[實用新型]一種寬頻段雙極化低剖面無線通信基站陣列天線

有效

• 申請號: 201220127893.2
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN202817194U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 何山紅;彭文峰
• 申請（專利權）人: 星動通訊科技(蘇州)有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/24;H01Q1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種無線通信基站陣列天線。具體說是一種寬頻段、雙極化、低剖面無線通信基站陣列天線。?

背景技術

無線通信基站陣列天線需要滿足特定的技術規范、如寬頻帶、高效率、低剖面、輕重量等。對于大型無線局域網(WLAN)陣列基站天線而言，為了實現雙極化和寬頻帶、往往會采用結構復雜的寬帶雙極化輻射單元，所有陣列單元為同一種形式的陣列單元；如果要對陣列天線進行波束賦形處理，則饋電網絡會采用并饋或者并饋和串饋混合的復合式饋電方式。同時為了進行阻抗匹配，一般還會在饋電網絡上加上匹配網絡，這樣必將導致整個陣列天線結構復雜、甚至是多層結構、導致損耗增加、可靠性降低、成本增加。如何簡化雙極化、賦形波束WLAN基站陣列天線結構，降低饋電損耗、降低天線的制造成本和提高陣列天線的可靠性是無線通信基站陣列天線設計中面臨的一個技術難題。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的問題，在于克服現有技術存在的缺陷，提出了一種寬頻段雙極化低剖面復合式無線通信基站陣列天線，具有寬的阻抗特性，可以雙極化工作、剖面低、具有賦形的波束形狀。結構簡單、成本低廉、增益高等優點。?

本實用新型寬頻段雙極化低剖面復合式無線通信基站陣列天線(簡稱本天線)，包括：多種形式的雙極化陣列單元，復合式陣列單元功率分配及阻抗匹配饋電網絡；其特征是：所述陣列單元為四種形式的角饋雙極化輻射貼片單元組?成的復合式陣列天線；第1種形式的貼片為開槽加載方形貼片、第2種形式的貼片為開槽及尾部矩形加載方形貼片、第3種形式的貼片為開槽及兩端加載方形貼片、第4種形式的貼片為開槽及輸入端錐形加載方形貼片；在陣列單元的饋電方式上采用了混合式饋電方法，部分陣列單元采用直接饋電的方式，其他陣列單元采用耦合饋電方式；整個整列分成多個串饋子陣列，再采用串、并饋方法組成的復合式饋電網絡對每個子陣列進行饋電；在饋電傳輸線上采用增加調諧帶的方法改變陣列單元的輸入阻抗，進行陣列單元的功率分配及阻抗匹配設計。?

本實用新型具有寬的阻抗特性，阻抗帶寬可以達到23％(以駐波比小于1.5衡量)，方向圖帶寬可以達到17％。可以同時以正負45度線極化方式工作、波束可以隨需要進行賦形設計，可以實現低副瓣、高增益的特征。同時結構簡單，只需在一塊印刷板上即可以完成整個天線的制作。具有制造成本低廉、可靠性高的特點。天線高度只為中心頻率的0.06波長。具有剖面低的特點，適合安裝在不同的場合。利用該陣列天線可以進一步提高整個無線通信系統的性能。?

附圖說明

圖1是本實用新型的陣列單元的俯視圖，圖2是陣列單元側視圖。圖中1是第1種形式的角饋雙極化輻射貼片、2是第2種形式的角饋雙極化輻射貼片、3是第3種形式的角饋雙極化輻射貼片、4是第4種形式的角饋雙極化輻射貼片。5是印刷層、6是印刷板的接地面、7是空氣層、8是介質材料、9是印刷層的饋電傳輸線、10是激勵端口。?

圖3是測量的整個頻帶內的駐波比圖。?

圖4是測量的5100MHz頻點對應的陣列天線方位面和附仰面的輻射方向圖。?

圖5是測量的5450MHz頻點對應的陣列天線方位面和附仰面的輻射方向圖。?

圖6是測量的5900MHz頻點對應的陣列天線方位面和附仰面的輻射方向圖。?

具體實施方式

下面通過附圖對本實用新型及其優點作進一步說明。?

對照圖1和圖2，本陣列天線印刷在環氧基板上，上面層是印刷的陣列單元及饋電網絡，下面是聚四氟乙烯介質基片，緊接著是空氣層，最底下是印刷的接地面層。介質基片為空氣和聚四氟乙烯介質基片組成的復合式介質基板。陣列單元為四種形式的角饋雙極化輻射貼片。共40個陣列單元，一半單元采用直接饋電的方式，另一半陣列單元(圖中淺色單元)采用耦合饋電的方式，通過調整耦合縫隙的大小可以調節每個陣列單元分配的信號的幅度及相位值，從而達到波束賦形的目的。同時也通過調節每個陣列單元連接的傳輸線上的調諧塊改變每個陣列單元的輸入阻抗，從而達到對每個陣列單元進行功率的幅度和相位調節的目的。總個陣列天線分成16個串饋子陣列。通過串并混合饋電方式將所有的子陣列組合成一個總體。通過調節輸入端口和陣列單元之間傳輸線上調節塊的大小及尺寸可以實現在輸入口的阻抗匹配。?

如圖3所示，測量的天線駐波比在整個頻帶內小于1.5，具有寬頻帶的特性。同時所有的制造在一塊介質基板上完成，增加了系統的可靠性。雙極化工作使一幅天線具有兩幅天線的功能。降低了成本。測量的輻射方向圖如圖4、圖5、圖6所示。從中可以看出其副瓣電平小于-12dB、整個帶寬內的天線平均天線增益約為20.5dBi，說明天線效率合理。上述測試結果說明了陣列天線設計的有效性。?