CN111740221A - 含去耦装置的多端口基站天线 - Google Patents

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Abstract

一种含去耦装置的多端口基站天线，包括反射板、若干隔离条及若干辐射阵列，所述隔离条设置在所述辐射阵列之间，所述辐射阵列包括若干辐射单元，所述含去耦装置的多端口基站天线还包括去耦装置，所述去耦装置包括至少一介质基板，所述介质基板设置在所述辐射单元上方，所述介质基板与所述辐射单元的距离在0.2λc～0.3λc之间，且所述介质基板的材料为介电常数大于4的透波材料，上述含去耦装置的多端口基站天线，辐射阵列间具有更低的互耦和更高的隔离度，天线的增益也得到了有效改善。

Description

含去耦装置的多端口基站天线
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种含去耦装置的多端口基站天线。
背景技术
基站天线很大程度上决定了无线通信的质量，在移动通信系统中扮演着关键角色。近年来，由于用户需求的猛增及站址资源日益紧张，基站天线向着小型化、多频多端口方向发展，不仅导致了天线设计难度的加大，也导致了天线的体积和重量增加，进而对天线的支架强度、安装工艺和信号塔的承载能力提出了更高的要求。
随着基站天线小型化的要求逐步提高，相邻阵列的间距也随之缩小，这样会带来阵列耦合变大、水平面波瓣宽度增加及隔离度变差的问题，造成扇区间信号干扰程度变大。为了使天线性能仍满足指标要求，通常基站天线厂家会通过将直线阵的辐射单元排布方式改为非直线阵，以使得水平面3dB波瓣宽度能降低到65°附近，然后在阵列间加入若干的金属隔离调以达到阵列间隔离度能达到运营商的要求。虽然这种方法可有效降低水平面3dB瓣宽，但会造成天线增益降低、水平面方向图变形的问题，而且天线的隔离度指标调试难度大、耗时长。
发明内容
有鉴于此，有必要降低基站天线中辐射阵列间的互耦，提供一种含去耦装置的多端口基站天线。
本申请一实施方式中提供一种含去耦装置的多端口基站天线，包括反射板、若干隔离条及若干辐射阵列，所述隔离条设置在所述辐射阵列之间，所述辐射阵列包括若干辐射单元，所述含去耦装置的多端口基站天线还包括去耦装置，所述去耦装置包括至少一介质基板，所述介质基板设置在所述辐射单元上方，所述介质基板与所述辐射单元的距离在0.2λc～0.3λc之间，且所述介质基板的材料为介电常数大于4的透波材料，其中λc为所述辐射单元中心频率在空气中传输时对应的波长。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置包括两层所述介质基板，分别为第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板与所述第二介质基板间隔设置。
在本申请的一些实施例中，所述介质基板的长和宽需要使所述介质基板能覆盖整个所述含去耦装置的多端口基站天线的辐射面。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置固定在所述反射板上。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，所述介质基板贴合在一起。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置包括两层以上的介质基板时，所述介质基板相互分开。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，部分所述介质基板相互贴合，部分所述介质基板相互分开。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，所述介质基板的材料为相同材料。
在本申请的一些实施例中，所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，所述介质基板的材料为不同材料。
在本申请的一些实施例中，所述介质基板的材料为陶瓷材料、高分子材料、铁氧材料、铁电材料。
上述含去耦装置的多端口基站天线中，所述去耦装置包括至少一介质基板，通过介质基板，辐射阵列间具有更低的互耦和更高的隔离度，天线的增益也得到了有效改善。
附图说明
图1为本申请一实施例中的含去耦装置的多端口基站天线的结构示意图。
图2为本申请一实施例中的去耦装置的工作原理图。
图3为本申请一实施例中的加介质基板前后的水平面方向电平值对比
图4为本申请一实施例中的加介质基板前后的隔离度对比图主要元件符号说明
含去耦装置的多端口基站天线 100
表面波 101
衍射波 102
反射板 10
隔离条 20
辐射阵列 30
辐射单元 31
去耦装置 40
介质基板 41
第一介质基板 411
第二介质基板 412
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请实施例，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
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申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是旨在于限制本申请实施例。
本申请的实施例提供一种含去耦装置的多端口基站天线，包括反射板、若干隔离条及若干辐射阵列，所述隔离条设置在所述辐射阵列之间，所述辐射阵列包括若干辐射单元，所述含去耦装置的多端口基站天线还包括去耦装置，所述去耦装置设置在所述辐射单元的上方，所述去耦装置包括至少一介质基板，所述介质基板设置在所述辐射单元上方，所述介质基板与所述辐射单元的距离在0.2λc～0.3λc之间，且所述介质基板的材料为介电常数大于4的透波材料，其中λc为所述辐射单元中心频率在空气中传输时对应的波长。
