CN106654603A - 一种三频超宽带基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三频超宽带基站天线，包括反射板、设置在反射板正面的辐射阵列以及设置在反射板背面的馈电网络，所述辐射阵列与所述馈电网络连接，所述辐射阵列包括一个低频辐射阵列和两个高频辐射阵列，所述两个高频辐射阵列对称分布于所述低频辐射阵列的两侧；所述低频辐射阵列包括N个低频辐射单元，所述N个低频辐射单元沿所述反射板的纵向间隔设置在所述反射板的正面；每个所述高频辐射阵列包括2N+1个高频辐射单元，所述2N+1个高频辐射单元沿所述反射板的纵向间隔设置在所述反射板的正面；所述N为大于或等于1的正整数。本发明结构紧凑，体积小，重量轻，并具有较佳辐射性能和电路性能。

Description

一种三频超宽带基站天线
【技术领域】
本发明涉及移动通信基站天线技术领域，尤其是涉及一种三频超宽带基站天线。
【背景技术】
近年来，随着移动用户数量的急剧增长，通信系统在不断更新与扩容，对天线的设计提出越来越高的要求，一方面要求天线宽频化、多频化，以同时满足多个系统的通信要求；另一方面要求实现多系统共用天线，以减小天线间的干扰并降低成本。目前，三频超宽带天线是基站天线系统中常用的多系统天线之一，三频超宽带基站天线设计的核心问题就是不断地优化天线的实现形式，包括辐射单元的设计以及反射边界的优化，使得天线结构紧凑、体积小、重量轻，同时具有优异的辐射性能及宽频带特性，以满足新的技术指标要求。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种结构紧凑、体积小、重量轻、并具有较佳辐射性能和电路性能的三频超宽带基站天线。
本发明提供的一种三频超宽带基站天线，包括反射板、设置在反射板正面的辐射阵列以及设置在反射板背面的馈电网络，所述辐射阵列与所述馈电网络连接，所述辐射阵列包括一个低频辐射阵列和两个高频辐射阵列，所述两个高频辐射阵列对称分布于所述低频辐射阵列的两侧；所述低频辐射阵列包括N个低频辐射单元，所述N个低频辐射单元沿所述反射板的纵向间隔设置在所述反射板的正面；每个所述高频辐射阵列包括2N+1个高频辐射单元，所述2N+1个高频辐射单元沿所述反射板的纵向间隔设置在所述反射板的正面；所述N为大于或等于1的正整数。
进一步地，所述高频辐射阵列的相位中心与所述低频辐射阵列的相位中心位于同一水平线上。
进一步地，每个所述高频辐射阵列的两侧分别设有金属围边，所述两个金属围边固定到所述反射板的正面并关于所述高频辐射阵列对称，且与所述低频辐射单元不接触。
进一步地，所述两个金属围边之间的间距大于对应的所述高频辐射阵列的高频辐射单元的口径。
进一步地，所述低频辐射阵列中，相邻的两个所述低频辐射单元之间的间距是所述高频辐射阵列中相邻的两个所述高频辐射单元之间的间距的2.5倍。
进一步地，相邻的两个所述低频辐射单元之间设有L形金属隔离条，所述L形金属隔离条固定到所述反射板的正面。
进一步地，所述L形金属隔离条包括固定到所述反射板正面的水平部及竖直部，所述水平部的一端与所述竖直部连接，另一端朝向其中一个所述高频辐射阵列。
进一步地，所述N个低频辐射单元包括一个中心低频辐射单元，与所述中心低频辐射单元相邻的两个低频辐射单元的两侧分别设有Z形金属隔离条，所述Z形金属隔离条固定到所述反射板的正面，并位于对应一侧的相邻的两个所述高频辐射单元之间。
进一步地，所述高频辐射单元的上方设有金属引向片。
进一步地，所述反射板的纵向两侧边分别朝反射板的正面翻折形成竖直翻边。
本发明结构简单，易于组装，成本较低，通过一个低频辐射阵列和两个高频辐射阵列采用并排的排列方式，高频段和低频段间的相互影响较小，且高频段和低频段均具有较好的前后比、交叉极化比特性，水平面波束宽度收敛，同时具有高隔离度等良好的电路性能，保证了天线在较小尺寸下获得可满足目前移动通信系统对多频天线的指标要求。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种三频超宽带基站天线的立体示意图；
图2是图1所示三频超宽带基站天线的俯视图；
图3是图1所示三频超宽带基站天线的侧视图；
图4为本发明另一实施例提供的一种三频超宽带基站天线的立体示意图；
