CN113241520B - 一种阵列天线 - Google Patents

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Abstract

一种阵列天线，包括反射板和设置在反射板上的一列或多列辐射单元，在所述反射板设有辐射单元的一面，对应于每列辐射单元均设有两个屏蔽隔离体，屏蔽隔离体沿其对应列辐射单元的排列方向延伸，每列辐射单元对应的两个屏蔽隔离体分别设置在该列辐射单元的两侧，在屏蔽隔离体内设有容纳馈网传输线的馈网腔，馈网腔内的馈网传输线通过屏蔽隔离体上设置的输出端口与辐射单元连接。将馈网传输线设置在天线反射板上的屏蔽隔离体内，通过其输出端口与辐射单元连接，能够减少大量连接网络，减少馈电网络线缆的使用，实现免线缆高效率的馈电。屏蔽隔离体及其内部的馈网传输线设置在反射板正面，节约了反射板背部空间，为集成其它天线元件提供了基础条件。

Description

一种阵列天线
技术领域
本发明涉及移动通信技术，具体地说是一种阵列天线。
背景技术
随着移动通信的发展，国内外的运营商对基站天线的要求更高。常规的单频或双频天线、单阵列远远满足不了大部分地区用户的需求，所以运营商在基站建设时，基本选择多频多阵列的天线来提升基站容量和通用性。一方面，多频多阵列的天线的馈电网络复杂，部件和线缆用量大，装配难度高，天线厂家在设计多频多阵列的天线时都会面临内部结构容易紊乱，系统损耗高等问题。另一方面，基站天线对集成度的要求越来越高，移相器、滤波器馈电元件都开始向天线反射板集成，但是，天线反射板的面积是有限的，大量元件的集成通常需要采用多层PCB板方式实现，导致成本较高。因此，如何在有限的天线反射板上集成更多的元件是天线集成化发展中需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是减少天线馈电网络所占用的空间以及天线馈电网络线缆量，并节约天线反射板的背部空间。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种阵列天线，包括反射板和设置在反射板上的一列或多列辐射单元，在所述反射板设有辐射单元的一面，对应于每列辐射单元均设有两个屏蔽隔离体，屏蔽隔离体沿其对应列辐射单元的排列方向延伸，每列辐射单元对应的两个屏蔽隔离体分别设置在该列辐射单元的两侧，在屏蔽隔离体内设有容纳馈网传输线的馈网腔，馈网腔内的馈网传输线通过屏蔽隔离体上设置的输出端口与辐射单元连接。
所述的屏蔽隔离体与反射板固定并且电连接。
所述的反射板为金属板，屏蔽隔离体与反射板为一体成型。
在设置多列辐射单元的反射板上，相邻的两个屏蔽隔离体间隔设置，或者连接为一体形成具有双层馈网腔的结构。
在反射板上同时设有高频辐射单元列和低频辐射单元列，低频辐射单元列对应的屏蔽隔离体设置在反射板两侧，低频辐射单元列中的辐射单元通过反射板背面的微带线与屏蔽隔离体内的馈网传输线连接。
所述的屏蔽隔离体呈平置于反射板上的扁平结构，屏蔽隔离体上的输出端口位于辐射单元振子臂的下方，与辐射单元的馈电巴仑连接。
所述的屏蔽隔离体呈垂直于反射板设置，输出端口位于屏蔽隔离体的下方，通过一段微带线与辐射单元的巴仑连接。
所述的馈网传输线为设置在馈网腔内并与馈网腔形成空气耦合的带状线。
所述的馈网传输线为移相馈电网络，馈网腔内设有与所述馈网传输线配合以调节相位的滑动介质。
所述的馈网传输线为移相、滤波、功分馈电网络中的一种或几种结合的馈电网络。
本发明的有益效果是：将馈网传输线设置在天线反射板上的屏蔽隔离体内，通过其输出端口与辐射单元连接，能够减少大量连接网络，减少馈电网络线缆的使用，实现免线缆高效率的馈电。屏蔽隔离体及其内部的馈网传输线设置在反射板正面，节约了反射板背部空间，为集成其它天线元件提供了基础条件。
