和第八开路端，所述第七开路端与所述两个第二子谐振电路的第八开路端均耦合连接。所述第三谐振电路包括第三子谐振电路和两个第四子谐振电路，所述第三子谐振电路具有所述第五开路端和第九开路端，所述第四子谐振电路具有所述第六开路端和第十开路端，所述第九开路端与所述两个第四子谐振电路的第十开路端均耦合连接。

其中，第一子谐振电路、第二子谐振电路、第三子谐振电路和第四子谐振电路可以包括一个谐振器，也可以包括多个耦合连接的谐振器。

本公开提供的技术方案，通过设置第一谐振电路的第一开路端和第二开路端分别与第二谐振电路和第三谐振电路耦合连接，实现了一分二的功分效果。

通过设置第二谐振电路的第一子谐振电路分别与两个第二子谐振电路耦合连接，以及，第三谐振电路的第三子谐振电路分别与两个第四子谐振电路耦合连接，也实现了一分二的功分效果。

这样，上述两个一分二的功分效果共同实现了一分四的功分效果。

在一种可能的实现方式中，所述第二谐振电路和所述第三谐振电路关于所述第一谐振电路的中心点呈中心对称式排布。

其中，第二谐振电路和第三谐振电路关于第一谐振电路的中心点呈中心对称式排布，还可以理解为，第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路在反射板上的投影为中心对称图形，且中心点为第一谐振电路的中心点的投影。或者，还可以理解为，第二谐振电路绕着中轴线(该中轴线与反射板垂直，且过第一谐振电路的中心点)旋转180°之后，能够与第三谐振电路重合。

本公开提供的技术方案，通过设置第二谐振电路和第三谐振电路关于第一谐振电路的中心点呈中心对称式排布，保证了第二谐振电路对第一天线单元的馈电效果，和第三谐振电路对第二天线单元的馈电效果的一致性。

在一种可能的实现方式中，所述第一谐振电路用于与馈电源电连接。

在一种可能的实现方式中，所述天线阵列还包括滤波电路，所述滤波电路用于与馈电源电连接，且与所述第一开路端耦合连接，或，与所述第二开路端耦合连接。

其中，滤波电路包括一个谐振器，或多个耦合连接的谐振器。

本公开提供的技术方案，通过设置滤波电路，使得馈电信号在传输至第一谐振电路之前，先经过了滤波电路的滤波，从而，提高了天线阵列的滤波效果。

在一种可能的实现方式中，所述滤波电路为多个，多个所述滤波电路的工作频段不同。

本公开提供的技术方案，通过设置多个工作频段不同的滤波电路与第一谐振电路耦合连接，实现了多频合路功能，使得天线阵列能够辐射多个频段的电磁波信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一天线单元包括第一馈电片和第一辐射体，所述第一馈电片和所述第一辐射体均为谐振器，所述第一馈电片与所述第二谐振电路电连接，且与所述第一辐射体电连接。所述第二天线单元包括第二馈电片和第二辐射体，所述第二馈电片和所述第二辐射体均为谐振器，所述第二馈电片与所述第三谐振电路电连接，且与所述第二辐射体电连接。

其中，第一馈电片和第二馈电片还可以称为馈电探针。

本公开提供的技术方案，通过设置第一馈电片、第一辐射体、第二馈电片和第二辐射体为谐振器，使得天线单元也能够对馈电信号进行滤波，提高了天线阵列的滤波效果。

在一种可能的实现方式中，所述第一天线单元包括第一辐射体，所述第一辐射体为谐振器，所述第一辐射体与所述第二谐振电路电连接。所述第二天线单元包括第二辐射体，所述第二辐射体为谐振器，所述第二辐射体与所述第三谐振电路电连接。

本公开提供的技术方案，通过设置第一辐射体和第二辐射体为谐振器，使得天线单元也能够对馈电信号进行滤波，提高了天线阵列的滤波效果。

第二方面，本公开提供了一种天线，所述天线包括反射板和如第一方面任一项所述的天线阵列，所述天线阵列固定于所述反射板。

第三方面，本公开提供了一种网络设备，所述网络设备包括如第二方面所述的天线。

在一种可能的实现方式中，所述网络设备为基站。

附图说明

图1是本公共实施例提供的一种通信系统的系统架构的示意图；

图2是本公开实施例提供的一种天线的应用场景示意图；

图3是本公开实施例提供的一种天线的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种相关技术中的天线阵列的示意图；

