[發明專利]一種天線組陣及多端口天線

有效

• 申請號: 201810242273.5
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108695601B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 梁超;熊南金;滕康平;胡成軍;程偉
• 申請（專利權）人: 武漢虹信通信技術有限責任公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/24;H01Q5/50;H01Q19/10;H01Q1/50
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

本發明所述的一種天線組陣及多端口天線，用以簡化多端口天線的輻射元組陣，同時提升多端口天線的輻射性能。一種天線組陣，包括至少N+1個輻射單元陣列，每個輻射單元陣列包含至少M個輻射單元，其中，M、N為大于等于1的正整數，每個沿軸線分布的輻射單元陣列以及至少一個嵌套在相鄰輻射單元陣列內的偶極子組成一個輻射單元陣組合；其中，沿軸線分布的輻射單元陣列和相鄰輻射單元陣列內嵌套的偶極子通過饋電網絡并聯饋電。本發明實現了多端口天線小型化、輕量化，同時保證了性能指標，使天線具有更高的工程適用性和更好的工程操作性。

技術領域

本發明涉及移動通信天線技術領域，具體涉及一種天線組陣及多端口天線。

背景技術

隨著移動寬帶業務的快速發展，視頻、VR、物聯網等各種應用層出不窮，用戶流量需求增長迅猛。面對巨大的容量需求，運營商紛紛通過獲取新頻譜、提升頻譜效率、增加站點密度以及其他創新的技術來應對，那么與此息息相關的天線更需要持續不斷的創新。面向未來，基站天線將朝著多頻多端口、多制式融合組網、小型化、智能化等方向演進。單天線需要支持更多頻譜和通道，更好的MIMO性能，滿足網絡平滑演進。

目前，實現多頻多端口、小型化天線的解決方案主要分為兩大類。方案之一是兩列或多列輻射單元陣列沿與天線軸線垂直的方向并排布置，每列單元自身之間并聯饋電，列與列單元之間無網絡連接。這種方案的問題是天線輻射單元列與列之間間距減小，互耦影響大，水平波束寬度、前后比、增益等關鍵指標均會變差。所以其無法實現真正意義的多端口天線小型化。

方案之二是兩列或多列輻射單元陣列沿與天線軸線垂直的方向并排布置，每列單元自身之間并聯饋電的同時，新增其他列單元與本列單元之間網絡連接。具體方案如下。

專利201610786107.2基站天線，公開了一種基站天線，通過在兩列低頻輻射單元列之間增設一個低頻單元列，且增設的輻射單元列偏離各陣列軸線，增設的低頻單元列分為兩段并分別與另外兩低頻輻射單元列組陣，來改善天線水平面波束寬度。但是在天線的寬度方向額外增加了低頻單元列，天線尺寸明顯變大。另外，天線增益相比同長度尺寸且僅列單元自身之間并聯饋電的天線增益會降低。

專利201610692818.3天線陣列及天線，公開了一種天線陣列，包括至少一個第一輻射單元和至少一個第二輻射單元，所述第一輻射單元的至少一個偶極子與第二輻射單元中相同極化的一個偶極子通過饋線相連，以通過饋電網絡對其并聯饋電。通過增大并聯饋電的兩個相同極化偶極子之間的間距，可以收窄天線水平面波束寬度。但是第一輻射單元和第二輻射單元之間的距離決定了天線的寬度，若增加并聯饋電的兩個相同偶極子之間的距離，即增加了天線的寬度，不利于天線小型化。另外，天線增益相比同長度尺寸且僅列單元自身之間并聯饋電的天線增益會降低。同時，不同列單元中的同極化偶極子交叉連接后，會帶來極化隔離度變差的問題。

所以，現有方案對于實現多頻多端口天線及其小型化存在不同的不足，急需改進。

發明內容

本發明的首要目的旨在提供一種天線組陣，以優化多頻多端口制式下天線方向圖指標，同時保證天線電路指標。本發明另外提供一種應用上述組陣的多端口天線，其具有小型化、輕量化特點，同時水平波束寬度收斂，相比同長度天線具有更高的增益。

本發明技術方案提供一種天線組陣，包括至少N+1個輻射單元陣列，每個輻射單元陣列包含至少M個輻射單元，其中，M、N為大于等于1的正整數，每個沿軸線分布的輻射單元陣列以及至少一個嵌套在相鄰輻射單元陣列內的偶極子組成一個輻射單元陣組合；其中，沿軸線分布的輻射單元陣列和相鄰輻射單元陣列內嵌套的偶極子通過饋電網絡并聯饋電。

而且，每個輻射單元陣列中各輻射單元沿與反射板軸線平行的直線呈直線或Z字型布置；不同輻射單元陣列在反射板軸線垂直的方向呈對齊或錯位布置。

而且，一個沿軸線分布的輻射單元陣列與嵌套的相鄰輻射單元列內的偶極子在沿垂直軸線方向的距離，為該輻射單元陣列工作頻段中心頻點對應波長的0.4～1倍。