CN109301457B - 基站天线及其馈电网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站天线及馈电网络系统，该辐射阵列单元包括第一辐射单元、以及第二辐射单元；合路结构，合路结构包括与辐射陈列单元一一对应的合路器、以及移相器组件；第一辐射单元及第二辐射单元通过合路器合路电连接于移相器组件上，移相器组件包括工作在第一辐射频段的第一移相器、以及工作在第二辐射频段的第二移相器，第一移相器设有第一输出口，第二移相器设有第二输出口；第一射频连接器，第一射频连接器与第一输出口电连接；及第二射频连接器，第二射频连接器与第二输出口电连接。该馈电网络系统及基站天线能有效减少传输电缆的使用数量，便于集成更多的辐射频段，且能够在较小的空间内完成布置，且互调稳定性高。

Description

基站天线及其馈电网络系统

技术领域

本发明涉及基站天线技术领域，特别是涉及一种基站天线及其馈电网络系统。

背景技术

随着通信制式的更新换代，移动通信基础网络中并存的制式和频段越来越多；与此同时，政策要求提高电信基础设施共建共享水平，减少电信行业内铁塔以及相关基础设施的重复建设，进一步促进节约资源和环境保护，降低中国移动通信网络的总体投资规模；且铁塔公司成立，运营商不再拥有随意建造铁塔的权利，天面资源租金不仅昂贵而且更加紧张。因此多系统多频段基站天线成为大势所趋。

目前多系统基站天线由于频段越来越多，基站天线越来越小，基站天线阵列的馈电网络越来越复杂，导致背面空间越来越紧张。而且基站天线集成的频段越多，馈电网络越复杂，导致电调基站天线的互调稳定性较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种基站天线及其馈电网络系统。该馈电网络系统能够实现至少两个辐射频段的信号合路的方式进行传输，有效减少传输电缆的使用数量，提供更多可布线的空间，有利于基站天线往多频段及小型化化发展；该基站天线采用了上述馈电网络系统能够集成更多的辐射频段，且能够在较小的空间内完成布置，且互调稳定性高。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种馈电网络系统，包括辐射阵列单元，所述辐射阵列单元包括工作频段为第一辐射频段的第一辐射单元、以及工作频段为第二辐射频段的第二辐射单元，所述第一辐射频段与所述第二辐射频段不重合；合路结构，所述合路结构包括与所述辐射陈列单元一一对应的合路器、以及移相器组件；所述第一辐射单元及所述第二辐射单元通过所述合路器合路电连接于所述移相器组件上，所述移相器组件包括工作在所述第一辐射频段的第一移相器、以及工作在所述第二辐射频段的第二移相器，所述第一移相器设有第一输出口，所述第二移相器设有第二输出口；第一射频连接器，所述第一射频连接器与第一输出口电连接；及第二射频连接器，第二射频连接器与所述第二输出口电连接。

将该馈电网络系统应用于基站天线中时，第一输入端接入辐射频段为第一辐射频段的第一辐射单元，第二输入端接入辐射频段为第二辐射频段的第二辐射单元，第一射频连接器与第一输出口电连接，第二射频连接器与第二输出口电连接。如此利用合路器进行信号合路能可以减少传输电缆的数量，降低布线难度，节省布线空间；同时利用第一移相器及第二移相器分别对信息进行处理后对应再传输给对应第一射频连接器、第二射频连接器，能够减少互调干扰，提高基站天线互调的稳定性。该馈电网络系统使得不重合的频段信号在天线中只通过一路同轴电缆进行传输，可以减少传输电缆的数量，降低布线难度，节省布线空间；同时利用第一移相器及第二移相器分别对信息进行处理后对应再传输给对应第一射频连接器、第二射频连接器，能够减少互调干扰，提高基站天线互调的稳定性。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述合路器包括用于接入第一辐射单元的第一输入端、用于接入第二辐射单元的第二输入端、第一输出端、电连接所述第一输入端与所述第一输出端的第一微带线、以及电连接所述第二输入端与所述第一输出端的第二微带线，所述第一微带线设有只通过所述第一辐射频段的至少一个第一滤波枝节，所述第二微带线设有只通过所述第二辐射频段的至少一个第二滤波枝节；所述第一移相器与所述第二移相器均与所述第一输出端电连接，所述第一移相器还设有第一输入口，所述第一输入口与所述第一输出口之间设有只通过所述第一辐射频段的至少一个第三滤波枝节，所述第二移相器还设有第二输入口，所述第二输入口与所述第二输出口之间设有只通过所述第二辐射频段的至少一个第四滤波枝节，所述第二输入口或/和所述第一输入口与所述第一输出端电连接。