图5是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图6是本公开实施例提供的一种开路端的示意图；

图7是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图8是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图9是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图10是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图11是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图12是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图13是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图14是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图15是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图16是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图17是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图18是本公开实施例提供的一种天线阵列的示意图；

图19是本公开实施例提供的一种第一辐射体的示意图；

图20是本公开实施例提供的一种第一辐射体的示意图。

附图说明：

10、天线，101、天线单元，102、反射板，103馈电网络，1031、功分器，1032、合路器，1033、滤波器，1034、传动部件，1035、移相器，1036、校准网络，20、抱杆，30、天线支架，40、天线罩，50、射频处理单元，60、基带处理单元，70、传输线；

1、第一谐振电路，1a、第一开路端，1b、第二开路端；

2、第二谐振电路，21、第一子谐振电路，22、第二子谐振电路，2a、第三开路端，2b、第四开路端，2c、第七开路端，2d、第八开路端；

3、第三谐振电路，31、第三子谐振电路，32、第四子谐振电路，3a、第五开路端，3b、第六开路端，3c、第九开路端，3d、第十开路端；

4、第一天线单元，41、第一馈电片，41a、第十四开路端，41b、第十五开路端，42、第一辐射体，42a、第十八开路端；

5、第二天线单元，51、第二馈电片，51a、第十六开路端，51b、第十七开路端，52、第二辐射体，52a、第十九开路端；

6、滤波电路，61、第一谐振器，61a、第十一开路端，61b、第十二开路端，62、第二谐振器，62a、第十三开路端；

a、馈电点。

具体实施方式

下面，先对本公开实施例提供的技术方案的应用场景进行介绍：

图1示例性示出本公开实施例适用的一种通信系统的系统架构示意图，如图1所示，该系统架构中包括基站和终端，基站和终端之间可以实现无线通信。

其中，基站亦可以称为接入网设备，可以位于基站子系统(base btationbubsystem，BBS)、陆地无线接入网(UMTS terrestrial radio access network，UTRAN)或者演进的陆地无线接入网(evolved universal terrestrial radio access，E-UTRAN)中，用于进行信号的小区覆盖以实现终端与无线网络之间的通信。具体来说，基站可以是全球移动通信系统(global system for mobile comunication，GSM)或(code divisionmultiple access，CDMA)系统中的基地收发台(base transceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)系统中的节点B(NodeB，NB)，还可以是长期演进(long term evolution，LTE)系统中的演进型节点B(evolutional NodeB，eNB或eNodeB)，还可以是云无线接入网络(cloud radio accessnetwork，CRAN)场景下的无线控制器。或者该基站也可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及新无线(new radio，NR)系统中的g节点(gNodeB或者gNB)、未来演进的网络中的接入网设备等，本公开实施例并不限定。

基站配备有天线来实现信号在空间中的传输。图2展示了如图1所示基站所配备的天线的一种应用场景示意图。图2中示出了天线10、抱杆20、天线支架30等结构。其中，天线10可以包括天线罩40，天线罩40在电气性能上具有良好的电磁波穿透特性，机械性能上能经受外部恶劣环境的影响，从而可起到保护天线系统免受外部环境影响的作用。天线罩40可通过天线支架30安装于抱杆20或者铁塔上，以便于天线10对信号的接收或者发射。

另外，基站还可以包括射频处理单元50和基带处理单元60。如图2所示，基带处理单元60可通过射频处理单元50与天线10连接。在一些示例中，射频处理单元50又可称为射频拉远单元(remote radio unit，RRU)，基带处理单元60又可称为基带单元(basebandunit，BBU)。

在一些示例中，如图2所示，射频处理单元50可与天线10一体设置，基带处理单元60位于天线10的远端，此时，射频处理单元50可与天线10合称为有源天线单元(activeantenna unit，AAU)。需要说明的是，图2只是射频处理单元50与天线10的位置关系的一个示例。在另一些示例中，射频处理单元50和基带处理单元60还可以同时位于天线10的远端。射频处理单元50与基带处理单元60可以通过传输线70连接。

进一步地，图3为本公开一种可能的实施例的天线10的结构示意图。如图3所示，天线10可以包括天线单元101、反射板102和馈电网络103。

其中，天线单元101也可以称为天线振子、振子和辐射单元等，天线单元101为构成天线阵列基本结构的单元，它能有效地辐射或接收天线信号。不同天线单元101的频率可以相同或者不同。反射板102也可以称为底板、天线面板或者金属反射面等，反射板102可以把接收的信号反射聚集在接收点上。天线单元101通常放置于反射板102一侧，这不但可以大大增强信号的接收或发射能力，还能够起到阻挡、屏蔽来自反射板102背面(本公开中反射板102的背面是指与反射板102用于设置天线单元101相背的一侧)的干扰信号。

