CN107819195A - 基站天线及其隔离板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离板，该隔离板是金属薄板；沿所述金属薄板的长度方向排布有一个以上镂空的透波窗及一个以上镂空的谐振槽；所述透波窗由一道以上沿着所述金属薄板的高度方向加工形成的垂直狭缝组成，所述谐振槽由一道以上沿着所述金属薄板的长度方向加工形成的水平缺口组成。本发明还公开了一种基站天线。通过上述实施方式，能够提高低频振子隔离度的同时，又不会对高频振子的方向图产生显著影响；且在提高端口隔离的同时，避免因散射和谐振造成交叉极化急剧恶化。

Description

基站天线及其隔离板

技术领域

本发明涉及一种基站天线及其隔离板。

背景技术

端口隔离度和交叉极化鉴别率是基站天线的重要技术指标，改善端口隔离，提升交叉极化鉴别率对于增强基站天线抗干扰能力，提高接收灵敏度，充分发挥信道容量，增加无线数据传输速率具有重要意义。

基站天线由于受到天线罩和反射板尺寸的限制，辐射单元之间往往难以达到安全的隔离距离，振子之间互相接收和二次辐射不仅使端口隔离恶化，更严重地，二次辐射和散射通过与入射波迭加导致方向图变形严重。

此外，电磁波通过反射板、隔板等金属边界发生散射和谐振，一方面导致波束歪斜、变形和栅瓣的发生，另一方面杂散电磁波包含的交叉极化分量严重降低了天线的抗噪能力和交叉极化鉴别率，从而影响了信号收发灵敏度和通信速率。当前，缺乏有效的隔离手段已经成为限制基站天线交叉极化鉴别率和利用极化分集进行无线通信扩容的技术瓶颈。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种基站天线及其隔离板，能够提高低频振子隔离度的同时，又不会对高频振子的方向图产生显著影响；并且，在提高端口隔离的同时，避免因散射和谐振造成交叉极化急剧恶化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种隔离板，所述隔离板是金属薄板；沿所述金属薄板的长度方向排布有一个以上镂空的透波窗及一个以上镂空的谐振槽；所述透波窗由一道以上沿着所述金属薄板的高度方向加工形成的垂直狭缝组成，所述谐振槽由一道以上沿着所述金属薄板的长度方向加工形成的水平缺口组成。

进一步地，构成所述谐振槽的水平缺口是矩形的缺口；构成所述谐振槽的水平缺口的宽度为1/4倍波长，深度为10mm～20mm。

进一步地，所述水平缺口加工形成于所述金属薄板的上边缘和/或平面内。

进一步地，所述透波窗和所述谐振槽周期性排列。

进一步地，相邻所述谐振槽之间的最小间距为1/2倍波长。

进一步地，构成所述透波窗的垂直狭缝缝隙顶部距离所述金属薄板上边缘为10mm～20mm，缝隙宽为5 mm～10mm，缝隙高为20 mm～40mm；同一所述透波窗中相邻垂直狭缝之间的间距为10 mm～20mm。

进一步地，所述金属薄板弯折形成相互垂直的第一平面部和第二平面部，所述透波窗和所述谐振槽形成于所述第一平面部；所述第二平面部底部可拆卸地装配有介质垫片用以安装至反射板。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基站天线，包括：装配有天线阵列的反射板；所述反射板的侧边采用如上述任一项实施例所述的隔离板。

为解决上述技术问题，本发明提供一种装配有两列以上天线阵列的反射板；相邻列所述天线阵列之间装设有如上述任一项实施例所述的隔离板。

进一步地，所述反射板的侧边采用如上述任一项实施例所述的隔离板。

本发明的基站天线及其隔离板，具有如下有益效果：

通过在隔离板上设置透波窗及谐振槽，能够有效阻挡低频电磁波通过并允许高频电磁波透过，在提高低频振子隔离度的同时，又不会对高频振子的方向图产生显著影响；并且，在提高端口隔离的同时，避免因散射和谐振造成交叉极化急剧恶化；

