CN115411502A - 一种天线组件、天线组件阵列和基站 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种天线组件、天线组件阵列和基站，涉及通信技术领域，以解决天线组件上副瓣电平值高、辐射效率低等问题。本申请提供的天线组件包括反射板和辐射阵列；反射板具有反射面，辐射阵列包括N个辐射单元，N个辐射单元在反射面上沿第一方向依次设置；反射面包括偏转面，偏转面的法向与第一方向呈锐角设置，N个辐射单元贴合于反射面设置，且N个辐射单元中至少一个辐射单元位于偏转面，以使至少一个辐射单元的辐射方向与第一方向呈锐角设置；在本申请的天线组件中，通过将至少一个辐射单元的辐射方向与第一方向呈锐角设置后，可以有效降低天线组件在第一方向的反方向的辐射功率，从而有利于降低天线组件在高空方向辐射的电平值。

Description

一种天线组件、天线组件阵列和基站
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线组件、天线组件阵列和基站。
背景技术
为了满足人们的通讯需求，越来越多的基站天线组件被广泛的应用在城市、城镇等地域中。在实际应用中，当基站天线组件的上副瓣电平值高于限定值时，会对影响到周边其他无线设备的通信质量。另外，在一些情况下也会对卫星与地面通信设备之间的信号传输造成干扰。因此，需要对基站天线组件的上副瓣的电平值进行抑制。
目前，对基站天线组件上副瓣进行抑制的主要方式是采用阵列幅度加权、相位加权或结合阵列幅度加权及相位加权的方式。但是，这种方式会明显降低天线组件的辐射效率，因此，目前亟需一种能够有效抑制上副瓣电平值，且能够保证辐射效率的天线组件。
发明内容
本申请提供了一种能够对上副瓣电平值进行有效抑制，且保证辐射效率的天线组件、天线组件阵列和基站。
一方面，本申请实施例提供了一种天线组件，包括反射板和辐射阵列。反射板具有反射面，且辐射阵列设置于反射面。其中，辐射阵列包括N个辐射单元，在反射面上，N个辐射单元沿第一方向依次设置。反射面包括偏转面，偏转面的法向与第一方向呈锐角设置，N个辐射单元贴合于反射面设置，并且在N个辐射单元中，有至少一个辐射单元位于偏转面，以使该至少一个辐射单元的辐射方向与第一方向呈锐角设置，其中，N为大于1的整数。具体来说，反射板一般包括相互背离的两个板面，其中一个板面可以作为反射面。即辐射阵列中的N个辐射单元均位于反射板的同一个板面。在本申请实施例提供的天线组件中，通过将至少一个辐射单元的辐射方向与第一方向呈锐角设置后，可以有效降低天线组件在第一方向的反方向的辐射功率。例如，在实际应用中，若以地面为基准，则第一方向可以是大致垂直于地面，且指向地面的方向。辐射单元的辐射方向指的是辐射单元的方向图中的主瓣的最大辐射方向，在实际应用时，当天线组件应用在基站等通信设备中进行使用时，第一方向可以垂直指向地面，或与地面处于大致垂直的姿态。辐射单元的辐射方向与垂直指向地面的方向呈锐角设置后，在辐射单元的方向图中主瓣、上副瓣和下副瓣均会朝地面的方向倾斜，从而可以降低辐射单元在高空方向辐射的电平值。另外，对于整个辐射阵列，利用阵列天线方向图乘积原理，当至少一个辐射单元的辐射方向与第一方向呈锐角后，可以对天线组件的上副瓣进行有效抑制，从而降低天线组件在高空中的辐射功率。对于阵列天线方向图乘积原理，概括来说主要是对辐射阵列中的所有辐射单元的方向图进行叠加，从而得出整个辐射阵列的方向图。在整个辐射阵列的方向图中，由于至少一个辐射单元的辐射方向朝地面的方向倾斜，因此，N个辐射单元的天线方向图叠加后，整个辐射阵列在高空方向辐射的电平值会降低。另外，由于辐射阵列可以不通过加权(如阵列幅度加权、相位加权或结合阵列幅度加权及相位加权)的方式来降低在高空方向辐射的电平值，因此，每个辐射单元还可以实现相同的发射功率，口径利用率高，从而不会影响到天线组件的辐射效率。