馈电网络103位于天线单元101与射频处理单元50的功率放大器之间。馈电网络103可以给天线单元101提供特定功率和相位。例如，馈电网络103可以包括可以正向使用或者反向使用的功分器1031(或者合路器1032)，用于将一路信号分成多路信号或将多路信号合成一路。馈电网络103还可以包括滤波器1033，用于滤除干扰信号。对于电调天线，馈电网络103还可以包括传动部件1034来实现不同辐射波束指向，移相器1035来改变信号辐射的最大方向。在一些情况下，移相器1035还具备了功分器1031(或者合路器1032)的功能，此时馈电网络中便可省去功分器1031(或者合路器1032)。在一些示例中，馈电网络103还可以包括校准网络1036以获取所需的校准信号。馈电网络103中所包括的不同器件之间可以通过传输线和连接器连接。需要说明的是，功分器1031(或者合路器1032)可以位于天线罩40内部或者外部，且上述提及的各个不同部件之间的连接关系并不唯一，图3只示例出了其中一种可能的各个部件的位置关系和连接方式。

天线单元101一般是以阵列的形式排布。多个阵列排布的天线单元101和用于为这多个天线单元101馈电的馈电网络103可以称为一个天线阵列。对于馈电网络103来说，如何将馈电信号进行功分，并分别输出给多个天线单元101，以及，对馈电信号进行滤波是一个关键的技术问题。

为了实现功分和滤波的功能，如图4所示，相关技术中的馈电网络103包括功分器和两个滤波器。滤波器由两个耦合连接的谐振器组成，作用是抑制其它频段的电信号的干扰。功分器的总输入端用于与馈电源连接，功分器的两个分支输出端分别与两个滤波器连接，两个滤波器分别与两个天线单元连接。其中，谐振器是微波电路中的基础单元，具有选频特性和储能作用。

馈电源在向两个天线单元馈电时，馈电信号从功分器的总输入端输入，在功分器的作用下，分为两路馈电信号，并分别通过两个分支输出端输出给两个滤波器。每个滤波器对馈电信号进行滤波后，输出给对应的天线单元。

然而，上述功分器和滤波器直接级联的设计方式，占用的空间较大，且损耗也较大。

鉴于上述技术问题，本公开实施例提供了一种天线阵列，如图5所示，天线阵列包括第一谐振电路1、第二谐振电路2、第三谐振电路3、第一天线单元4和第二天线单元5。第一谐振电路1具有第一开路端1a和第二开路端1b。第二谐振电路2与第一开路端1a耦合连接，且与第一天线单元4电连接，第三谐振电路3与第二开路端1b耦合连接，且与第二天线单元5电连接。

其中，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3的工作频段相同。

第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括谐振器，本公开实施例对第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括的谐振器的数量不作限定，在一些示例中，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括一个谐振器，在另一些示例中，包括多个耦合连接的谐振器。

本公开实施例对第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括的谐振器的类型不作限定，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括的谐振器可以为单模谐振器，也可以为多模谐振器。在一些示例中，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括的谐振器，以及，下文出现的谐振器，可以均为传输线谐振器。

开路端，例如，第一开路端1a、第二开路端1b以及下文出现的开路端，是指谐振器上包括端部的一个区域。在一些示例中，如图6所示，当谐振器为半波长谐振器时，该区域可以定义为谐振器的一端往谐振器中心点λ/8的区域。其中，λ是指谐振器的中心频率对应的波长，中心频率指的是谐振器的工作频段的最低频率与最高频段之和的中间值，即f＝(fL+fH)/2，f表示中心频率，fL和fH分别表示工作频段内的最低频率和最高频率。半波长谐振器是指电长度等于λ/2的谐振器，其中，电长度的定义可以如下：某一谐振器的电长度＝该谐振器的物理长度×(电磁波通过该谐振器的传播时间/电磁波通过同样物理长度的空气的传播时间)。

电连接，包括耦合连接和直接电连接。耦合连接，例如，第二谐振电路2与第一开路端1a的耦合连接、第三谐振电路3与第二开路端1b的耦合连接，以及下文出现的耦合连接，可以是指上下层耦合连接，也可以是指在同一层的错开耦合连接，具体采用哪一种耦合形式，可以根据具体的空间条件，以及，器件的数量来确定。