另外，由于该透波窗及谐振槽均是镂空的结构，可以显著减轻天线重量。

附图说明

图1是本发明隔离板的侧视示意图。

图2是本发明隔离板第一实施例的平面示意图。

图3是本发明隔离板第二实施例的平面示意图。

图4是本发明隔离板第三实施例的平面示意图。

图5是本发明基站天线一实施例的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

结合图1至图4进行参阅，本发明提供一种隔离板。该隔离板1是金属薄板，如铜质的薄板。该金属薄板1大致呈长条形，沿该金属薄板1的长度方向排布有一个以上镂空的透波窗121及一个以上镂空的谐振槽122。其中，各透波窗121及各谐振槽122可以根据天线阵列的组阵形式对应进行排布。

具体而言，各透波窗121分别由一道以上沿金属薄板1的高度方向加工形成的垂直狭缝1211构成，垂直狭缝1211指狭缝的开口方向是垂直方向（即沿着金属薄板1的高度方向）的，本实施例举例将构成透波窗121的垂直狭缝1211设置为四道。由于透波窗121中的各垂直狭缝1211正交于天线主极化方向，因而垂直狭缝1211附近不会发生谐振，也不会感生出较大的表面电流，类似于一扇让电磁波自由透过的窗户。该透波窗121的作用主要是减少散射场和抑制交叉极化。当然，透过透波窗121的电磁能量可通过该垂直狭缝1211面积与金属薄板1的面积之比（即空位比）进行调节。

进一步地，谐振槽122是由沿着金属薄板1的长度方向加工形成的水平缺口（包括1221、1222、1223），水平缺口指狭缝的开口方向是水平方向（即沿着金属薄板1的长度方向）的。其中，可以沿着金属薄板1的长度方向在金属薄板1的平面内开设的一道以上的水平缺口1221；也可以沿着金属薄板1的长度方向在金属薄板1的上边缘开设该水平缺口1222。较佳的，构成谐振槽122的水平缺口1221（和/或1222）通常被设计为矩形缺口。

如图2所示，构成谐振槽122的水平缺口1221开设于金属薄板1的平面内。

如图3所示，构成谐振槽122的水平缺口1222不仅开设于金属薄板1的上边缘；该水平缺口1223还同时在在金属薄板1的平面内进行开设，该水平缺口1223为完整的窗口状结构。较佳的，开设金属薄板1的上边缘的水平缺口1222与开设于金属薄板1的平面内的水平缺口1223是正对的。更优地，其长度相等。当然，其宽度也可设置为相等。谐振槽122上半部分（即位于上边缘处的水平缺口1222）及附近的金属薄板1仍可发生谐振，而电磁波亦可从谐振槽122下半部分（即位于平面内的水平缺口1223）透出。

其中，在金属薄板1的平面内构成谐振槽122的水平缺口举例可以有以下两种结构。水平缺口可以是相互平行间隔的两个以上分段水平缺口1223，如图3和图4所示。该水平缺口也可以是一个整体的水平缺口1221，如图2和图4所示。继续参阅图4，该两种结构的水平缺口可以同时存在于同一金属薄板1上进行排布。

上述的谐振槽122的作用在于，高频感应电流聚集在金属薄板1边缘，谐振槽122可使感应电流进一步集中，通过合理设置各水平缺口的宽度、深度，以及水平缺口之间的间距，可诱使通过的电磁波在谐振槽122附近发生强烈谐振，谐振产生的电磁场抵消了入射场，从而发挥出隔离效果。

通过在隔离板1上同时设置透波窗121和谐振槽122，在透波窗121和谐振槽122的共同作用下，既能够提高端口隔离度，又能够使交叉极化处在可控水平。

在一具体实施例中，构成透波窗121的垂直狭缝1211缝隙顶部距离金属薄板1上边缘10 mm～20mm，缝隙宽5 mm～10mm，缝隙高20 mm～40mm，相邻缝隙间距10 mm～20mm。

在一具体实施例中，构成谐振槽122的水平缺口的宽度约为1/4倍波长，深度约10mm～20mm。举例而言，在透波窗121和谐振槽122周期性排列时，在沿着金属薄板1的长度方向上，相邻谐振槽122之间的间距最小约1/2倍波长。具体可通过仿真软件对上述各变量进行优化，使所述复合隔离板1达到最优性能。

上述实施例中，金属薄板1可以弯折成为两部分，即第一平面部11和垂直于该第一平面部11的第二平面部12，两者构成“L”字形结构。其中，透波窗121及谐振槽122设置于第一平面部11。第二平面部12用于方便地安装至反射板2上。较佳的，可以在第二平面部12底部可拆卸地装配介质垫片（图未示），后续可以减少对水平波宽的影响，进而改善天线的前后比。