可以理解的是，在本申请实施例提供的天线组件中，第一方向是以反射板的自身结构为参考基准的，而不是以地面为基准的。即第一方向可以是由反射板的第一端指向第二端的方向，其中，第一端和第二端为反射板的相背离的两端。因此，在实际安装使用时，天线组件的姿态可以根据实际情况进行调整，以使第一方向与地面垂直，或保持大致垂直的姿态。
在一些实施方式中，偏转面可以是平面也可以是曲面。在实际应用中，可以根据实际需求对偏转面的形状进行合理选择，具有较高的灵活性。偏转面的法向指的是，以偏转面中的某一点为起点，沿偏转面的法线方向朝背离偏转面的方向延伸的方向。
另外，当N个辐射单元中的存在至少两个辐射单元的辐射方向与第一方向呈锐角设置时，至少两个辐射单元与第一方向的夹角可以相同也可以不同。
或者，在具体实施时，偏转面可以设置多个，也可以仅设置一个。或者，也可以理解的是，在同一个偏转面，可以设置一个辐射单元，也可以设置多个辐射单元。
其中，从整体来看，反射面可以是具有隆起部和凹陷部的起伏状结构。例如，沿第一方向，从垂直于反射面的方向上来看，反射面的截面可以是高低起伏的正弦线形、折线形或其他不规则形状等。
另外，在具体应用时，反射面的隆起部和凹陷部之间的最大高度差H可以满足：H<N*λ/2；其中，λ为辐射单元工作频率对应的真空波长。辐射单元的工作频率指的是辐射单元所产生无线信号的频率。无线信号(电磁波)的传播满足v＝λ*f。其中，v为电磁波的传播速度，λ为电磁波的波长，f为电磁波的频率。由于电磁波在不同介质中的传播速度不同，因此，通常以电磁波在真空中传播时对频率和波长进行转换。
另外，在第一方向上，相邻的两个辐射单元的间距可以为0.5λ至λ。可以理解的是，在实际应用时，在第一方向上，相邻两个辐射单元的间距可以根据实际情况进行合理调整，本申请对此不作具体限定。
当然，在实际应用时，天线组件也可以采用相位加权的方式对辐射单元所发射的无线信号的相位进行调节，通过相位叠加的方式，可以降低整个辐射阵列在高空方向辐射的电平值。在具体实施时，天线组件中还可以包括移相器，移相器可以与辐射单元连接，用于改变辐射单元所发射的无线信号的相位。
另外，本申请实施例还提供了一种天线组件阵列，包括多个上述的任一种天线组件，多个天线组件至少沿第一方向依次设置。通过多个天线组件，可以实现比单个天线组件更高的性能，从而有利于提高天线组件增益。可以理解的是，在一些实现方式中，天线组件阵列中还可以包括多个沿第二方向依次设置的天线组件。其中，第二方向位于反射面，且垂直于第一方向。
在第一方向上，相邻的两个辐射单元的间距可以为0.5λ至λ。在第二方向上，相邻的两个辐射单元的间距可以为0.5λ左右。可以理解的是，在实际应用时，在第二方向上和第二方向上，相邻两个辐射单元的间距可以根据实际情况进行合理调整，本申请对此不作具体限定。
另一方面，本申请实施例还提供了一种基站，包括功率放大器和上述任一种天线组件。功率放大器与天线组件的辐射单元电连接，从而可以对辐射单元进行激励，以使辐射单元能够向外界产生无线信号。在具体应用时，基站中还可以包括处理器、滤波器、移相器、功率分配器等器件，其中，基站中所包含的器件的数量和具体类型本申请不作限定。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种天线组件的应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的一种天线组件的另一种应用场景示意图；
图3为本申请实施例提供的一种天线组件的正视图；
图4为本申请实施例提供的一种天线组件的侧视图；
图5为图4中反射板的侧视图；
图6为本申请实施例提供的另一种天线组件的侧视图；
图7为本申请实施例提供的另一种天线组件的侧视图；
图8为本申请实施例提供的另一种天线组件的侧视图；
图9为本申请实施例提供的又一种天线组件的正视图；
图10为本申请实施例提供的又一种天线组件的侧视图；
图11为本申请实施例提供的另一种天线组件的侧视图；
图12为本申请实施例提供的一种常规的天线组件的侧视图；
图13为本申请实施例提供的一种天线组件采用1驱1架构的系统框图；
图14为本申请实施例提供的一个天线组件方向图的对比仿真图；
图15为本申请实施例提供的另一个天线组件方向图的对比仿真图；