需要说明的是，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3可以认为是上述馈电网络103，或者，上述馈电网络103的一部分。本公开实施例提供的天线阵列除了第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3之外，还可以包括上述传动部件1034、移相器1035和校准网络1036等。第一天线单元4和第二天线单元5可以认为是两个上述天线单元101。

另外，为了便于显示天线阵列的结构，在图8-图9、图12-图15和图17-图18中，对第一天线单元4和第二天线单元5的辐射体进行了透视处理。

本公开实施例提供的技术方案，在馈电源向第一天线单元4和第二天线单元5馈电时，馈电信号通过第一谐振电路1的第一开路端1a和第二开路端1b分为两路馈电信号，并分别经第二谐振电路2和第三谐振电路3传输至第一天线单元4和第二天线单元5。同时，馈电信号在传输过程中，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3也对馈电信号进行了滤波。

可见，本公开实施例提供的天线阵列中，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3集成了滤波功能和功分功能，既实现了对馈电信号的滤波作用，也实现了功分作用。

并且，在实现相同的功分效果和滤波效果的前提下，与相关技术中的功分器和滤波器直接级联相比，本公开实施例提供的第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3所占用的空间较小，发生的损耗也较小。

下面，以同样需要实现一分二的功分效果，以及，馈电信号需要经过N个谐振器滤波为前提，将本公开实施例提供的天线阵列与相关技术中的天线阵列进行对比：

为实现上述功分效果和滤波效果，相关技术中的天线阵列需要两个滤波器和一个功分器，且每个滤波器包括N个耦合连接的谐振器。也即，共需要一个功分器和2N个谐振器。

在馈电源向两个天线单元馈电时，馈电信号经功分器后分为两路馈电信号，从而，实现了一分二的功分效果，但功分器不具备对馈电信号的滤波作用。之后，两路馈电信号分别经由两个滤波器的N个谐振器滤波后传输至两个天线单元。

而本公开实施例提供的天线阵列需要2N-1个谐振器即可实现同样的功分效果和滤波效果。示例性的，第一谐振电路1包括一个谐振器，第二谐振电路2和第三谐振电路3分别包括N-1个谐振器。

在馈电源向第一天线单元4和第二天线单元5馈电时，馈电信号通过第一谐振电路1的第一开路端1a和第二开路端1b分为两路馈电信号，并分别经第二谐振电路2和第三谐振电路3传输至第一天线单元4和第二天线单元5，从而，实现了一分二的功分效果。同时，传输至第一天线单元4的馈电信号，经过了第一谐振电路1的一个谐振器，以及，第二谐振电路2的N-1个谐振器(共N个谐振器)的滤波，传输至第二天线单元5的馈电信号，经过了第一谐振电路1的一个谐振器，以及，第三谐振电路3的N-1个谐振器(共N个谐振器)的滤波。

可见，在实现相同滤波效果和功分效果的前提下，与相关技术的天线阵列相比，本公开实施例提供的天线阵列至少节约了功分器和一个谐振器，从而，减小了占用的空间。

另一方面，馈电信号在功分器和谐振器上的传输过程中，会发生损耗。

相关技术中的天线阵列中，传输至每个天线单元的馈电信号，共经过了一个功分器和一个滤波器(N个谐振器)，也即，馈电信号在N+1个器件上发生了损耗。

而本公开实施例提供的天线阵列中，传输至每个天线单元的馈电信号，共经过了一个第一谐振电路1和一个第二谐振电路2(或第三谐振电路3)，共N个谐振器，也即，馈电信号在N个器件上发生了损耗。

可见，在实现相同滤波效果和功分效果的前提，与相关技术的天线阵列相比，本公开实施例提供的天线阵列还减小了馈电信号的损耗，从而，降低了功耗。

本公开实施例对第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3包括的谐振器的电长度不作限定。

在一些示例中，第一谐振电路1包括的谐振器为半波长谐振器。其中，半波长谐振器的电长度等于第一谐振电路1的中心频率对应的波长的一半。

相应的，第二谐振电路2和第三谐振电路3包括的谐振器也可以为半波长谐振器。

对于第一谐振电路1包括的谐振器为半波长谐振器的情况，第一谐振电路1的第一开路端1a和第二开路端1b输出的馈电信号的相位相反(或称为相位相差180°)，则第一天线单元4和第二天线单元5接收到的馈电信号的相位也相反。