在其中一个实施例中，所述第一辐射频段为低频辐射频段，所述第二辐射频段为高频辐射频段；所述第一滤波枝节及所述第三滤波枝节的长度为合路器的高频工作频段中心频点的λ/4的开路枝节、或合路器的低频工作频段中心频点的λ/4的短路枝节，所述第二滤波枝节及所述第四滤波枝节的长度为合路器的低频工作频段中心频点的λ/4的开路枝节、或合路器的高频工作频段中心频点λ/4的短路枝节。

在其中一个实施例中，所述第一滤波枝节及所述第三滤波枝节包括第一微带体、第二微带体及第三微带体，所述第一微带体的一端与所述第一微带线电连接，所述第一微带体的另一端与所述第二微带体的一端电连接、且所述第一微带体与所述第二微带体相互垂直，所述第二微带体的另一端与所述第三微带体的一端电连接、且所述第二微带体与所述第三微带体在同一直线上。

在其中一个实施例中，所述第一滤波枝节为三个、且沿所述第一微带线的竖向方向均匀间隔设置，所述第二滤波枝节为两个，且沿所述第二微带线的横向方向均匀间隔设置。

在其中一个实施例中，所述合路器还包括接入与所述第一辐射频段及所述第二辐射频段均不重合的第三辐射频段的第三输入端，所述第三输入端与所述第一输出端之间设有第三微带线，所述第三微带线设有只通过所述第三辐射频段的第三滤波枝节；对应的，所述移相器组件还包括工作在第三辐射频段的第三移相器，所述第三移相器、所述第一移相器及所述第二移相器均与第一输出端电连接，所述第三移相器设有与第三射频连接器电连接的第四输出口、以及第三输入口，所述第三输入口通过所述第一移相器或所述第二移相器与第一输出端电连接、或传输电缆与第一输出端电连接。

在其中一个实施例中，所述合路器至少为两个，所有所述第一输入口共用所述第一输出口，所述第二移相器设有与所述合路器一一对应的所述第二输入口，所有所述第二输入口共用所述第二输出口。

另一方面，本申请还提供了一种馈电网络系统，包括上述合路结构，还包括与所述合路器一一对应的辐射阵列单元、第一射频连接器、以及第二射频连接器，所述辐射阵列单元包括工作频段为第一辐射频段的第一辐射单元、以及工作频段为第二辐射频段的第二辐射单元，所述第一辐射单元与所述第一输入端电连接，所述第二辐射单元与所述第二输入端电连接，所述第一射频连接器与第一输出口电连接，第二射频连接器与所述第二输出口电连接。

在其中一个实施例中，所述第一辐射单元为低频辐射单元，所述第二辐射单元为高频辐射单元，且同一所述辐射阵列单元的第二辐射单元至少两个；其中一个所述第二辐射单元嵌套于所述第一辐射单元内，至少一个所述第二辐射单元设置于所述第一辐射单元外。

在其中一个实施例中，所有所述第二辐射单元通过功分器与所述第二输入端电连接。

另一方面，本申请还提供了一种基站天线，包括上述馈电网络系统，所述辐射阵列单元为多个，且沿同一直线方向间隔设置，相邻两个所述第一辐射单元之间设有至少一个第二辐射单元。