附图说明
图1是本发明中屏蔽隔离体平置的实施例示意图。
图2是图1所示实施例的截面示意图。
图3是图1所示实施例中馈网传输线连接方式示意图。
图4是本发明中屏蔽隔离体垂直设置的实施例示意图。
图5是图4所示实施例的截面示意图。
图6是图4所示实施例中馈网传输线连接方式示意图。
图7是天线反射板上设置多阵列的实施例示意图。
图8是天线反射板上设置多频多阵列的实施例示意图。
图中标记：1a、1b、1a'、1b'、1c、1d：屏蔽隔离体；1A、1B：馈网腔；2a、2b、2c、2a'：辐射单元；2A：低频辐射单元；3A、3B：连接辐射单元和竖直腔体的微带线；4A、4B：调节相位的滑动介质； 5A、5B：馈网传输线；6：反射板。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明。下面实施例所列出的具体内容不限于权利要求记载的技术方案要解决的技术问题所必须的技术特征。同时，所述列举是实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。
本发明的阵列天线包括反射板和设置在反射板上的一列或多列辐射单元。其中，反射板可以采用金属板，也可以采用PCB板。辐射单元可以是高频辐射单元、低频辐射单元，或高频、低频辐射单元均采用。图1和4所示为两个实施例中一列辐射单元的局部示意图。在反射板6设有辐射单元的一面，对应于每列辐射单元均设有两个屏蔽隔离体1a和1b，屏蔽隔离体沿其对应列辐射单元2a、2b、2c的排列方向延伸，每列辐射单元对应的两个屏蔽隔离体分别设置在该列辐射单元的两侧。
如图2和5所示，在屏蔽隔离体1a和1b内分别设有容纳馈网传输线的馈网腔1A和1B，馈网腔内的馈网传输线5A、5B通过屏蔽隔离体上设置的输出端口与辐射单元连接。屏蔽隔离体上的输出端口可以设置多个，分别与该列的多个辐射单元2a、2b、2c对应。每一个辐射单元列对应的两个馈网腔和馈网传输线分别作用于辐射单元的+45°极化和-45°极化。
屏蔽隔离体可以为金属材料或镀有金属层的塑料材质。例如，反射板采用PCB板，屏蔽隔离体采用镀金属塑料，屏蔽隔离体与反射板固定并且电连接。或者反射板采用金属板，屏蔽隔离体采用金属材料，此时，金属反射板和屏蔽隔离体可通过拉拔工艺一体成型，以节省组装连接的时间和工序。
屏蔽隔离体的形状可以根据需要设计，例如采用类似于长方体的结构。例如图1和2所示，屏蔽隔离体1a和1b呈平置于反射板6上的扁平结构，屏蔽隔离体上的输出端口位于辐射单元2a振子臂的下方，与辐射单元的馈电巴仑连接。此结构中，馈网传输线5A、5B可直接如图3所示连接辐射单元的馈电巴仑，不需要另外的线路。
如图4和5所示，屏蔽隔离体1a和1b呈垂直于反射板6设置，分别位于该列辐射单元的两侧，可构成阵列的边界，用于调节波瓣宽度和隔离度。屏蔽隔离体1a和1b的输出端口位于屏蔽隔离体的下方，通过一段如图6所示的微带线与辐射单元的巴仑连接。
图7所示为天线反射板上设置多阵列的实施例示意图，该截面图中示出了反射板上的两列辐射单元2a、2a’， 其中一列辐射单元2a对应设有屏蔽隔离体1a、1b，另一列辐射单元2a’对应设有屏蔽隔离体1a'、1b'。在该实施例中，相邻的两个屏蔽隔离体1a和1b'连接为一体，形成双层空间的馈网腔，以节约物料和空间。在该实施例中，辐射单元2a、2a’可以是高频阵列，也可以是低频阵列。