为了保证第一天线单元4和第二天线单元5辐射的电磁波信号的相位的一致，在一些示例中，如图8-图11所示，第一天线单元4和第二天线单元5呈中心对称式排布。

其中，参照图11，第一天线单元4和第二天线单元5呈中心对称式排布，说明第一天线单元4和第二天线单元5相同，且排布方向相反。

对于相同且排布方向相反的第一天线单元4和第二天线单元5来说，如果在第一天线单元4和第二天线单元5的同一端(即第十八开路端42a和第十九开路端52a)输入馈电信号，则两路馈电信号的馈电方向是相反的(如图11中虚线箭头指向的方向)。

如果该两路馈电信号的相位相同，则第一天线单元4和第二天线单元5辐射的电磁波信号的相位会相差180°，而如果该两路馈电信号的相位相差180°，则第一天线单元4和第二天线单元5辐射的电磁波信号的相位相差360°，也即，第一天线单元4和第二天线单元5辐射的电磁波信号的相位一致。

第一天线单元4和第二天线单元5呈中心对称式排布，还可以理解为，第一天线单元4和第二天线单元5在反射板102上的投影为中心对称图形。

或者，还可以理解为，第一天线单元4绕着中轴线(该中轴线与反射板102垂直)旋转180°之后，能够与第二天线单元5重合。

本公开实施例对第一天线单元4和第二天线单元5所呈的中心对称式排布对应的中心点不作限定，在一些示例中，如图9和图11所示，第一天线单元4和第二天线单元5关于第一谐振电路1的中心点o呈中心对称式排布。

在另一些示例中，第一谐振器1包括的谐振器也可以为全波长谐振器。其中，全波长谐振器的电长度等于第一谐振电路1的中心频率对应的波长。

对于第一谐振电路1包括的谐振器为全波长谐振器的情况，第一谐振电路1的第一开路端1a和第二开路端1b输出的馈电信号的相位相同，第一天线单元4和第二天线单元5接收到的馈电信号的相位一致，则为了保证第一天线单元4和第二天线单元5辐射的电磁波信号的相位也一致，第一天线单元4和第二天线单元5的姿态应保持一致。

其中，第一天线单元4和第二天线单元5的姿态保持一致，还可以理解为，第一天线单元4平移后，能够与第二天线单元5重合。

或者，还可以理解为，第一天线单元4和第二天线单元5的朝向相同、排布方向相同等。

为了保证第二谐振电路2对第一天线单元4的馈电效果，和第三谐振电路3对第二天线单元5的馈电效果的一致性，在一些示例中，如图9和图11所示，第二谐振电路2和第三谐振电路3关于第一谐振电路1的中心点o呈中心对称式排布。

其中，第二谐振电路2和第三谐振电路3关于第一谐振电路1的中心点o呈中心对称式排布，可以理解为，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3在反射板102上的投影为中心对称图形，且中心点为第一谐振电路1的中心点o的投影。

或者，还可以理解为，第二谐振电路2绕着中轴线(该中轴线与反射板102垂直，且过o点)旋转180°之后，能够与第三谐振电路3重合。

在一些示例中，第二谐振电路2与第一谐振电路1的耦合连接方式、与第一天线单元4的电连接方式，以及，第三谐振电路3与第一谐振电路1的耦合连接方式、与第二天线单元5的电连接方式均为开路端耦合，或者，开路端电连接。

示例性的，如图8-图18所示，第二谐振电路2具有第三开路端2a和第四开路端2b，第三开路端2a与第一开路端1a耦合连接，第四开路端2b与第一天线单元4电连接。第三谐振电路3具有第五开路端3a和第六开路端3b，第五开路端3a与第二开路端1b耦合连接，第六开路端3b与第二天线单元5电连接。

本公开实施例对第一天线单元4和第二天线单元5的数量不作限定，在一些示例中，如图7-图16所示，第一天线单元4和第二天线单元5均为一个。在另一些示例中，如图17-图18所示，第一天线单元4和第二天线单元5均为两个，从而，能够获得更好的辐射性能。

下面，分别对这两种情况下，第二谐振电路2和第三谐振电路3的实现方式进行示例性说明：

在一些示例中，如图8-图16所示，第四开路端2b和第六开路端3b均为一个。

示例性的，如图8-图16所示，第二谐振电路2包括一个谐振器，第三谐振电路3包括一个谐振器。

在另一些示例中，如图17和图18所示，第四开路端2b和第六开路端3b均为两个，两个第四开路端2b分别与两个第一天线单元4电连接，两个第六开路端3b分别与两个第二天线单元5电连接。