图5是图4所示三频超宽带基站天线的俯视图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1、图2和图3，本发明提供的一种三频超宽带基站天线，包括反射板1、设置在反射板1正面的辐射阵列以及设置在反射板1背面的馈电网络。反射板1为一金属反射板。反射板1的纵向两侧边分别朝反射板1的正面翻折形成竖直翻边11。馈电网络用于对辐射阵列提供并联馈电。
辐射阵列包括一个低频辐射阵列2和两个高频辐射阵列3。低频辐射阵列2工作于790MHz-960MHz频段，高频辐射阵列3工作于1710MHz-2690MHz频段。低频辐射阵列2设置在反射板1正面的纵向轴线上。两个高频辐射阵列3对称分布于低频辐射阵列2的两侧。高频辐射阵列3的相位中心与低频辐射阵列2的相位中心位于同一水平线上。
本实施例中，低频辐射阵列2包括3个低频辐射单元21，3个低频辐射单元21沿反射板1的纵向间隔设置在反射板1的正面，具体的，3个低频辐射单元21间隔设置在反射板1正面的纵向轴线上。低频辐射单元21采用的是方碗型的双极化压铸振子，每个极化由两个偶极子并联构成。每个高频辐射阵列3包括7个高频辐射单元31。7个高频辐射单元31沿反射板1的纵向间隔设置在反射板1的正面。具体的，高频辐射单元31通过紧固件固定到反射板1的正面，紧固件可以为例如螺钉、螺杆和螺母等。高频辐射单元31采用的是双极化压铸振子。
低频辐射阵列2中，相邻的两个低频辐射单元21之间的间距是高频辐射阵列3中相邻的两个高频辐射单元31之间的间距的2.5倍。具体的，本实施例中，相邻的两个低频辐射单元21之间的间距是300毫米，高频辐射阵列3中相邻的两个高频辐射单元31之间的间距是120毫米。
相邻的两个低频辐射单元21之间设有L形金属隔离条5，L形金属隔离条5固定到反射板1的正面。L形金属隔离条5的中心与低频辐射单元21的中心位于同一条水平线上。L形金属隔离条5包括固定到反射板1正面的水平部51及竖直部52，水平部51的一端与竖直部52连接，另一端朝向其中一个高频辐射阵列3。
3个低频辐射单元21包括一个中心低频辐射单元211，与中心低频辐射单元211相邻的两个低频辐射单元21的两侧分别设有Z形金属隔离条6，Z形金属隔离条6固定到反射板1的正面，并位于对应一侧的相邻的两个高频辐射单元31之间，可以是位于对应一侧的相邻两个高频辐射单元31之间的中间位置。Z形金属隔离条6的中心与对应的低频辐射单元21的中心位于同一条水平线上。Z形金属隔离条6包括固定到反射板1正面的第一水平部、与第一水平部一端连接的倾斜部以及第二水平部，第二水平部的一端与倾斜部的端部连接。第一水平部的另一端朝向相邻的竖直翻边11，第二水平部的另一端朝向相邻的低频辐射单元21。
每个高频辐射阵列3的两侧分别设有金属围边4，两个金属围边4固定到反射板1的正面并关于高频辐射阵列3对称，且与低频辐射单元21不接触。金属围边4的形状为近似U形。与反射板1的竖直翻边11相邻的金属围边4与竖直翻边11之间具有间隙，且金属围边4的高度小于竖直翻边11的高度。两个金属围边4之间的间距大于对应的高频辐射阵列3的高频辐射单元31的口径。
高频辐射单元31的上方设有金属引向片32。金属引向片32的形状为圆形。具体的，金属引向片32通过紧固件固定到高频辐射单元31的正上方。紧固件为例如螺钉等。
反射板1的竖直翻边11、L形金属隔离条5、Z形金属隔离条6主要用于调节低频辐射阵列2的辐射方向图，从而达到调节低频段的辐射特性。反射板1的竖直翻边11、金属围边4、金属引向片32主要用于调节高频辐射阵列3的辐射方向图，从而达到调节高频段的辐射特性。如此，通过合理调整反射板1的宽度、竖直翻边11的高度、L形金属隔离条5的尺寸、Z形金属隔离条6的位置和尺寸可使得天线在低频段具有较佳的辐射特性。通过合理地调整竖直翻边11的高度、位于同一侧的两个金属围边4之间的间距和金属围边4的尺寸、金属引向片32的位置和高度，可使得天线在高频段能获得良好的辐射特性，同时协调所有结构的尺寸可以有效地减小高频段与低频段的互耦音响，可以获得良好的S参数指标。