图8所示为天线反射板上设置多频多阵列的实施例示意图。该截面图中示出了反射板上的两列辐射单元2a、2a’和一列低频辐射单元2A。此实施例中，辐射单元2a、2a’为高频辐射单元。两列高频的辐射单元2a、2a’分别设有对应的屏蔽隔离体1a、1b和1a'、1b'。相邻的两个屏蔽隔离体1a和1b'间隔设置，低频辐射单元2A设置在该间隔内。低频辐射单元2A对应的两个屏蔽隔离体1c、1d设置在反射板6两侧。低频辐射单元2A通过反射板背面的微带线与屏蔽隔离体1c、1d内的馈网传输线连接。
所述的馈网传输线为设置在馈网腔内并与馈网腔形成空气耦合的带状线，与馈网腔体形成空气耦合，对每个辐射单元提供不同相位的能量，形成特殊的辐射方向图。如图2和5所示，所述的馈网传输线可以为移相馈电网络，带状线形式的移相馈电网络对应设有调节相位的滑动介质4A、4B。滑动介质4A、4B为高介电常数的滑动介质板，设置在馈网腔内，一方面用于固定带状线的位置，另一方面用于改变带状线的相位值。根据需要，馈网传输线也可以为移相、滤波、功分馈电网络中的一种或几种结合的馈电网络。将馈电网络设置在馈网腔内并通过其输出端口与辐射单元连接，能够减少大量连接网络，减少馈电网络线缆的使用，实现免线缆高效率的馈电。屏蔽隔离体及其内部的馈电网络设置在反射板正面，节约了反射板背部空间，为集成其它天线元件提供了基础条件。
以上对具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的技术构思及其核心思想，尽管本文使用了特定的优选实施例对技术方案进行了描述和说明，但其不应理解为对本发明自身的限制。本领域技术人员在不脱离本发明技术构思的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。这些轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种阵列天线，包括反射板和设置在反射板上的多列辐射单元，其特征在于：在所述反射板设有辐射单元的一面，对应于每列辐射单元均设有两个屏蔽隔离体，屏蔽隔离体沿其对应列辐射单元的排列方向延伸，每列辐射单元对应的两个屏蔽隔离体分别设置在该列辐射单元的两侧，在屏蔽隔离体内设有容纳馈网传输线的馈网腔，每一个辐射单元列对应的两个屏蔽隔离体的馈网腔和馈网传输线分别作用于辐射单元的+45°极化和-45°极化，所述馈网腔内的馈网传输线为移相、滤波、功分馈电网络中的一种或几种结合的馈电网络，该馈电网络通过屏蔽隔离体上设置的输出端口与辐射单元连接；在反射板上同时设有高频辐射单元列和低频辐射单元列，高频辐射单元列对应的屏蔽隔离体呈平置于反射板上的扁平结构，屏蔽隔离体上的输出端口位于辐射单元振子臂的下方，与辐射单元的馈电巴仑连接；低频辐射单元列设置在相邻高频辐射单元列对应屏蔽隔离体之间的间隔内，低频辐射单元列对应的屏蔽隔离体设置在反射板两侧，呈垂直于反射板设置，构成阵列的边界；低频辐射单元列中的辐射单元通过反射板背面的微带线与其对应屏蔽隔离体内的馈网传输线连接。
2.如权利要求1所述的一种阵列天线，其特征在于：所述的屏蔽隔离体与反射板固定并且电连接。
3.如权利要求1所述的一种阵列天线，其特征在于：所述的反射板为金属板，屏蔽隔离体与反射板为一体成型。
4.如权利要求1所述的一种阵列天线，其特征在于：在设置多列辐射单元的反射板上，相邻的两个屏蔽隔离体间隔设置，或者连接为一体形成具有双层馈网腔的结构。
5.如权利要求1所述的一种阵列天线，其特征在于：所述的馈网传输线为设置在馈网腔内并与馈网腔形成空气耦合的带状线。
6.如权利要求1—5任一项所述的一种阵列天线，其特征在于：所述的馈网传输线为移相馈电网络，馈网腔内设有与所述馈网传输线配合以调节相位的滑动介质。
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