示例性的，如图17和图18所示，第二谐振电路2包括第一子谐振电路21和两个第二子谐振电路22，第一子谐振电路21具有第三开路端2a和第七开路端2c，第二子谐振电路22具有第四开路端2b和第八开路端2d，第七开路端2c与两个第二子谐振电路22的第八开路端2d均耦合连接。

第三谐振电路3包括第三子谐振电路31和两个第四子谐振电路32，第三子谐振电路31具有第五开路端3a和第九开路端3c，第四子谐振电路32具有第六开路端3b和第十开路端3d，第九开路端3c与两个第四子谐振电路32的第十开路端3d均耦合连接。

其中，第一子谐振电路21、第二子谐振电路22、第三子谐振电路31和第四子谐振电路32可以包括一个谐振器，也可以包括多个耦合连接的谐振器。

本公开实施例提供的技术方案，通过设置第一谐振电路1的第一开路端1a和第二开路端1b分别与第二谐振电路2和第三谐振电路3耦合连接，实现了一分二的功分效果。

通过设置第二谐振电路2的第一子谐振电路21分别与两个第二子谐振电路22耦合连接，以及，第三谐振电路3的第三子谐振电路31分别与两个第四子谐振电路32耦合连接，也实现了一分二的功分效果。

这样，上述两个一分二的功分效果共同实现了一分四的功分效果。

在一些示例中，为了便于第二谐振电路2和第三谐振电路3的排布，如图17和图18所示，两个第二子谐振电路22分别位于第一子谐振电路21的两侧，两个第四子谐振电路32分别位于第三子谐振电路31的两侧。

在一些示例中，如图7-图11所示，第一谐振电路1用于与馈电源电连接，也即，馈电点a位于第一谐振电路1。

本公开实施例对馈电点a的具体位置不作限定，在一些示例中，第一谐振电路1包括的谐振器为半波长谐振器，则馈电点a位于第一谐振电路1包括的谐振器上的除中心点之外的任一位置。具体位于哪一位置，取决于第一谐振电路1所需的工作带宽，馈电点a越靠近谐振器的边缘带宽越宽。

其中，半波长谐振器的中心点为接地点(或称为短路点)，当馈电点a位于接地点时，馈电源直接接地，馈电信号的能量无法从第一谐振电路1的两个开路端输出。

为了提高滤波效果，在一些示例中，如图12所示，天线阵列还包括滤波电路6，滤波电路6用于与馈电源电连接，且与第一开路端1a耦合连接。当然，滤波电路6还可以是与第二开路端1b耦合连接，本公开实施例对此不作限定。

这样，馈电信号由馈电源传输至滤波电路6，滤波电路6对馈电信号进行滤波后再传输给第一谐振电路1，并由第一谐振电路1和第二谐振电路2滤波后传输给第一天线单元4，由第一谐振电路1和第三谐振电路3滤波后传输给第二天线单元5。

本公开实施例对滤波电路6的实现方式不作限定，在一些示例中，滤波电路6具有一个谐振器，在另一些示例中，如图12所示，滤波电路6也可以具有多个耦合连接的谐振器。

示例性的，如图12所示，滤波电路6包括第一谐振器61和第二谐振器62，第一谐振器61与第一开路端1a或第二开路端1b耦合连接，第二谐振器62与第一谐振器61耦合连接，且用于与馈电源电连接。

这样，馈电信号由馈电源传输至第二谐振器62，并经第二谐振器62滤波后传输给第一谐振器61，第一谐振器61对馈电信号进行滤波后，再传输给第一谐振电路1。

本公开实施例对第一谐振器61和第二谐振器62的耦合连接方式不作限定，在一些示例中，如图12所示，第一谐振器61具有第十一开路端61a和第十二开路端61b，第二谐振器62具有第十三开路端62a。第二谐振器62的第十三开路端62a与第一谐振器61的第十一开路端61a耦合连接，第一谐振器61的第十二开路端61b与第一开路端1a(或第二开路端1b)耦合连接。

