[發(fā)明專利]一種緊耦合陣列天線及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011636498.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114696072B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉祥龍;張關(guān)喜;唐朝陽;鄒艷林;陳棟;趙國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q21/00
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

本申請實(shí)施例提供了一種緊耦合陣列天線及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，緊耦合陣列天線包括：第一介質(zhì)板，其下表面印制有多個(gè)天線單元，天線單元包括多個(gè)偶極天線，偶極天線間隔設(shè)置，偶極天線的振子臂局部鏤空；第一介質(zhì)板的上表面印制有多個(gè)耦合結(jié)構(gòu)，每個(gè)天線單元與一個(gè)耦合結(jié)構(gòu)電氣連接。本實(shí)施例提供的緊耦合陣列天線至少包括第一介質(zhì)板，第一介質(zhì)板的下表面印制有多個(gè)偶極天線，偶極天線的振子臂局部鏤空，偶極天線的振子臂局部鏤空設(shè)計(jì)一方面減小振子臂與第一介質(zhì)板之間形成的電容，另一方面減小電流路徑的截面積以增大阻抗實(shí)部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低緊耦合陣列天線的有源駐波的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種緊耦合陣列天線及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

背景技術(shù)

天線作為現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的重要組成部分，起到了傳輸線上的導(dǎo)行波與自由空間中電磁波相互轉(zhuǎn)化的作用，從而實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)之間電磁信號的無線傳輸。將多個(gè)天線單體按照一定排列方式組成的陣列天線，能夠利用電磁波的疊加使得特定方向上的輻射信號加強(qiáng)，而廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，其中，天線單體可以理解為能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)行波和電磁波相互轉(zhuǎn)化功能的單體設(shè)備。

陣列天線因?yàn)槠渚哂懈咴鲆嫘远粡V泛的應(yīng)用，但是，由于陣列天線將多個(gè)天線單體集成在一個(gè)設(shè)備上，天線單體與天線單體之間會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的耦合效應(yīng)，使得天線單體無法正常工作。在陣列天線中采用較少數(shù)量的天線單體可以達(dá)到降低天線單體之間耦合效應(yīng)的目的，在陣列天線中采用較少數(shù)量的天線單體就需要陣列天線具有超帶寬以滿足不同頻段的需求。

一些學(xué)者將天線單體的偶極子緊密排列制備出的緊耦合陣列天線具有較寬帶寬。然而，目前已發(fā)表的緊耦合陣列天線方面的工作大多集中在如何獲得更寬的帶寬上，對于有源駐波這一重要參數(shù)，常以小于3.0作為標(biāo)準(zhǔn)。對于特定的應(yīng)用場景，比如將緊耦合陣列天線應(yīng)用于5G移動(dòng)通信基站天線系統(tǒng)中時(shí)，不僅希望緊耦合陣列天線仍具有較寬的帶寬，而且對有源駐波這一參數(shù)的要求會(huì)更高，如何降低緊耦合陣列天線的有源駐波成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N緊耦合陣列天線，包括：

第一介質(zhì)板，第一介質(zhì)板的下表面設(shè)置多個(gè)天線單元；天線單元包括至少2個(gè)偶極天線，偶極天線包括兩個(gè)對稱設(shè)置的振子臂；振子臂局部鏤空；第一介質(zhì)板的上表面設(shè)置多個(gè)耦合結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)與一個(gè)所述天線單元電氣連接。

本實(shí)現(xiàn)方式中，緊耦合陣列天線至少包括第一介質(zhì)板，第一介質(zhì)板的下表面設(shè)置多個(gè)偶極天線，偶極天線的振子臂局部鏤空，偶極天線的振子臂局部鏤空設(shè)計(jì)一方面減小振子臂與第一介質(zhì)板之間形成的電容，另一方面減小電流路徑的截面積以增大阻抗實(shí)部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低緊耦合陣列天線的有源駐波的目的。

結(jié)合第一方面，在第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，緊耦合陣列天線還包括：第二介質(zhì)板，平行設(shè)置于第一介質(zhì)板的上方，第二介質(zhì)板的上表面設(shè)置多個(gè)寄生貼片，每個(gè)寄生貼片的中心與耦合結(jié)構(gòu)的中心在垂直方向上重合。

本實(shí)現(xiàn)方式中，在耦合結(jié)構(gòu)的上方各加載一個(gè)寄生貼片，等效為引入電感分量，電感分量可以抵消天線單元的容性電抗，使緊耦合陣列天線阻抗實(shí)部更為平緩，有源駐波得以降低。

結(jié)合第一方面，在第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，緊耦合陣列天線還包括：第三介質(zhì)板，設(shè)置于第一介質(zhì)板的下表面，與第一介質(zhì)板相互垂直，第三介質(zhì)板的第一表面設(shè)置饋電微帶線，所述第一表面垂直于所述第一介質(zhì)板，第三介質(zhì)板的第二表面設(shè)置微帶線地板，所述第二表面垂直于所述第一介質(zhì)板，饋電微帶線和所述微帶線地板組成巴倫結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述巴倫結(jié)構(gòu)與一個(gè)所述偶極天線電氣連接。

本實(shí)現(xiàn)方式中，饋電微帶線與微帶線地板組成巴倫結(jié)構(gòu)，巴倫結(jié)構(gòu)可以達(dá)到平衡饋電和阻抗匹配的目的，使緊耦合陣列天線的有源駐波得以降低。

結(jié)合第一方面，在第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，微帶線地板局部鏤空。