该基站天线采用了上述馈电网络系统能够集成更多的辐射频段，且能够在较小的空间内完成布置，且互调稳定性高。

附图说明

图1为一实施例中的馈电网络系统的结构示意图；

图2为图1所示的馈电网络系统的侧视示意图；

图3为图1所示的合路器的放大示意图；

图4为图1所示的移相器组件的放大示意图；

图5为一实施例中电调基站天线原理示意图。

附图标记说明：

100、合路器，110、第一输入端，120、第二输入端，130、第一输出端，140、第一微带线，150、第二微带线，160、第一滤波枝节，162、第一微带体，164、第二微带体，166、第三微带体，170、第二滤波枝节，200、移相器组件，210、第一移相器，212、第一输出口，214、第一输入口，216、第三输出口，220、第二移相器，222、第二输入口，224、第二输出口，300、辐射阵列单元，310、第一辐射单元，320、第二辐射单元，400、第一射频连接器，500、第二射频连接器，600、功分器，700、反射板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中涉及的“第一”、“第二”、“第三”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1、图3及图4所示，一实施例中，提供一种馈电网络系统，包括辐射阵列单元300、第一射频连接器400、以及第二射频连接器500，辐射阵列单元300包括工作频段为第一辐射频段的第一辐射单元310、以及工作频段为第二辐射频段的第二辐射单元320，第一辐射频段310与第二辐射频段320不重合；合路结构，合路结构包括与辐射陈列单元一一对应的合路器100、以及移相器组件200；第一辐射单元310及第二辐射单元310通过合路器100合路电连接于移相器组件200上，移相器组件200包括工作在第一辐射频段的第一移相器210、以及工作在第二辐射频段的第二移相器220，第一移相器210设有第一输出口212，第二移相器220设有第二输出口224；第一射频连接器400，第一射频连接器400与第一输出口212电连接；及第二射频连接器500，第二射频连接器500与第二输出口224电连接。

将该馈电网络系统应用于基站天线中时，利用合路器100进行信号合路能可以减少传输电缆的数量，降低布线难度，节省布线空间；同时利用第一移相器210及第二移相器220分别对信息进行处理后对应再传输给对应第一射频连接器400、第二射频连接器500，能够减少互调干扰，提高基站天线互调的稳定性。该馈电网络系统采用了上述合路结构，能够大大减少传输电缆的使用，优化布线空间，适应基站天线多频段及小型化化发展需求。

在上述实施例的基础上，一实施例中，合路器100包括用于接入第一辐射单元310的第一输入端110、用于接入与第二辐射单元320的第二输入端120、第一输出端130、电连接第一输入端110与第一输出端130的第一微带线140、以及电连接第二输入端120与第一输出端130的第二微带线150，第一微带线140设有只通过第一辐射频段的至少一个第一滤波枝节160，第二微带线150设有只通过第二辐射频段的至少一个第二滤波枝节170；及第一移相器210与第二移相器220均与第一输出端130电连接，第一移相器210还设有第一输入口214，第一输入口214与第一输出口212之间设有只通过第一辐射频段的至少一个第三滤波枝节，第二移相器220还设有第二输入口222，第二输入口222与第二输出口224之间设有只通过第二辐射频段的至少一个第四滤波枝节，第二输入口222或/和第一输入口214与第一输出端130电连接。

上述合路结构使用时，第一输入端110接入辐射频段为第一辐射频段的第一辐射单元310，第二输入端120接入辐射频段为第二辐射频段的第二辐射单元320，第一射频连接器400与第一输出口212电连接，第二射频连接器500与第二输出口224电连接。如此利用合路器100进行信号合路能可以减少传输电缆的数量，降低布线难度，节省布线空间；同时利用第一移相器210及第二移相器220分别对信息进行处理后对应再传输给对应第一射频连接器400、第二射频连接器500，能够减少互调干扰，提高基站天线互调的稳定性。