所述含去耦装置的多端口基站天线，通过设置介质基板，辐射阵列间具有更低的互耦和更高的隔离度，天线的增益也得到了有效改善。
请参阅图1，本申请的实施例提供一种含去耦装置的多端口基站天线100，所述含去耦装置的多端口基站天线100包括反射板10、若干隔离条20、若干辐射阵列30及去耦装置40，所述隔离条20设置在所述辐射阵列30之间，所述辐射阵列30包括若干辐射单元31，所述去耦装置40设置在所述辐射阵列30的上方。在一实施方式中，所述辐射阵列30至少为两组。在一实施方式中，所述去耦装置40通过塑料螺柱固定在所述反射板10上。
所述去耦装置40包括至少一层介质基板41，所述介质基板41设置在所述辐射单元31上方，且所述介质基板41靠近所述辐射单元1的一面与所述辐射单元31的距离在0.2λc～0.3λc之间，其中λc为所述辐射单元31中心频率在空气中传输时对应的波长。所述介质基板41的长和宽需要使所述介质基板能覆盖整个所述含去耦装置的多端口基站天线100的辐射面。所述介质基板41的材料为介电常数大于4的透波材料，可以为陶瓷材料、高分子材料、铁氧材料、铁电材料等。所述去耦装置10结构简单，安装方便，易于小型化超宽频天线设计。
当所述去耦装置40包括两层或两层以上的介质基板41时，所述介质基板41可以贴合在一起，也可以单独分开，也可以部分分开，部分贴合，所述介质基板41的材料可以相同，也可以不同。
在一实施方式中，所述去耦装置40包括两层所述介质基板41，分别为第一介质基板411和第二介质基板412，所述第一介质基板411与所述第二介质基板412间隔设置，且所述第一介质基板411与所述第二介质基板412设置在0.25λc～0.3λc之间。所述第一介质基板411和所述第二介质基板412均为陶瓷材料。
在其他实施方式中，所述去耦装置40包括三层所述介质基板41，分别为第三介质基板(图中未示出),第四介质基板(图中未示出)及第五介质基板(图中未示出)，所述第三介质基板、所述第四介质基板及所述第五介质基板相互贴合，且所述第三介质基板,第四介质基板及第五介质基板设置在0.2λ～0.3λ之间，所述第一介质基板为陶瓷材料，第二介质基板为高分子材料，第三介质基板为铁电材料。
请参阅图2，所述含去耦装置的多端口基站天线100在使用时，产生的耦合分别为表面波101和衍射波102，所述表面波101通过所述隔离条20进行阻拦，而衍射波102要经过第一介质基板411及第二介质基板412，因为所述第一介质基板411和第二介质基板412具有比空气高的介电常数，当所述衍射波102经过所述第一介质基板411和第二介质基板412的折射后，在近场区域内的辐射方向更集中于法线方向，从而使得传输到相邻所述辐射单元31的衍射波102能量大大减小，从而降低了相邻辐射单元之间的耦合能量，提高了隔离度。请参阅图3及图4，可以看出，加介质板可以有效降低水平面瓣宽，提高阵列间的隔离度，且相对带宽达到34.7％。同时通过电磁仿真软件对介质基板研究的过程中，得出以下规律：1.介质基板位于辐射单元0.2λ-0.3λ处，去耦效果较好，工作的相对带宽达到35％左右；2.介质基板介电常数越高，去耦效果越好；3.介质基板厚度越厚，去耦能力越强；4.介质基板层数越多，去耦效果越好，但工作带宽会降低。在天线去耦设计时，可根据实际情况选取合适的介质基板及层数。
上述含去耦装置的多端口基站天线100，辐射阵列间具有更低的互耦和更高的隔离度，天线的增益也得到了有效改善。
以上实施方式仅用以说明本申请实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种含去耦装置的多端口基站天线，包括反射板、若干隔离条及若干辐射阵列，所述隔离条设置在所述辐射阵列之间，所述辐射阵列包括若干辐射单元，其特征在于：所述含去耦装置的多端口基站天线还包括去耦装置，所述去耦装置包括至少一介质基板，所述介质基板设置在所述辐射单元上方，所述介质基板与所述辐射单元的距离在0.2λc～0.3λc之间，且所述介质基板的材料为介电常数大于4的透波材料，其中λc为所述辐射单元中心频率在空气中传输时对应的波长。
2.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置包括两层所述介质基板，分别为第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板与所述第二介质基板间隔设置。
3.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述介质基板的长和宽需要使所述介质基板能覆盖整个所述含去耦装置的多端口基站天线的辐射面。
4.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置固定在所述反射板上。
5.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，所述介质基板贴合在一起。
6.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置包括两层以上的介质基板时，所述介质基板相互分开。
7.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，部分所述介质基板相互贴合，部分所述介质基板相互分开。
8.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，所述介质基板的材料为相同材料。
9.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述去耦装置包括两层或两层以上的介质基板时，所述介质基板的材料为不同材料。
10.根据权利要求1所述的含去耦装置的多端口基站天线，其特征在于：所述介质基板的材料为陶瓷材料、高分子材料、铁氧材料、铁电材料。
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