本公开实施例对馈电点a在滤波电路6的位置不作限定，在一些示例中，滤波电路6包括的谐振器为半波长谐振器(该半波长谐振器的电长度等于滤波电路6的中心频率对应的波长的一半)，则馈电点a位于滤波电路6的谐振器(如第二谐振器62)除中心点之外的任一位置。具体位于哪一位置，取决于该滤波电路6所需的工作带宽。其中，馈电点a越靠近第一谐振电路1的边缘实现的带宽越宽。

为了扩展天线阵列的工作频段，在一些示例中，如图13-图16所示，滤波电路6为多个，多个滤波电路6的工作频段不同，且与第一谐振电路1的第一开路端1a或第二开路端1b耦合连接，从而，实现了多频合路功能，使得天线阵列能够辐射多个频段的电磁波信号。

其中，多个滤波电路6的工作频段均位于第一谐振电路1的工作频段之内。

每个滤波电路6包括的谐振器可以均为半波长谐振器，则每个半波长谐振器的电长度等于所处的滤波电路6的中心频率对应的波长的一半。而由于多个滤波电路6的工作频段不同，所以，不同滤波电路6包括的谐振器的电长度也不同(如图13-图15所示)。

本公开实施例对滤波电路6的数量和排布方式等均不作限定，下面，进行示例性说明：

在一些示例中，如图13所示，滤波电路6为两个。

在一些示例中，如图13所示，为了便于两个滤波电路6的排布，两个滤波电路6分别与第一谐振电路1的第一开路端1a和第二开路端1b耦合连接。并且，两个滤波电路6可以位于第一谐振电路1的两侧。

当然，该两个滤波电路6也可以和同一个开路端(第一开路端1a或第二开路端1b)耦合连接，本公开实施例对此不作限定。

在另一些示例中，如图14和图15所示，滤波电路6为四个。

在一些示例中，如图14和图15所示，为了便于四个滤波电路6的排布，其中的两个滤波电路6与第一谐振电路1的第一开路端1a耦合连接，另两个滤波电路6与第一谐振电路1的第二开路端1b耦合连接。

下面，对第一谐振电路1、第二谐振电路2、第三谐振电路3和多个滤波电路6的中心频率的关系进行示例性说明：

在一些示例中，第一谐振电路1、第二谐振电路2和第三谐振电路3的中心频率f0相同，且f0＝(f1+...+fn)/n。

其中，n为滤波电路6的数量，fn为第n个滤波电路的中心频率。当然，f0也可以调试为f1+...+fn整个频率带宽内的任意频率。

本公开实施例对第一天线单元4和第二天线单元5的实现方式不作限定，下面，进行示例性说明：

在一些示例中，如图8-图9以及图12-图18所示，第一天线单元4包括第一馈电片41和第一辐射体42，第一馈电片41与第二谐振电路2电连接，且与第一辐射体42电连接。第二天线单元5包括第二馈电片51和第二辐射体52，第二馈电片51与第三谐振电路3电连接，且与第二辐射体52电连接。

其中，第一馈电片41和第二馈电片51还可以称为馈电探针，第一辐射体42和第二辐射体52用于辐射和接收电磁波信号。第一辐射体42和第二辐射体52还可以称为天线振子和振子等。

在一些示例中，为了进一步增强滤波效果，第一馈电片41和第一辐射体42可以均为谐振器，第二馈电片51和第二辐射体52也可以均为谐振器。

示例性的，第一馈电片41、第一辐射体42、第二馈电片51和第二辐射体52均为半波长谐振器。其中，该半波长谐振器的电长度等于第一谐振电路1的中心频率对应的波长的一半。

本公开实施例对第一馈电片41和第二馈电片51的形态不作限定，在一些示例中，如图8所示，第一馈电片41和第二馈电片51为倒L型金属件，包括两个相交(如垂直)且相连的金属段。

示例性的，如图8所示，第一馈电片41具有第十四开路端41a和第十五开路端41b，第十四开路端41a与第二谐振电路2的第四开路端2b耦合连接或直接电连接，第十五开路端41b与第一辐射体42耦合连接或直接电连接。第二馈电片51具有第十六开路端51a和第十七开路端51b，第十六开路端51a与第三谐振电路3的第六开路端3b耦合连接或直接电连接，第十七开路端51b与第二辐射体52耦合连接或直接电连接。

在另一些示例中，如图14所示，第一馈电片41和第二馈电片51为倒U型金属件，主要用于控制第一馈电片41左右两侧和第二馈电片51左右两侧的电流平衡，并将能量耦合到第一辐射体42和第二辐射体52，提升天线辐射性能和带外抑制效果。