在本发明的指引下，只需稍作改变，即可产生更多上述隔离板1的实施例，因此，相应的设计和产品均应纳入本发明的保护范围之内。

本发明的隔离板1尤其适用于低频振子31与高频振子32混合组阵的多频基站天线。

本发明还提供一种基站天线。该基站天线包括反射板2和装配于反射板2上的至少一列天线阵列（图未示）。其中，该反射板2的侧边采用如上述任一项实施例所述的隔离板1。该隔离板1的设置可以减少传统反射板2中侧边对水平波宽的影响，起到了改善天线的前后比的作用。

请参阅图5，本发明还提供一种基站天线。该基站天线包括反射板2和装配于反射板2上的两列以上的天线阵列3。其中，相邻列的天线阵列3之间设置有如上述任一项实施例所述的隔离板1。该隔离板1的设置可以提高天线单元之间的隔离，改善端口隔离度和天线的交叉极化。

在该实施例中，举例可以将低频振子31与高频振子32在同一列上交错排列设置。较佳的，相应可以将隔离板1中透波窗121对应低频振子31设置、并将谐振槽122对应高频振子32设置，实现对低频电磁波谐振、对高频电磁波实现透波，从而既能够提高端口隔离度，又能够使交叉极化处在可控水平。

在一较佳实施例中，该隔离板1与反射板2之间加装有介质垫片来实现隔离进而避免隔离板1与反射板2由于发生电接触而引发的无源交调问题。其中，介质垫片可以事先设置于隔离板1的底部，如隔离板1的第二平面上；或者，介质垫片也可以直接设置于反射板2上。

较佳的，该反射板2的侧边也可以采用如上述任一项实施例所述的隔离板1，以减少对水平波宽的影响，进而改善天线的前后比。

本发明的基站天线及其隔离板，具有如下有益效果：

通过在隔离板1上设置透波窗121及谐振槽122，能够有效阻挡低频电磁波通过并允许高频电磁波透过，在提高低频振子31隔离度的同时，又不会对高频振子32的方向图产生显著影响；并且，在提高端口隔离的同时，避免因散射和谐振造成交叉极化急剧恶化；

另外，由于该透波窗121及谐振槽122均是镂空的结构，可以显著减轻天线重量。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种隔离板，其特征在于：

所述隔离板是金属薄板；

沿所述金属薄板的长度方向排布有一个以上镂空的透波窗及一个以上镂空的谐振槽；

所述透波窗由一道以上沿着所述金属薄板的高度方向加工形成的垂直狭缝组成，所述谐振槽由一道以上沿着所述金属薄板的长度方向加工形成的水平缺口组成。

2.根据权利要求1所述的隔离板，其特征在于：

构成所述谐振槽的水平缺口是矩形的缺口；

构成所述谐振槽的水平缺口的宽度为1/4倍波长，深度为10mm～20mm。

3.根据权利要求1所述的隔离板，其特征在于：

所述水平缺口加工形成于所述金属薄板的上边缘和/或平面内。

4.根据权利要求1所述的隔离板，其特征在于：

所述透波窗和所述谐振槽周期性排列。

5.根据权利要求4所述的隔离板，其特征在于：

相邻所述谐振槽之间的最小间距为1/2倍波长。

6.根据权利要求1所述的隔离板，其特征在于：

构成所述透波窗的垂直狭缝缝隙顶部距离所述金属薄板上边缘为10 mm～20mm，缝隙宽为5 mm～10mm，缝隙高为20 mm～40mm；

同一所述透波窗中相邻垂直狭缝之间的间距为10 mm～20mm。

7.根据权利要求1所述的隔离板，其特征在于：

所述金属薄板弯折形成相互垂直的第一平面部和第二平面部，所述透波窗和所述谐振槽形成于所述第一平面部；

所述第二平面部底部可拆卸地装配有介质垫片用以安装至反射板。

8.一种基站天线，其特征在于，包括：

装配有天线阵列的反射板；

所述反射板的侧边采用如权利要求1～7任一项所述的隔离板。

9.一种基站天线，其特征在于，包括：

装配有两列以上天线阵列的反射板；

相邻列所述天线阵列之间装设有如权利要求1～7任一项所述的隔离板。

10.根据权利要求9所述的基站天线，其特征在于：

所述反射板的侧边采用如权利要求1～7任一项所述的隔离板。