[實(shí)用新型]一種低剖面超寬帶高增益定向天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721246203.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207559045U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李道鐵;吳中林;劉木林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東通宇通訊股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q1/36
• 分類(lèi)號(hào): H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 深圳瑞天謹(jǐn)誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44340
• 代理人: 王昌花

本實(shí)用新型提供一種低剖面超寬帶高增益定向天線,該天線包括振子，所述振子包括對(duì)稱(chēng)的上、下兩臂。所述振子為網(wǎng)格狀振子，每一振子臂包括兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的網(wǎng)格狀菱形框；所述上下兩臂的四個(gè)網(wǎng)格狀菱形框的各自一個(gè)頂點(diǎn)連接在一起而形成振子中心，各網(wǎng)格狀菱形框自振子中心朝外張開(kāi)而互不相連。本實(shí)用新型的天線的帶寬可展寬至逾75.86%，剖面高度降低達(dá)25%，增益提高達(dá)2~3dBi，可滿足微基站天線超寬帶、定向性和低剖面的要求；也是一種非常適合未來(lái)5G蜂窩移動(dòng)通信的小型化低剖面超寬帶高增益定向Small cell天線。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信微基站天線設(shè)備與技術(shù)，特別是涉及一種低剖面超寬帶高增益定向天線。

背景技術(shù)

隨著宏蜂窩部署區(qū)域擴(kuò)大、密度增加，國(guó)土范圍內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)連續(xù)廣域覆蓋。然而，受限于安裝位置、覆蓋范圍以及系統(tǒng)容量，宏蜂窩難以滿足高數(shù)據(jù)傳輸、精確和深度覆蓋要求，而且尺寸大、選址難、成本高。相比之下，微基站具有尺寸小、剖面低、易安裝、隱蔽性強(qiáng)、低成本等優(yōu)勢(shì)，適合用戶密集場(chǎng)景的局域高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這類(lèi)基站天線普遍具備較高增益（8-12dBi）、寬波束（水平波寬65^o、90^o或以上）、MIMO化等特點(diǎn)，以覆蓋較大區(qū)域、服務(wù)較多用戶，從而獲得良好覆蓋效果和較佳經(jīng)濟(jì)性。由于低剖面、平面化的要求，常規(guī)交叉振子方案距地板約四分之一波長(zhǎng)的特性，使其不適合尤其是低頻微基站。目前，微基站主要有微帶貼片、PIFA（Planar Inverted-F）、頂部加載單極子等天線類(lèi)型。微帶貼片天線，剖面高度低（常小于0.1倍波長(zhǎng)），但帶寬很窄、增益偏低，拓展帶寬必將以剖面增高為代價(jià)；PIFA天線，系微帶貼片天線的變種，但尺寸縮減近一半，增益降低近3dBi，交叉極化惡化；頂部加載單極子天線，帶寬較寬，增益較低，且方向圖為全向而非定向。

為了滿足日益增長(zhǎng)的流量需求，5G在現(xiàn)有頻段基礎(chǔ)上規(guī)劃了新的頻譜資源，如3.5G頻段。如此以來(lái)，現(xiàn)有LTE頻段1710-2700MHz將往高頻方向擴(kuò)展至3800MHz頻段，相對(duì)帶寬將達(dá)到75.86%，較原來(lái)展寬31%。如此大的帶寬，即使常規(guī)寬帶振子也難以實(shí)現(xiàn)，更不用說(shuō)上述三種帶寬指標(biāo)并不突出的方案了。再加上定向輻射和低剖面這兩個(gè)要求，現(xiàn)幾乎沒(méi)有任何可行的設(shè)計(jì)方案。各類(lèi)常見(jiàn)的超寬帶天線，如胖塊振子天線、平面自補(bǔ)天線、平面螺旋天線等，當(dāng)距離金屬板遠(yuǎn)小于0.25倍波長(zhǎng)時(shí)，寬帶特性將顯著變差，增益也將減小。另外，近年人們實(shí)用新型了一種叫EBG的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，可使天線離地板距離顯著減小，但它具有典型的諧振特性，同樣會(huì)使帶寬大大減小。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于：提供一種低剖面超寬帶高增益定向天線，以解決現(xiàn)有天線無(wú)法滿足寬頻帶、定向輻射、低剖面的特性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：一種低剖面超寬帶高增益定向天線，包括振子，所述振子包括對(duì)稱(chēng)的上、下兩臂。所述振子為網(wǎng)格狀振子，每一振子臂包括兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的網(wǎng)格狀菱形框；所述上下兩臂的四個(gè)網(wǎng)格狀菱形框的各自一個(gè)頂點(diǎn)連接在一起而形成振子中心，各網(wǎng)格狀菱形框自振子中心朝外張開(kāi)而互不相連。

進(jìn)一步地，各菱形導(dǎo)體框的對(duì)角線位于±45^o方向；所述導(dǎo)體柵格在菱形導(dǎo)體框內(nèi)沿±45^o方向設(shè)置。

進(jìn)一步地，導(dǎo)體柵格的網(wǎng)格形狀為方形、三角形、多邊形中的一種或幾中的混合型。

進(jìn)一步地，每一臂的兩個(gè)網(wǎng)格狀菱形框共面，整個(gè)振子上下、左右均對(duì)稱(chēng)，每個(gè)網(wǎng)格狀菱形框的邊長(zhǎng)為(0.3~0.4)×λ_L，其中λ_L為最低頻率波長(zhǎng)；所述網(wǎng)格狀菱形框的頂點(diǎn)形成有倒角。

進(jìn)一步地，所述網(wǎng)格狀振子用50?同軸電纜饋電，電纜內(nèi)外導(dǎo)體分別連接振子兩臂位于振子中心的端點(diǎn)。