[發明專利]一種雙頻雙極化共口徑基站天線、移動通信系統

有效

• 申請號: 202110271968.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113113762B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 徐云學;馬浩;張潞
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/38;H01Q1/52;H01Q5/28;H01Q9/04
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種雙頻雙極化共口徑基站天線、移動通信系統。此款共口徑天線主要由天線上層介質板，天線下層介質板，饋電巴倫，接地連接器等四部分構成；其中，天線下層介質板與天線上層介質板共軸分布；高頻±45°極化輻射貼片位于天線上層介質板的下表面；低頻輻射貼片和低頻寄生貼片位于天線上層介質板的上表面；天線的饋電巴倫主要由位于天線上層介質板上表面的微帶線和天線兩層介質板之間的同軸線組成。接地連接器和合路器焊接結構在天線下層介質板上表面，天線地板位于天線下層介質板的下表面。本發明天線體積很小且結構簡單緊湊，性能優良，可以廣泛地應用于2G/3G/4G頻段的基站天線設計中。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種雙頻雙極化共口徑基站天線、移動通信系統。

背景技術

天線在現代通信系統中具有非常重要的作用，它是發射和接收電磁波的設備，天線的性能好壞直接影響了整個通信系統的工作質量。在現代通信系統中，如何設計出高性能，低剖面，低成本，輕量化，小型化的天線是提升通信質量的重要一環。隨著現代移動通信技術的發展，為了滿足多場景，多任務的通信需求，無線通信頻段越來越多。為了實現多頻段的無線通信，通常可以將天線設計成寬頻或多頻天線。但是隨著工作頻段的增多，寬頻及多頻天線很難實現。而且由于不同頻段天線通常具有不同的通信任務，所以一般將不同頻段的天線設計成獨立的天線是必須的。但是將不同頻段的天線簡單的排列在一起，勢必會大大增加天線的安裝空間，而且不同頻段的天線之間可能會相互影響。共口徑天線是一種將工作于不同頻段，甚至不同極化的兩副或多副天線放置于同一口徑下，使其能夠在同一個口徑面內同時工作的一種天線形式。通過合理的設計布局不僅可以使工作于不同頻段的天線單元之間可以相互獨立且互不影響的工作，而且可以有效地共享安裝天線的空間資源。所以在保證天線工作性能的基礎上，共口徑天線與將不同天線獨立放置的方式相比可以極大地減少天線的實際占用空間，提高空間利用率。因此，近年來在無線通信系統的天線設計中，共口徑天線的實際需求與日俱增。

而且雙極化能夠讓天線在收發雙工模式下工作，所以對解決極化失配，傳輸效率低等問題具有一定積極作用。所以在現代移動通信領域，雙頻雙極化共口徑在基站天線中正在得到越來越多的應用。2017年，文獻【1】[H.Huang,Y.Liu and S.Gong,A Dual-Broadband,Dual-Polarized Base Station Antenna for2G/3G/4G Applications,inIEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,vol.16,pp.1111-1114,2017,doi:10.1109/LAWP.2016.2623315.]提出了一種可用于2G/3G/4G的雙頻雙極化共口徑基站天線，具有高隔離度、良好的輻射特性和易于陣列化的優點，但是其弧形擋板、盒型反射器以及附帶分支的彎曲振子使得天線整體結構過于復雜，增加了工程實現難度。2017年，專利【2】[電子科技大學.一種雙頻段共面共口徑基站天線:CN201710782963.5[P].2018-01-26.]提出了一種用于2G/3G/4G基站通信的雙頻共面共口徑天線，具有平面化、剖面高度低、結構緊湊的優點，但是高頻天線為單一線極化。2017年，專利【3】[西南交通大學.一種應用于2G/3G/4G基站通信的偶極子雙極化天線:CN201711037034.8[P].2018-04-13.]提出了一種共面帶狀線饋電的環形偶極子輻射天線，其結構簡單且VSWR1.5的相對帶寬達到了43.5％，但是未將800-960MHz頻段考慮在內進行一體化設計。2018年，專利【4】[中天寬帶技術有限公司.一種2G/3G/4G移動通信用的超寬頻雙極化基站天線:CN201820323893.7[P].2018-09-11.]設計了一種2G/3G/4G移動通信用的包括反射板、輻射單元和n型彎折的超寬頻雙極化基站天線，優點在于構思巧妙、結構簡單、具有較高的隔離度和交叉極化比，但是波束寬度較窄。2019年，文獻【5】[R.Wu and Q.Chu,A Compact,Dual-PolarizedMultiband Array for2G/3G/4G Base Stations,in IEEE Transactions on Antennasand Propagation,vol.67,no.4,pp.2298-2304,April 2019,doi:10.1109/TAP.2019.2902652.]提出了一種緊湊的寬帶雙頻雙極化天線陣列，但是低頻段天線單元結構比較復雜。