如图14所示，第一馈电片41具有第十四开路端41a，第十四开路端41a与第二谐振电路2的第四开路端2b耦合连接或直接电连接，第一馈电片41与第一辐射体42中心耦合连接。第二馈电片51具有第十六开路端51a，第十六开路端51a与第三谐振电路3的第六开路端3b耦合连接或直接电连接，第二馈电片51与第二辐射体52中心耦合连接。

本公开实施例对第一辐射体42和第二辐射体52的极化状态不作限定，在一些示例中，第一辐射体42和第二辐射体52的极化状态为±45°双极化状态。当然，也可以为0°极化状态、90°极化状态和圆极化状态等。

本公开实施例对第一天线单元4和第二天线单元5之间的距离不作限定，在一些示例中，第一天线单元4和第二天线单元5之间的距离在0.5λ'-1λ'之间，其中，λ'是指第一谐振电路1的中心频率对应的波长。

在另一些示例中，如图10所示，第一天线单元4也可以仅包括第一辐射体42，第一辐射体42与第二谐振电路2电连接，从而，第二谐振电路2可以直接为第一辐射体42馈电。第二天线单元5也可以仅包括第二辐射体52，第二辐射体52与第三谐振电路3电连接，从而，第三谐振电路3可以直接为第二辐射体52馈电。

其中，第一辐射体42与第二谐振电路2的电连接，可以为直接电连接，也可以为耦合连接。第二辐射体52与第三谐振电路3的电连接，可以为直接电连接，也可以为耦合连接。

在一些示例中，为了进一步增强滤波效果，第一辐射体42可以为谐振器，第二辐射体52也可以为谐振器。

示例性的，如图10所示，第一辐射体42具有第十八开路端42a，第二辐射体52具有第十九开路端52a，第一辐射体42的第十八开路端42a与第二谐振电路2的第四开路端2b耦合连接或直接电连接，第二辐射体52的第十九开路端52a与第三谐振电路3的第六开路端3b耦合连接或直接电连接。

本公开实施例对第一辐射体42和第二辐射体52的结构不作限定，在一些示例中，如图8-图18所示，第一辐射体42和第二辐射体52为平面结构，例如，如图8-图9和图12-图18所示的贴片结构，再例如，如图10和图11所示的条状结构。

在另一些示例中，如图19和图20(以第一辐射体42为例)所示，第一辐射体42和第二辐射体52为图示的立体结构。

本公开实施例还提供了一种天线10，如图7-图18所示，天线10包括反射板102和上述天线阵列，天线阵列固定于反射板102。

其中，本公开实施例对天线的类型不作限定，本公开实施例提供的天线可以为大规模多输入多输出系统(multiple-input multiple-output，MIMO)天线，例如，频分双工(frequency division duplex，FDD)MIMO天线、时分双工(time division duplex，TDD)MIMO天线。天线阵列可以为MIMO天线的一个通道，或者，多个天线阵列形成MIMO天线的一个通道。

有关天线10的具体技术特征，可以参照前述内容，以及图2和图3，在此不再赘述。

本公开实施例还提供了一种网络设备，网络设备包括上述天线。

在一些示例中，该网络设备为基站，基站具有上述天线。

其中，基站亦可以称为接入网设备，可以位于基站子系统(base btationbubsystem，BBS)、陆地无线接入网(UMTS terrestrial radio access network，UTRAN)或者演进的陆地无线接入网(evolved universal terrestrial radio access，E-UTRAN)中，用于进行信号的小区覆盖以实现终端与无线网络之间的通信。具体来说，基站可以是全球移动通信系统(global system for mobile comunication，GSM)或(code divisionmultiple access，CDMA)系统中的基地收发台(base transceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)系统中的节点B(NodeB，NB)，还可以是长期演进(long term evolution,LTE)系统中的演进型节点B(evolutional NodeB，eNB或eNodeB)，还可以是云无线接入网络(cloud radio accessnetwork，CRAN)场景下的无线控制器。或者该基站也可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及新无线(new radio，NR)系统中的g节点(gNodeB或者gNB)、未来演进的网络中的接入网设备等，本公开实施例并不限定。

本公共的实施方式部分使用的术语仅用于对本公共的实施例进行解释，而非旨在限定本公共。除非另作定义，本公共的实施方式使用的技术术语或者科学术语应当为本公共所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公共说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本公共的可选实施例，并不用以限制本公共，凡在本公共的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公共的保护范围之内。