[實用新型]一種小口徑窄波束的基站天線

有效

• 申請號: 202220607004.6
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN217114776U
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 楊慧;劉婷;江嘉越;趙閣;趙魯豫
• 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;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 蘇州維進專利代理事務所(普通合伙) 32507
• 代理人: 程東輝

本實用新型公開了一種小口徑窄波束的基站天線，包括至少一個天線單元，每個天線單元包括輻射體和饋電結構，輻射體包括水平輻射部和豎直輻射部，水平輻射部包括交叉極化的四個折合振子，豎直輻射部包括垂直于水平輻射部的四組彎折臂，彎折臂與折合振子的端部連接，豎直輻射部和饋電結構分別位于水平輻射部的兩面。通過在構成水平輻射部的折合振子的末端加載垂直向上的豎直彎折臂，實現天線口徑縮小和波束寬度的下降，由于豎直彎折部向上彎折，實現能量的匯聚和波束的收斂。

技術領域

本實用新型屬于無線通信領域，涉及一種小口徑窄波束的基站天線。

背景技術

在移動通信發展的過程中，用戶數量的日益增長與天面資源匱乏的矛盾始終存在，尤其在Missive MIMO技術的應用中。為了實現更加全面的信號覆蓋面積，保證更多人身處于良好的通信環境中，基站的密集度不斷增加，可用的站址空間越發緊張。為了消除這種由于基站過于密集引起的負面干擾，通常選擇具有良好的定向輻射特性的基站天線。實現天線定向輻射的傳統方法是將金屬反射板直接放置在天線的正下方，抑制天線的后向輻射并利用產生的反射波束提高天線的增益。隨著移動通信技術的飛速發展，通信系統愈發趨向于集成化，因此電子設備被要求具有更小的空間尺寸、更寬的信號帶寬、更多的功能。此外，通訊設備越來越多、傳輸環境越來越復雜，不同頻段、不同天線之間的耦合愈發嚴重的發展現狀對基站天線也提出新的要求。目前，基站天線的研究重點和主要突破點在于基站天線的小型化、多極化、寬帶、多頻段、低耦合、多功能、集成一體化等方向。

小型化是雙極化基站天線設計中非常關鍵的原則，具有降低成本，方便安裝維護、節約制作成本與節約愈發稀少的站址等重要意義。特別是對于后 4G采用的1710GHz-2200GHz頻帶的32R/T Missive MIMO基站天線，輻射單元的間距明顯變小時會造成單元之間互耦強烈，并且由于天線之間的互耦會使得天線的半功率波束寬度往往較寬，此時減小單元尺寸、收窄天線的波束寬度成為技術突破的關鍵。而且隨著一體化基站天線的發展，需要將天線在限定的空間下與射頻模塊集成，小型化基站天線若體積能夠減小50％以上，則對于同樣的空間，可以實現多個陣列的布局，且能量進行有效的輻射。如何設計出口徑小、波寬收窄的基站天線是目前所要解決的問題。

實用新型內容

本實用新型目的是：提供一種緩解天面資源緊張環境下的口徑小、波寬收窄的基站天線，口徑小可以使得架在室外高處時，有效降低風阻，收窄波寬可以進一步的匯聚能量提高方向性，并對組陣后的天線端口耦合有一定的減弱優勢。

本實用新型的技術方案是：一種小口徑窄波束的基站天線，所述基站天線包括至少一個天線單元，所述天線單元包括輻射體和連接在所述輻射體上的饋電結構，所述輻射體包括水平輻射部和豎直輻射部；所述水平輻射部的外部輪廓呈正方形，包括交叉極化的四個折合振子、四個共面傳輸線和四個交叉金屬帶，每個所述折合振子包括兩個驅動臂和一個輻射臂，每個所述折合振子的驅動臂和輻射臂之間設有間隙，所述輻射臂的兩端分別與兩個所述驅動臂的外側兩端連接，每個所述折合振子的驅動臂的內側兩端垂直連接各自對應的所述共面傳輸線，四個所述交叉金屬帶設置在正方形的所述水平輻射部的對角線位置；所述豎直輻射部包括垂直于所述水平輻射部的四組彎折臂，每組所述彎折臂包括對稱設置的兩個弓形彎折臂，每組所述彎折臂中的兩個所述弓形彎折臂的底部連接在對應的所述折合振子的輻射臂的兩端；所述豎直輻射部與所述饋電結構分別位于所述水平輻射部的兩面。

通過在構成水平輻射部的折合振子的末端加載垂直向上的豎直彎折臂，實現天線口徑縮小和波束寬度的下降，相比于不加彎折臂的天線單元，本申請中的天線單元可以將天線口徑縮小到0.25λ×0.25λ×0.3λ(λ取中心頻點2GHz)，并且由于豎直彎折部向上彎折，實現能量的匯聚和波束的收斂，使得帶寬內增益約為8dB±2dB，平均波束寬度約70±2°；交叉金屬帶的設置多引入一條諧振路徑，從而可以改善匹配。