CN105633589A - 基站天线的背板以及基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基站天线的背板，该背板包括背板底面和背板侧板，该背板底面平行地放置于底板下面，该背板底面的两侧中间各有一个背板侧板，每个背板侧板成L型折弯，每个背板侧板的L型折弯的一侧和背板底面连接，每个背板侧板的L型折弯的另一侧朝向辐射单元，每个背板侧板和底板不接触。采用该背板的基站天线还包括底板，该底板不接触地平行地位于背板上面，底板的位于和L型折弯的背板侧板的相同方向的两侧向上折弯；以及辐射单元，该辐射单元位于底板的中间。利用本发明的方案，不仅减少了基站天线的尺寸，而且相比于现有的背板设计将前后比提高了3至5dB，同时具有易于加工，易于安装，在规模化生产时不需要重新调整的优点。

Description

基站天线的背板以及基站天线

技术领域

本发明通常涉及移动通信领域，尤其涉及基站天线的背板以及基站天线。

背景技术

随着移动通信网络的发展，基站天线的应用环境变得越来越复杂。对于网络的规划和优化的要求也变得越来越高。特别是在城市中，蜂窝网络非常密集，站址的选择也变得越来越困难，共用站址导致了同一站址上安装的天线越来越多，对于这些站址上的天线，需要前后比更优的天线以解决天线之间的干扰问题，对于城市中相邻站址的天线，也需要前后比更优的天线解决越区覆盖导致切换混乱以及掉话的问题。

对于定向天线而言，由于其反射板不可能是理想的无限大导电平面，天线最大辐射方向的反方向总存在一定强度的辐射信号，当天线被安装在基站上以后，如图1(a)的理想情况和图1(b)的实际情况所示，某一面天线反方向的辐射信号与另两面天线主辐射方向的信号重叠，形成干扰。

为了提高定向基站天线的前后比，一种方法是通过增大基站天线的金属反射板，但是过分增大反射板的尺寸不仅浪费材料，而且也增加了基站天线所占用的空间，同时还增加了反射板的加工难度。另一种方法是在基站天线的底板背后放置一块背板，而通常背板和底板的形状尺寸一致，这样的背板并不能有效地抑制天线后向辐射波，特别是对于定向阵列天线来说。因此，设计一种合理的基站天线以获得更优的前后比对提高通信系统的抗干扰来说是必要的。

发明内容

本发明所公开的方法在不增加天线尺寸的情况下优化了天线的前后比。

根据本发明的第一个方面，提供了一种基站天线的背板，其包括背板底面和背板侧板，所述背板底面平行地放置于底板下面，所述背板底面的两侧中间各有一个背板侧板，每个所述背板侧板成L型折弯，每个所述背板侧板的L型折弯的一侧和所述背板底面连接，每个所述背板侧板的L型折弯的另一侧朝向辐射单元，每个所述背板侧板和所述底板不接触。

根据本发明的一个实施例，所述背板底面的不和所述背板侧板连接的边的边长和所述底板的不折弯的边的边长相同。

根据本发明的一个实施例，所述背板底面到所述底板的垂直距离为基站天线频率范围波长的0.18至0.21倍。

根据本发明的一个实施例，所述背板侧板的L型折弯的一侧相对于所述背板底面的垂直高度为基站天线频率范围波长的0.05至0.16倍。

根据本发明的一个实施例，所述背板侧板的L型折弯的一侧的折弯长度为基站天线频率范围波长的0.42至0.45倍。

根据本发明的一个实施例，所述背板侧板的L型折弯的另一侧的折弯宽度为基站天线频率范围波长的0.125至0.135倍。

根据本发明的一个实施例，所述背板侧板的L型折弯的另一侧的折弯长度为基站天线频率范围波长的0.5至0.54倍。

根据本发明的第二个方面，提供了一种基站天线，该基站天线包括本发明的第一方面中任一所述的背板，其还包括：底板，所述底板不接触地平行地位于所述背板上面，所述底板的位于和L型折弯的背板侧板的相同方向的两侧向上折弯；以及辐射单元，所述辐射单元位于所述底板的中间，所述辐射单元用于产生辐射波。

根据本发明的一个实施例，还包括天线罩，所述天线罩包围所述辐射单元、所述背板和所述底板。

利用本发明的方案，不仅减少了基站天线的尺寸，而且相比于现有的背板设计将前后比提高了3-5dB，同时具有易于加工，易于安装，在大规模生产的时候不需要重新调整的优点。

