[發明專利]高性能小型化共軸基站天線

在審

• 申請號: 201710121449.7
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN107123858A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 王宇
• 申請（專利權）人: 王宇;上海場納電子科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q5/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及無線技術領域，具體地，涉及高性能小型化共軸基站天線。

背景技術

基站天線的易于集成、基站空間的有效利用、復雜環境下電磁性能穩定性的實現需求是天線小型化發展的主要動力。然而，目前被廣泛使用的三頻天線，大都采用并排方案，即兩列高頻天線和一列低頻天線并排排放，這樣的結構設計限制了天線陣列的小型化。國內外在終端小型化多頻段天線方面有很多文獻，通過對現有技術檢索發現如信息技術2011-12-25發表的文章：小型化基站天線帶來的影響。文中介紹了一種用于三個頻段的基站天線，體積為1340×380×100mm³。但對于小型化要求日益提高的基站天線設計，該天線的體積仍然過大，天線的小型化仍然是結構設計面臨的重點、難點。

現代移動通信的飛速發展和廣泛應用，隨之而來的是人們對高性能通信質量的迫切需求，使得小型化條件下的高性能天線設計具有重大意義。針對上述需求，當前國內外業界工作者提出了很多創新結構并不斷深化對其認識。其中，LUK教授在2006年提出倒Г型金屬結構饋電電磁偶極子天線在業界引起了很大的反響，后續眾多學者在此基礎上進一步深化、創新。這一類天線普遍具有寬阻抗帶寬、穩定的輻射特性等優越特性。然而，這種片狀金屬結構也限制了其大規模集成，在實際工作環境下的系統穩定性也難以保證。所幸的是，李勇教授在2008年研究設計了一種寬帶雙極化印刷振子天線并對其展現的寬帶特性進行了理論研究，其將饋電網絡和輻射貼片加載在單塊PCB板的兩層的設計方案能有效解決天線的高密度集成問題。但隨之而來的是介質加載帶來的增益損耗、輻射效率的顯著降低。因此，小型化、高密度集成條件下設計具有良好電性能、輻射性能的天線依然是當前移動通信發展面臨的挑戰。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種高性能小型化共軸基站天線。

根據本發明提供的高性能小型化共軸基站天線，包括：天線輻射單元，所述天線輻射單元包括：高頻輻射單元和低頻輻射單元；其中：

所述高頻輻射單元包括：輻射貼片、饋電結構、外圍金屬墻；所述低頻輻射單元包括：輻射體、反射板、外圍金屬墻。

優選地，所述高頻天線單元的輻射貼片和饋電網絡分別集成在單塊PCB板的上下兩層，兩塊垂直交叉的PCB板豎立在反射板上構成雙極化高頻天線。

優選地，所述輻射貼片是以半波振子為等效模型的兩片對稱放置矩形貼片。

優選地，所述饋電結構為類Г型饋電網絡，即在Г型饋電網絡傳輸段，靠近激勵源一段添加匹配雙枝節。

優選地，所述低頻輻射單元的輻射體包括：垂直電振子組、水平磁振子，所述垂直電振子組與水平磁振子構成空間電磁耦合結構。

優選地，所述垂直電振子組包括：4個T型導電結構，其中每個T型導電結構為頂部加載水平圓柱體結構的垂直金屬棒。

優選地，所述水平磁振子為八邊形金屬環結構。

優選地，所述水平磁振子還作為高頻輻射單元的反射板。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

本發明提供的高性能小型化的雙頻共軸基站天線，基于當前對寬頻帶、小型化、高性能基站天線的現實需求，整體結構更加小巧，其雙頻帶可以覆蓋2G/3G/4G移動通信頻段，并且在共軸小型化條件下兼有良好的輻射特性和電路特性。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為共軸天線總體示意圖；

圖2為共軸天線低頻單元示意圖；

圖3為共軸天線高頻單元示意圖；

圖4為共軸天線低頻電路參數隨頻率變化的示意圖；

圖5為共軸天線高頻頻電路參數隨頻率變化的示意圖；

圖6為共軸天線低頻0.69GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖7為共軸天線低頻0.8GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖8為共軸天線低頻0.9GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖9為共軸天線低頻0.96GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖10為共軸天線高頻1.71GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖11為共軸天線高頻2.17GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖12為共軸天線高頻2.4GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖；

圖13為共軸天線高頻2.69GHz，Phi＝0/90度時的增益方向圖。