需要说明的是，“第一移相器210与第二移相器220均与第一输出端130电连接”是指，“第一移相器210”及“第二移相器220”可以直接或间接地与第一输出端130电连接，如“第一移相器210”通过同轴电缆与第一输出端130电连接，“第二移相器220”通过同轴电缆与第一输出端130电连接；或“第一移相器210”通过同轴电缆与第一输出端130连接，“第二移相器220”通过同轴电缆与“第一移相器210”电连接；或“第二移相器220”通过同轴电缆与第一输出端130连接，“第一移相器210”通过同轴电缆与“第二移相器220”电连接。同理，“第二输入口222或/和第一输入口214与第一输出端130电连接”。

具体到本实施中，该第一移相器210的第一输入口214通过同轴电缆与第一输出端130电连接，第一移相器210的第三输出口216通过同轴电缆与第二移相器220的第二输出口222电连接。

如图3所示，在上述任一实施例的基础上，第一辐射频段为低频辐射频段，第二辐射频段为高频辐射频段；第一滤波枝节160及第三滤波枝节的长度为合路器100的高频工作频段中心频点的λ/4的开路枝节、或合路器100的低频工作频段中心频点的λ/4的短路枝节，第二滤波枝节170及第四滤波枝节的长度为合路器100的低频工作频段中心频点的λ/4的开路枝节、或合路器100的高频工作频段中心频点λ/4的短路枝节。

可选地，该低频辐射频段为698MHz-960MHz，高频辐射频段为1700MHz-2690MHz。当然了，该低频辐射频段及高频辐射频段还可以根据需要进行设定为其他频段。

如图3所示，在上述任一实施例的基础上，第一滤波枝节160及第三滤波枝节包括第一微带体162、第二微带体164及第三微带体166，第一微带体162的一端与第一微带线140电连接，第一微带体162的另一端与第二微带体164的一端电连接、且第一微带体162与第二微带体164相互垂直，第二微带体164的另一端与第三微带体166的一端电连接、且第二微带体164与第三微带体166在同一直线上。

具体地，第一微带体162、第二微带体164及第三微带体166的总长为合路器100的高频工作频段中心频点的λ/4。

如图3所示，在上述任一实施例的基础上，第一滤波枝节160为三个、且沿第一微带线140的竖向方向均匀间隔设置，第二滤波枝节170为两个，且沿第二微带线150的横向方向均匀间隔设置。

在上述任一实施例的基础上，合路器100还包括接入与第一辐射频段及第二辐射频段均不重合的第三辐射频段的第三输入端，第三输入端与第一输出端130之间设有第三微带线，第三微带线设有只通过第三辐射频段的第三滤波枝节；对应的，移相器组件200还包括工作在第三辐射频段的第三移相器，第三移相器(未示出)、第一移相器210及第二移相器220均与第一输出端130电连接，第三移相器设有与第三射频连接器电连接的第四输出口(未示出)、以及第三输入口(未示出)，第三输入口通过第一移相器210或第二移相器220与第一输出端130电连接、或传输电缆与第一输出端130电连接。

如此，该合路器100结构能够进行三个频段的信号合路。参考上述结构，同理可以进行四个以上的频段的信号合路，如此便于应用于多频段基站天线中，简化基站天线馈电网路的布置，提供电调基站天线的互调稳定性。

需要说明的是，通过该设置至少两个移相器，使得对应频段的信号通过对应的移相器进行移相，而在该移相器中阻断其他频段信号通过，将合路信号通过对应的移相器进行分路，如此在进行基站天线下倾角调整时，能够避免调节信号之间相互干扰，使得调节指令准确地传达至对应的辐射单元上，而不影响其他辐射单元。