参考图4和图5，在另一实施例中，与上述实施例不同的是，低频辐射阵列2包括5个低频辐射单元21，5个低频辐射单元21沿反射板1的纵向间隔设置在反射板1的正面。每个高频辐射阵列3包括11个高频辐射单元31。11个高频辐射单元沿反射板1的纵向间隔设置在反射板1的正面。
5个低频辐射单元21包括一个中心低频辐射单元211，与中心低频辐射单元211相邻的两个低频辐射单元21的两侧分别设有Z形金属隔离条6，Z形金属隔离条6固定到反射板1的正面，并位于对应一侧的相邻的两个高频辐射单元31之间。
如用N表示低频辐射阵列2的低频辐射单元的个数，则每个高频辐射阵列3的高频辐射单元31的个数则为2N+1，即低频辐射阵列2包括N个低频辐射单元21，每个高频辐射阵列3包括2N+1个高频辐射单元31，N为大于或等于1的正整数。
本发明通过一个低频辐射阵列2和两个高频辐射阵列3采用并排的排列方式，既充分保证了高频辐射单元31的间距，又保证了高频辐射单元31、低频辐射单元21之间的相互影响较小，从而保证了高频段和低频段的电气性能，使得高频段和低频段均具有较好的前后比、交叉极化比特性，水平面波束宽度收敛，同时具有高隔离度等良好的电路性能，保证了天线在较小尺寸下获得可满足目前移动通信系统对多频天线的指标要求。
本发明结构简单、易于组装、性能稳定、成本也较低。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三频超宽带基站天线，包括反射板、设置在反射板正面的辐射阵列以及设置在反射板背面的馈电网络，所述辐射阵列与所述馈电网络连接，其特征在于：所述辐射阵列包括一个低频辐射阵列和两个高频辐射阵列，所述两个高频辐射阵列对称分布于所述低频辐射阵列的两侧；所述低频辐射阵列包括N个低频辐射单元，所述N个低频辐射单元沿所述反射板的纵向间隔设置在所述反射板的正面；每个所述高频辐射阵列包括2N+1个高频辐射单元，所述2N+1个高频辐射单元沿所述反射板的纵向间隔设置在所述反射板的正面；所述N为大于或等于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述高频辐射阵列的相位中心与所述低频辐射阵列的相位中心位于同一水平线上。
3.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：每个所述高频辐射阵列的两侧分别设有金属围边，所述两个金属围边固定到所述反射板的正面并关于所述高频辐射阵列对称，且与所述低频辐射单元不接触。
4.根据权利要求3所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述两个金属围边之间的间距大于对应的所述高频辐射阵列的高频辐射单元的口径。
5.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述低频辐射阵列中，相邻的两个所述低频辐射单元之间的间距是所述高频辐射阵列中相邻的两个所述高频辐射单元之间的间距的2.5倍。
6.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：相邻的两个所述低频辐射单元之间设有L形金属隔离条，所述L形金属隔离条固定到所述反射板的正面。
7.根据权利要求6所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述L形金属隔离条包括固定到所述反射板正面的水平部及竖直部，所述水平部的一端与所述竖直部连接，另一端朝向其中一个所述高频辐射阵列。
8.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述N个低频辐射单元包括一个中心低频辐射单元，与所述中心低频辐射单元相邻的两个低频辐射单元的两侧分别设有Z形金属隔离条，所述Z形金属隔离条固定到所述反射板的正面，并位于对应一侧的相邻的两个所述高频辐射单元之间。
9.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述高频辐射单元的上方设有金属引向片。
10.根据权利要求1所述的三频超宽带基站天线，其特征在于：所述反射板的纵向两侧边分别朝反射板的正面翻折形成竖直翻边。
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