附图说明

参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。

图1(a)示出了定向天线的理想辐射方向的示意图。

图1(b)示出了定向天线的实际辐射方向的示意图。

图2示出了衡量定向天线前后比参数的示意图。

图3示出了没有背板的定向天线的示意图。

图4示出了现有背板的定向天线的示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的带有背板的定向天线的示意图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的带有背板的定向天线的侧面图。

图7示出了没有背板的定向天线的水平面前后比的示意图。

图8示出了现有背板的定向天线的水平面前后比的示意图。

图9示出了根据本发明的一个实施例的带有背板的定向天线的水平面前后比的示意图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征/装置(模块)。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。需要说明的是，尽管附图中以特定顺序描述了本发明中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

为了减少天线间的相互干扰，定义天线最大辐射方向的信号强度与反方向的信号强度的比值为前后比。显然，前后比越大，表征天线的反向辐射强度越小，天线间干扰越小。同交叉极化比一样，除了主轴上的前后比，反方向±30°范围内的最差值也需要考查。此外，双极化天线交叉极化也存在反方向辐射，当然也需要抑制。因而，衡量天线前后比一共有四个参量，分别是如图2所示的主极化主轴前后比(F/BCo±180°)，交叉极化主轴前后比(F/BCross±180°)，主极化主轴±30°前后比(F/BCo±30°Cone)和交叉极化主轴±30°前后比(F/BCross±30°Cone)。

图3示出了没有背板的定向天线的示意图，该定向天线包括辐射单元，底板和位于底板中间的辐射单元，该种方案中没有背板，该种方案不能有效地抑制后向辐射波，前后比较差。

图4示出了现有背板的定向天线的示意图，该定向天线包括辐射单元，背板，底板和位于底板中间的辐射单元。其中，如图4所示出，该背板和底板的形状尺寸基本上一致，该种方案虽然安装有背板设计，但是其仍然不能有效抑制后向辐射。

图6示出了根据本发明的一个实施例的带有背板的定向天线的示意图。该定向天线包括辐射单元，背板，底板和位于底板中间的辐射单元140。如图6所示，背板100包括背板底面110和背板侧板120，130，背板100的背板底面110平行地放置于底板150下面，背板底面110的两侧中间各有一个背板侧板120，130，背板侧板120，130成L型折弯，背板侧板120，130的L型折弯的一侧和背板底面110连接，背板侧板120，130的L型折弯的另一侧朝向辐射单元140，背板侧板120，130和底板150不接触。图6中所示出的是一种基站定向天线，但是本发明的技术方案也可适用于其它形式的定向天线来提高前后比。

如图6所示的上述背板100的背板底面110的不和背板侧板连接的边的边长和底板150的不折弯的边的边长可相同。

此外，为了获得较好的前后比，根据本发明的另一个实施例，如图6所示的背板100的背板底面110到底板150的垂直距离H1可为基站天线频率范围波长的0.18至0.21倍。

根据本发明的另一个实施例，如图6所示的背板100的背板侧板120，130的L型折弯的一侧相对于背板底面110的垂直高度H2可为基站天线频率范围波长的0.05至0.16倍。

根据本发明的一个实施例，如图6所示的背板100的背板侧板120，130的L型折弯的一侧的折弯长度L1可为基站天线频率范围波长的0.42至0.45倍。

根据本发明的一个实施例，如图6所示的背板100的背板侧板120，130的L型折弯的另一侧的折弯宽度L3可为基站天线频率范围波长的0.125至0.135倍。

根据本发明的一个实施例，如图6所示的背板100的背板侧板120，130的L型折弯的另一侧的折弯长度L2可为基站天线频率范围波长的0.5至0.54倍。

不失一般性地，上述各实施例中的所述的背板底面到底板的垂直距离H1、背板侧板的L型折弯的一侧相对于背板底面的垂直高度H2、背板侧板的L型折弯的一侧的折弯长度L1、背板侧板的L型折弯的另一侧的折弯宽度L3和背板侧板的L型折弯的另一侧的折弯长度L2的值也可以采用合适的方式进行组合以形成如图5和图6中的示例性背板以获取优化的前后比。

