[發(fā)明專利]一種多頻基站天線單元及通信設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210678337.2
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115051142B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 車文荃;李永正;楊琬琛;薛泉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q5/10;H01Q5/307;H01Q21/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發(fā)明公開了一種多頻基站天線單元及通信設(shè)備，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，包括第一輻射器以及第二輻射器；所述第一輻射器包括至少存在一個工作頻段的第一輻射結(jié)構(gòu)以及耦合諧振結(jié)構(gòu)，通過在第一輻射結(jié)構(gòu)上加載所述耦合諧振結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生第一個額外工作頻段；所述第二輻射器位于第一輻射器上方，用于產(chǎn)生第二個額外工作頻段。本發(fā)明解決了目前基站天線多頻兼容存在的頻段數(shù)量少，頻段間耦合強的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種多頻基站天線單元及通信設(shè)備。

背景技術(shù)

當(dāng)前，移動通信基站多頻兼容的需求與天線陣列安裝空間有限的矛盾對基站天線陣列多頻共口徑兼容提出了迫切需求。傳統(tǒng)方案采用多副工作在不同單一頻段的天線進(jìn)行嵌套或堆疊實現(xiàn)多頻兼容。但是，這種方法存在方向圖遮擋、頻段間隔離度差、兼容頻段少等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種多頻基站天線單元及通信設(shè)備。

本發(fā)明是基于耦合諧振器原理的小型化多頻基站天線，該天線基于耦合諧振器原理，利用一副天線實現(xiàn)三個頻段，從根本上解決傳統(tǒng)多頻基站天線方向圖遮擋、隔離度差、兼容頻段少的問題，進(jìn)一步擴(kuò)充現(xiàn)有多頻基站天線的工作頻段數(shù)量，且減小其尺寸。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多頻基站天線單元，包括第一輻射器以及第二輻射器；

所述第一輻射器包括至少存在一個工作頻段的第一輻射結(jié)構(gòu)以及耦合諧振結(jié)構(gòu)，通過在第一輻射結(jié)構(gòu)上加載所述耦合諧振結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生第一個額外工作頻段；

所述第二輻射器位于第一輻射器上方，用于產(chǎn)生第二個額外工作頻段；

耦合諧振結(jié)構(gòu)的自身諧振頻率f_L在0.68f₀-0.87f₀之間，所述第二輻射器產(chǎn)生的第二個額外工作頻段中心頻率f_Hf₀；其中f₀為所述第一輻射結(jié)構(gòu)最低工作頻段的中心頻率，自身的諧振頻率指耦合諧振結(jié)構(gòu)的最低階本征模式所在的頻率；

所述第一輻射器及第二輻射器具有各自獨立的饋電結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述第二輻射器由上至下包括第一介質(zhì)基片、第一介質(zhì)塊及高頻饋電結(jié)構(gòu)，所述第一介質(zhì)基片表面設(shè)置第二輻射結(jié)構(gòu)，所述第一介質(zhì)塊的下表面覆蓋有一層金屬箔。

進(jìn)一步，所述高頻饋電結(jié)構(gòu)包括微帶巴倫、同軸-微帶轉(zhuǎn)接板及同軸線，所述微帶巴倫由兩片表面加載微帶線的介質(zhì)基片交叉構(gòu)成。

進(jìn)一步，所述第一輻射器由上至下依次包括第二介質(zhì)塊、第三介質(zhì)塊、第二介質(zhì)基片、第四介質(zhì)塊及低頻饋電結(jié)構(gòu)；

所述第一輻射結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二介質(zhì)基片的上、下表面，其中，第一輻射結(jié)構(gòu)為偶極子形式，所述第二介質(zhì)基片的上、下表面分別設(shè)置輻射場極化相互正交的偶極子，每一個偶極子臂之間的張角呈90度；

所述第四介質(zhì)塊加載耦合諧振結(jié)構(gòu)，所述耦合諧振結(jié)構(gòu)的形式為向上開口的矩形開口環(huán)狀金屬箔，耦合諧振結(jié)構(gòu)上邊沿與第二介質(zhì)基片下表面之間的垂直距離差距小于0.01λ₀,其中λ₀為第一輻射結(jié)構(gòu)工作頻段中心頻率處的波長。加載該耦合諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生第一個額外的工作頻段。

進(jìn)一步，所述第二介質(zhì)塊的厚度不大于0.08λ_L,其中λ_L為第一輻射器工作的最低頻段中心頻率處的波長。

進(jìn)一步，所述第二介質(zhì)塊的上表面及側(cè)面加載寄生結(jié)構(gòu)，所述寄生結(jié)構(gòu)包括貼片形及環(huán)形。

進(jìn)一步，所述貼片型為一塊或多塊矩形或圓形金屬箔，其邊長或半徑小于0.2λ₀，其中λ₀為所述第一輻射結(jié)構(gòu)工作頻段的中心頻率處對應(yīng)的波長；