[發明專利]用于基站天線系統的天線設備

有效

• 申請號: 201480082812.3
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN107078383B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 布魯諾·比斯孔蒂尼;文森特·瑪樂派爾;羅英濤
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q21/00;H01Q21/24;H01Q5/10
• 代理公司: 44285 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王仲凱

描述了一種天線設備。天線設備(100)包括至少兩個天線單元，所述兩個天線單元中的每個天線單元均包括第一輻射單元(110)和對應的第二輻射單元(120)。第二輻射單元(120)在高度方向上沿共同的中心軸線(A)從天線設備(100)的底部延伸至該第二輻射單元(120)的對應的第一輻射單元(110)。第一輻射單元(110)在長度方向上從所述共同的中心軸線(A)向外延伸。第一輻射單元(110)的長度限定了最大支持波長。此外，每個第一輻射單元(110)的長度大于其寬度，且每個第一輻射單元(110)沿所述長度方向電耦合到其對應的第二輻射單元(120)，使得第二輻射單元(120)能夠有助于實現較小波長。

技術領域

本發明涉及用于基站天線系統的天線設備。

背景技術

數據流量需求的持續增長需要并帶動移動電信行業引入新頻帶、標準和無線接入技術，例如MIMO、波束成形等。從天線的角度來看，這意味著提供更敏捷波束可能性的多個天線系統。為了實現更敏捷波束天線，相位和幅值必須實時地并以靈活的方式設置。這引起了所謂的有源天線系統(Active Antenna System，AAS)，這意味著將無線收發單元(radiotransceiver unit，RRU)與基站天線系統整合在一起。這種整合導致高度復雜的系統并強烈影響了天線形狀因數，天線形狀因數是用于商用現場部署的基礎。如果天線的形狀因數與傳統天線不相似，則對于運營商來說，用AAS替換傳統天線或僅獲取新站點許可是一項耗時且難以完成的工作，而且對于傳統無源基站天線系統來說也如此。

眾所周知，超寬頻帶基站天線系統通常在698MHz至960MHz(“低頻帶”)和1.7GHz至2.7GHz(“高頻帶”)頻譜中操作，該頻譜包括了現今使用的大部分蜂窩網絡頻帶。超寬頻帶基站天線系統的相對帶寬可以通過以下公式計算：

相對帶寬＝2*(f_max-f_min)/(f_max+f_min)，并且

相對帶寬應該大于30％。

一方面，基站天線單元必須具有足夠的深度來支持蜂窩網絡頻帶的最低頻率以及實現大于30％的相對帶寬。同時，隨著對天線與無線電的更深整合的需求不斷增長(例如，在AAS中)，在不降低天線的關鍵性能的情況下減小超寬頻帶天線的尺寸是非常重要的。

鑒于上述情況，針對減小整個天線尺寸的主要限制技術因素之一是低頻帶輻射單元的高度，低頻帶輻射單元的高度強烈影響整體天線深度。顯著降低天線高度意味著大力簡化AAS和傳統無源天線系統的整體部署過程。

常規基站天線沒有提供用于在支持蜂窩網絡頻帶的最低頻率期間降低低頻天線單元深度以及實現大于30％的相對帶寬的任何解決方案。

發明內容

鑒于上述缺點和問題，本發明旨在改進技術形狀。具體地，本發明的目的是提供一種天線設備，其提供了天線設備的大小與天線設備的可達帶寬之間更好的折衷。本發明還旨在實現天線設備的偶極子的簡單制造。本發明還力求通過實現大規模生產過程中的高度自動化來實現經濟的解決方案。

本發明的上述目的通過所附獨立權利要求中提供的解決方案實現。本發明的有利實施方式在各個從屬權利要求中進一步限定。具體地，本發明的一個理念是提供一種補償高度降低影響的新的基站天線輻射單元類型。

本發明的實施方式提供了一種包括至少兩個天線單元的天線設備，每個天線單元均包括第一輻射單元和對應的第二輻射單元；其中，每個第二輻射單元在高度方向上沿共同的中心軸線從天線設備的底部延伸至所述每個第二輻射單元的對應的第一輻射單元；其中，每個第一輻射單元在長度方向上從所述共同的中心軸線向外延伸；其中，每個第一輻射單元的長度大于其寬度；以及其中，每個第一輻射單元沿所述長度方向電耦合到所述每個第一輻射單元的對應的第二輻射單元。