该传输电缆优选为同轴电缆。

如图1所示，在上述任一实施例的基础上，合路器100至少为两个，所有第一输入口214共用第一输出口212，第二移相器220设有与合路器100一一对应的第二输入口222，所有第二输入口222共用第二输出口224。如此可以将至少两个第一输入口214集成在第一移相器210上，将至少两个第二输入口222集成在第二移相器220闪闪个，有利于节约反射板的背面空间。

如图1所示，在上饶任一实施例的基础上，第一辐射单元310为低频辐射单元，第二辐射单元320为高频辐射单元，且同一辐射阵列单元300的第二辐射单元320至少两个；其中一个第二辐射单元320嵌套于第一辐射单元310内，至少一个第二辐射单元320设置于第一辐射单元310外。如此能够减少低频辐射单元与高频辐射单元之间耦合度，使得基站天线通信质量更好。

在上饶任一实施例的基础上，所有第二辐射单元320通过功分器600与第二输入端120电连接。如此可调通过功分器600将两个以上频率相同的第二辐射单元320的功率进行叠加后，再与第一辐射单元310进行合路，可以进一步检索电缆数量。

如图1及图5所示，一实施例中，提高一种基站天线，包括上述馈电网络系统，辐射阵列单元300为多个，且沿同一直线方向间隔设置，相邻两个第一辐射单元310之间设有至少一个第二辐射单元320。

该基站天线使用时，假设第一辐射单元310的第一辐射频段为698MHz-960MHz，第二辐射单元320为两个，且第二辐射单元320为1700MHz-2690MHz。此时，两个第二辐射单元320通过功分器600连在一起，然后与第二辐射单元320通过合路器100进行合路，该合路器100将第二辐射单元320接收的1700MHz-2690MHz频段信号与第一辐射单元310101接收的698MHz-960MHz频段信号进行合路为一路信号；合路后的信号通过第一输入口214输入进第一移相器210，在第一移相器210及第二移相器220分别完成高频和低频的独立移相后通过第一输出口212输出高频信号到第一射频连接器400，通过第二输出口224输出低频信号到第二射频连接器500；由于电路可逆，因此，信号反过来传输也同样可行。通过以上设置，使得高、低频信号在基站天线中可以只通过一路同轴电缆进行传输，节约一半同轴电缆的使用，一方面大大节约基站天线空间，简化多频电调基站天线馈电网络，节约多频电调基站天线背面空间；另一方面，极大减少互调隐患点和干扰点，提升多频电调基站天线的互调稳定性。

如图1所示，该辐射阵列单元300沿同一直线方向间隔设置形成一列辐射阵列，本实施例具有两列辐射阵列。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种馈电网络系统，其特征在于，包括：

辐射阵列单元，所述辐射阵列单元包括工作频段为第一辐射频段的第一辐射单元、以及工作频段为第二辐射频段的第二辐射单元，所述第一辐射频段与所述第二辐射频段不重合，所述第一辐射单元为低频辐射单元，所述第二辐射单元为高频辐射单元，且同一所述辐射阵列单元的第二辐射单元至少两个；其中一个所述第二辐射单元嵌套于所述第一辐射单元内，至少一个所述第二辐射单元设置于所述第一辐射单元外；

合路结构，所述合路结构包括与所述辐射阵列单元一一对应的至少两个合路器、以及移相器组件；所述第一辐射单元及所述第二辐射单元通过所述合路器合路电连接于所述移相器组件上，所述移相器组件包括工作在所述第一辐射频段的第一移相器、以及工作在所述第二辐射频段的第二移相器，所述第一移相器设有第一输出口及与所述合路器一一对应的所述第一输入口，所有所述第一输入口共用所述第一输出口，所述第二移相器设有第二输出口及与所述合路器一一对应的所述第二输入口，所有所述第二输入口共用所述第二输出口；

