[發明專利]用于多頻帶基站天線的寬帶輻射元件

在審

• 申請號: 202210697193.5
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114927859A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 科莫夫·弗拉季斯拉夫·維亞切斯拉沃維奇;李梓萌
• 申請（專利權）人: 廣州司南技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q5/307;H01Q21/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖郁豐

雙極化偶極天線，其輻射部設置在雙面印刷電路板上。印刷輻射部的頂面包含四個偶極臂，每個偶極臂由兩個彼此呈90度的導電段組成，它們在開始處相交，并沿著兩個正交軸發散，與其他偶極臂形成十字形的發射部。不同極化的偶極臂的導電段的端部通過導電線段連接，與偶極臂之間的兩個正交間隙形成一個閉環。在印刷輻射單元的底面上，在偶極臂的導電段之間，有四邊形金屬化元件，它們與所描述的結構一起形成集成濾波器，用于輻射部中不需要的高頻。偶極子的饋電部分包括兩個開放式短截線巴倫，一個用于極化，位于印刷電路板上。雙極化低頻天線元件旨在顯著減少基站天線中低頻天線元件和高頻天線元件之間的不需要的干擾。

技術領域

本發明涉及一種雙極化天線。更具體地，本發明涉及具有緊密接近的低頻帶和高頻帶偶極子的多頻帶基站天線。

背景技術

隨著當今手機使用量的高速增長，手機運營商需要利用手機流量的容量來保持所有網絡用戶的穩定。考慮到現有的對一個基站可部署的天線數量的要求，該問題的解決方案是存在一種天線，該天線可以容納在不同頻率范圍內運行的多個線性輻射元件陣列，以支持多個手機運營商。此外，這種天線的寬度應該盡可能小，以便提供最小的逆風橫截面積。這是對基站天線的風載荷的要求。

當今流行的雙頻帶天線之一包括兩種線陣列,它們是在690-960MHz頻率范圍內提供通信的低頻輻射元件，以及在1700-2700MHz頻率范圍內提供通信的高頻輻射元件。兩個頻段的這些線性行并排位于天線陣列的同一面上。對于在低頻和高頻范圍內運行的緊湊型天線陣列的需求產生許多麻煩。特別是，位于平面反射器的690-960MHz低頻范圍的簡單交叉偶極子，在1300-2900MHz頻帶內具有一個至少單頻諧振。結果，當低頻范圍和高頻范圍的線性序列會聚在天線陣列的一個面上時，就會產生由這些單頻諧振引起的不必要的相互耦合和再輻射，這會扭曲其他頻段的方向圖和增益。創建雙頻段緊湊型天線時的另一個重要考慮因素是它們是否適合大規模生產。對于某些類型的設計，在天線陣列中存在大量輻射天線元件會顯著提高最終產品的組裝速度，并降低其質量。因此，有必要提供一種小尺寸、高頻范圍隱藏、便于量產的天線元件。

專利CN 110957569A描述了一種交叉偶極型雙極化天線，偶極子的每個輻射部都有兩個相互正交連接的臂，并且一個附加的隔離元件連接在兩個臂之間，在偶極子的每個部分形成一個閉合回路。附加的去耦元件包含一個介電基板和一個施加在其上的導電層。介電基板的兩端與偶極子的兩臂相連，導電層與兩臂形成閉合電路。這種雙極化天線如圖1a和1b所示。位于偶極子臂上的介電基板上提供附加導電元件，在臂之間提供電連接，可以減小偶極子的橫向尺寸并改善其方向特性，但是這種設計具有許多缺點。第一個缺點是偶極子的饋電部分，饋電部分有兩條合適的電纜，連接到每個極化-/+45度的輻射部，在巴倫上有一個焊接點，在偶極子的第二個臂上有兩個焊接點。這種電源方案通過在調諧天線陣列時向巴倫添加匹配網絡來限制額外匹配的可能性。在大規模生產中，它可能會引入無源互調的額外問題。第二個缺點是位于偶極子臂上的閉合導電元件，它位于天線陣列中的高頻元件的正上方。采用這種布置，該元件將扭曲其中一個極化-/+45度的高頻行的方向圖案。

發明內容

本發明的一個目的是克服現有技術和在多頻帶天線陣列中使用的其他已知雙極化天線的缺點。

基于上述現有技術，本發明的第一個目的是提供一種雙極化寬帶天線，其半功率波束寬度為60-65度，在690-960MHz的+/-60度區的邊緣，交叉極化比優于-10dB。第二個目的是創建一個寬帶天線元件，該天線元件將在其預期的特定頻帶中運行，但同時對位于天線陣列同一面上的其他天線元件發射的另一個頻帶是透明的。第三個目的是創造一種寬帶天線，它易于連接到波束成形網絡，便于批量生產。