[發(fā)明專利]一種基站MIMO天線單元

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010843678.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN111864345A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋長(zhǎng)宏;翟會(huì)清;習(xí)磊;張文靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): H01Q1/24
• 分類號(hào): H01Q1/24;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開了一種基站MIMO天線單元，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。該天線單元包括射頻接插件以及從上到下依次設(shè)置的加載層、輻射層、饋電網(wǎng)絡(luò)層和金屬地層。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單，電尺寸小的特點(diǎn)以及雙極化輻射功能，可滿足數(shù)字多波束天線對(duì)輻射單元的苛刻的技術(shù)要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種局基站MIMO天線單元。

背景技術(shù)

由于通信系統(tǒng)商用在即，因此天線的設(shè)計(jì)得到了眾多學(xué)者的關(guān)注，其中多以四端口與八端口天線居多，電尺寸較大的MIMO天線終端天線在波束賦形的基站天線系統(tǒng)中無(wú)法使用，應(yīng)用場(chǎng)景為手持終端，物聯(lián)網(wǎng)終端，四端口和八端口的的技術(shù)特點(diǎn)是具有較高的天線端口隔離度對(duì)稱方向圖，由于饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，占用空間較大，導(dǎo)致天線無(wú)法實(shí)現(xiàn)電小尺寸設(shè)計(jì)。

現(xiàn)階段基站MIMO天線主要有以下幾種形式：

1、雙極化半波振子天線：該形式天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、駐波帶寬大于60％，端口隔離度高，但其剖面較高，通常在0.25個(gè)波長(zhǎng)左右，電尺寸0.8個(gè)波長(zhǎng)，無(wú)法滿足5G基站天線波束賦形對(duì)天線單元電小尺寸(0.5個(gè)波長(zhǎng))的要求；

2、雙極化微帶天線形式，為了展寬天線單元的駐波帶寬、基于微帶天線的形式多采用縫隙耦合的電磁結(jié)構(gòu)來(lái)展寬天線的帶寬，其駐波帶寬為20％左右，端口隔離度滿足大于25％，由于其為空氣夾層結(jié)構(gòu)，輪廓較高，且不容易實(shí)現(xiàn)有源集成設(shè)計(jì)；

3、磁耦合雙極化振子天線，該形式天線采用兩個(gè)正交放置的L探針，激勵(lì)帶有支柱的兩對(duì)振子，此外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶寬寬，端口隔離高，輪廓低，但其無(wú)法實(shí)現(xiàn)有源電路集成設(shè)計(jì)，電尺寸較大，無(wú)法滿足5G基站天線波束賦形對(duì)天線單元電小尺寸(0.5個(gè)波長(zhǎng))的要求。

以上幾種雙極化天線單元的各有優(yōu)缺點(diǎn)，雖個(gè)別指標(biāo)特性較優(yōu)，它們的共性缺陷是無(wú)法滿足小型化寬頻段工作的技術(shù)要求，尤其是作為寬帶、超低輪廓、可有源集成的基站MIMO系統(tǒng)天線單元均無(wú)法滿足所有技術(shù)指標(biāo)要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種基站MIMO天線單元，其具有小型化、帶寬寬、結(jié)構(gòu)緊湊、并且可作為雙極化MIMO陣列天線陣列輻射單元。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種基站MIMO天線單元，包括從上到下依次設(shè)置的加載層、輻射層、饋電網(wǎng)絡(luò)層以及金屬地層；所述的加載層的主體為微波介質(zhì)板，微波介質(zhì)板的上表面設(shè)置有排布為矩形陣列的金屬加載單元，所述金屬加載單元為方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)；

所述輻射層的主體為第二介質(zhì)板，在第二介質(zhì)板的上表面設(shè)置有排布為圓周陣列的四個(gè)振子結(jié)構(gòu)；每個(gè)振子結(jié)構(gòu)均包括矩形結(jié)構(gòu)的饋電端以及等腰梯形結(jié)構(gòu)的輻射端，所述饋電端位于第二介質(zhì)板上表面的中央位置，輻射端位于第二介質(zhì)板上表面的邊沿位置，其矩形結(jié)構(gòu)的一長(zhǎng)邊和等腰梯形的上底邊重合；每個(gè)饋電端上均設(shè)有饋電過(guò)孔；

所述饋電網(wǎng)絡(luò)層的主體為第三介質(zhì)板，在第三介質(zhì)板的上、下表面均設(shè)有兩條微帶饋線，其中一條微帶饋線為短微帶饋線，另一條微帶饋線為長(zhǎng)微帶饋線，第三介質(zhì)板同一表面的兩條微帶饋線相互垂直；其中，上表面的短微帶饋線和下表面的長(zhǎng)微帶饋線位于兩相對(duì)的饋電端的饋電過(guò)孔的連線投影上，下表面的短微帶饋線和上表面的長(zhǎng)微帶饋線在另一兩相對(duì)的饋電端的饋電過(guò)孔的連線投影上；第三介質(zhì)板上表面的兩條微帶饋線的外端分別連接兩相鄰饋電端的饋電過(guò)孔，兩條微帶饋線的內(nèi)端分別連接在對(duì)應(yīng)的射頻接插件的內(nèi)導(dǎo)體上；第三介質(zhì)板下表面的兩條微帶饋線的外端分別連接另一兩相鄰饋電端的饋電過(guò)孔上，其兩條微帶饋線的內(nèi)端通過(guò)對(duì)應(yīng)的過(guò)孔連接在對(duì)應(yīng)的射頻接插件的外導(dǎo)體上；

所述金屬地層的主體為第四介質(zhì)板，在第四介質(zhì)板的下表面設(shè)有金屬敷銅，所述射頻接插件的外導(dǎo)體均焊接在所述金屬敷銅上；所述過(guò)孔連接金屬敷銅和第三介質(zhì)板下表面的兩條微帶饋線。

本發(fā)明采取上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：