第一射频连接器，所述第一射频连接器与第一输出口电连接；及

第二射频连接器，第二射频连接器与所述第二输出口电连接；

其中，所述合路器包括用于接入第一辐射单元的第一输入端、用于接入第二辐射单元的第二输入端、第一输出端、电连接所述第一输入端与所述第一输出端的第一微带线、以及电连接所述第二输入端与所述第一输出端的第二微带线，所述第一微带线设有只通过所述第一辐射频段的至少一个第一滤波枝节，所述第二微带线设有只通过所述第二辐射频段的至少一个第二滤波枝节；所有所述第二辐射单元通过功分器与所述第二输入端电连接；

所述第一移相器与所述第二移相器均与所述第一输出端电连接，所述第一移相器还设有第一输入口，所述第一输入口与所述第一输出口之间设有只通过所述第一辐射频段的至少一个第三滤波枝节，所述第二移相器还设有第二输入口，所述第二输入口与所述第二输出口之间设有只通过所述第二辐射频段的至少一个第四滤波枝节，所述第二输入口或/和所述第一输入口与所述第一输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的馈电网络系统，其特征在于，所述第一移相器的第一输入口通过同轴电缆与所述第一输出端电连接，所述第一移相器的第三输出口通过同轴电缆与所述第二移相器的第二输出口电连接。

3.根据权利要求1所述的馈电网络系统，其特征在于，所述第一滤波枝节及所述第三滤波枝节的长度为合路器的高频工作频段中心频点的λ/4的开路枝节、或合路器的低频工作频段中心频点的λ/4的短路枝节，所述第二滤波枝节及所述第四滤波枝节的长度为合路器的低频工作频段中心频点的λ/4的开路枝节、或合路器的高频工作频段中心频点λ/4的短路枝节。

4.根据权利要求1所述的馈电网络系统，其特征在于，所述第一滤波枝节及所述第三滤波枝节包括第一微带体、第二微带体及第三微带体，所述第一微带体的一端与所述第一微带线电连接，所述第一微带体的另一端与所述第二微带体的一端电连接、且所述第一微带体与所述第二微带体相互垂直，所述第二微带体的另一端与所述第三微带体的一端电连接、且所述第二微带体与所述第三微带体在同一直线上。

5.根据权利要求4所述的馈电网络系统，其特征在于，所述第一微带体、所述第二微带体及所述第三微带体的总长为所述合路器的高频工作频段中心频点的λ/4。

6.根据权利要求1所述的馈电网络系统，其特征在于，所述第一滤波枝节为三个、且沿所述第一微带线的竖向方向均匀间隔设置，所述第二滤波枝节为两个，且沿所述第二微带线的横向方向均匀间隔设置。

7.根据权利要求1所述的馈电网络系统，其特征在于，所述合路器还包括接入与所述第一辐射频段及所述第二辐射频段均不重合的第三辐射频段的第三输入端，所述第三输入端与所述第一输出端之间设有第三微带线，所述第三微带线设有只通过所述第三辐射频段的第三滤波枝节；对应的，所述移相器组件还包括工作在第三辐射频段的第三移相器，所述第三移相器、所述第一移相器及所述第二移相器均与第一输出端电连接，所述第三移相器设有与第三射频连接器电连接的第四输出口、以及第三输入口，所述第三输入口通过所述第一移相器或所述第二移相器与第一输出端电连接、或传输电缆与第一输出端电连接。

8.根据权利要求1所述的馈电网络系统，其特征在于，所述低频辐射单元的频段为698MHz-960MHz，所述高频辐射单元的频段为1700MHz-2690MHz。

9.一种基站天线，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的馈电网络系统，所述辐射阵列单元为多个，且沿同一直线方向间隔设置，相邻两个所述第一辐射单元之间设有至少一个第二辐射单元。

10.根据权利要求9所述的基站天线，其特征在于，多个所述辐射阵列单元沿同一直线方向间隔设置形成一列辐射阵列，所述辐射阵列设有两列。