根据本发明的又一个实施例，如图6所示，背板以及背板侧板的相关尺寸值可以是例如，背板底面110到底板150的距离为基站天线频率范围波长的0.18至0.21倍，背板侧板120，130的L型折弯的一侧相对于背板底面110的垂直高度为基站天线频率范围波长的0.05至0.16倍，背板侧板120，130的L型折弯的一侧的折弯长度为基站天线频率范围波长的0.42至0.45倍，背板侧板120，130的L型折弯的另一侧的折弯宽度为基站天线频率范围波长的0.125至0.135倍，背板侧板120，130的L型折弯的另一侧的折弯长度为基站天线频率范围波长的0.5至0.54倍，这样的背板设计能够获得更优的前后比。

需要说明的是，每个背板侧板的L型折弯的一侧和背板底板的连接可以是垂直连接但并不仅限于垂直连接，也即L型折弯的一侧和背板底面的角度可以根据需要调整。每个背板的L型折弯的另一侧可以平行于背板底面但并不仅限于平行于背板底面，L型折弯的两侧之间夹角并不仅限于90度，也可以根据需要调整，该L型背板的另一侧朝向辐射单元。

本领域技术人员应该理解的是，背板侧板的尺寸和背板底面以及底板的尺寸相关。也即背板侧板的尺寸和基站天线设计的频率波长相关，背板和底板的尺寸和辐射单元的频率范围相关，即跟辐射频率的波长相关。

图5示出了根据本发明的一个实施例的带有背板的定向天线的示意图。如图5所示的基站天线可包括底板，底板不接触地平行地位于背板上面，底板的位于和L型折弯的背板侧板的相同方向的两侧向上折弯。该基站天线还可包括辐射单元，辐射单元位于底板的中间，辐射单元用于产生辐射波。该基站天线还可包括包围辐射单元、底板和背板的天线罩。

图7示出了没有背板的定向天线的水平面前后比的示意图，图8示出了现有背板的定向天线的水平面前后比的示意图。和图9中的根据本发明的一个实施例的带有背板的定向天线的水平面前后比的性能相比较，可以得出如表1所示的比较结果。

表1各种基站天线的前后比的比较

从表1中可以看出，相对于现有技术，根据本发明方案的基站天线可以获取更优的前后比。例如表1中的无背板设计方案的最差的前后比为-24.7dB，现有背板设计方案的最差前后比为-25.3dB，而本发明方案的最差的前后比为-28dB，本发明的方案相比于无背板设计和现有背板设计的方案的最差前后比提高了大约3dB。

在本文中，参照附图对本文公开的方法进行了描述。然而应当理解，附图中所示的以及说明书中所描述的步骤顺序仅仅是示意性的，在不脱离权利要求的范围的情况下，这些方法步骤和/或动作可以按照不同的顺序执行而不局限于附图中所示的以及说明书中所描述的具体顺序。

本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。

Claims (9)

1.一种基站天线的背板，其包括：

背板底面和背板侧板；

所述背板底面平行地放置于底板下面，所述背板底面的两侧中间各有一个背板侧板，每个所述背板侧板成L型折弯，每个所述背板侧板的L型折弯的一侧和所述背板底面连接，每个所述背板侧板的L型折弯的另一侧朝向辐射单元，每个所述背板侧板和所述底板不接触。

2.如权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板底面的不和所述背板侧板连接的边的边长和所述底板的不折弯的边的边长相同。

3.如权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板底面到所述底板的垂直距离为基站天线频率范围波长的0.18至0.21倍。

4.如权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板侧板的L型折弯的一侧相对于所述背板底面的垂直高度为基站天线频率范围波长的0.05至0.16倍。

5.如权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板侧板的L型折弯的一侧的折弯长度为基站天线频率范围波长的0.42至0.45倍。

6.如权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板侧板的L型折弯的另一侧的折弯宽度为基站天线频率范围波长的0.125至0.135倍。

7.如权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板侧板的L型折弯的另一侧的折弯长度为基站天线频率范围波长的0.5至0.54倍。

8.一种基站天线，所述基站天线包括权利要求1-7中任一项所述的背板，还包括：

底板，所述底板不接触地平行地位于所述背板上面，所述底板的位于和L型折弯的背板侧板的相同方向的两侧向上折弯；以及

辐射单元，所述辐射单元位于所述底板的中间，所述辐射单元用于产生辐射波。

9.如权利要求8所述的基站天线，其特征在于，还包括天线罩，所述天线罩包围所述辐射单元、所述背板和所述底板。