图16为本申请实施例提供的另一个天线组件方向图的对比仿真图；
图17为本申请实施例提供的一种天线组件采用1驱8架构的系统框图；
图18为本申请实施例提供的一个天线组件方向图的对比仿真图；
图19为本申请实施例提供的另一个天线组件方向图的对比仿真图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的天线组件，下面首先介绍一下其应用场景。
本申请实施例提供的天线组件可以应用在基站、雷达等通信设备中，以实现无线通信功能。
如图1所示，在实际应用中，天线组件011通常会安装在天线罩010内，从而形成一个整体结构，其中，天线罩010是保护天线组件011免受外部环境影响的结构件，且具有良好的电磁波穿透性。当天线组件011应用于外界环境中时，天线罩010可以使天线组件011免受雨水、阳光和灰尘等因素的影响。同时，天线罩010还能避免对天线组件011与外界环境之间无线信号的传输造成干扰等不良影响。
如图1所示，以基站01为例，地面通信设备02(如用户使用的智能手机)通常需要与基站01之间进行信号传输。在实际应用中，根据网络的覆盖要求，天线组件011和天线罩010所构成的整体通常会具有一定的下倾角，保证网络信号可以更好的覆盖至目标区域，并减少无线信号在高空中的辐射。
另外，天线组件011在正常工作时，在天线方向图中，通常包括一个主要的最大辐射区域012(可以称为主瓣)和若干个次要的最大辐射区域(可以称为副瓣)。在图中，示出了两个副瓣，分别为上副瓣013和下副瓣014。在实际应用中，当上副瓣013的电平值高于限定值(如-30dB)后，会对周边的其他基站造成信号干扰，因此，需要对上副瓣013进行抑制。
另外，随着无线通信的进一步发展，在第五代移动通信技术中(简称5G)，新的频段已经逐步开放应用。例如，应用于卫星地面站的卫星下行链路的较低频段(如3.4GHz-4.2GHz)已经开放用于5G应用。对于卫星的上行频段(如5.85GHz-6.425GHz)，考虑到5G基站天线可能会对卫星的上行链路造成干扰，因此暂未开放。如何使基站的下行链路和卫星的上行链路共频段工作也是目前亟待解决的技术问题。
目前，制约基站01和卫星频段共存的主要问题是，基站01中天线组件011的发射功率过大后会干扰到卫星的接收。因此，为了实现基站01和卫星的频段共存首要解决的问题是如何降低基站01中天线组件011在高空中的发射功率，即需要对天线组件011的上副瓣进行有效抑制。
目前，天线组件011的上副瓣进行抑制主要通过算法控制和结构设计两种方式。
其中，算法控制主要是采用阵列幅度加权、相位加权或结合阵列幅度加权及相位加权的方式对上副瓣进行抑制。但是，这种方式会明显降低天线组件011的辐射效率。
目前对天线组件011进行算法控制主要包括1驱N架构和1驱1架构。具体来说，1驱N架构中，可以包括一个功率放大器(power amplifier，PA)和N个辐射单元。辐射单元是用于产生或接收无线信号的器件。功率放大器与N个辐射单元连接，用于驱动辐射单元产生无线信号。此时，可以通过控制馈电网络实现辐射单元的幅度加权和相位加权，以对上副瓣进行抑制。但是，在1驱N架构中，馈电网络(如功率分配器、移相器等)的损耗较大。且在辐射单元的数量较多和工作频段较高时，所产生的损耗更加明显。另外，进行幅度加权后，天线组件011口径的辐射效率也会有明显的损失。
对于1驱1架构。可以包括1个功率放大器、一个移相器和一个辐射单元。或者，可以理解的是通常每个辐射单元都会采用独立的功率放大器和移相器。移相器用于对辐射单元所产生无线信号的相位进行调节。但是，1驱1架构难以实现幅度加权，因此，对上副瓣的抑制比较困难。
另外，在结构设计上，对天线组件011的上副瓣的抑制主要采用如下手段。
如图2所示，可以在图1所示的天线罩010的上方增加挡板015，从而可以对天线组件011的上副瓣013起到一定的遮挡作用。但是，这种方式会明显增加整个天线设备的尺寸，另外，对天线组件011的主波束012也会产生一定的抑制等不良影响。
基于上述原因，本申请实施例提供了一种能够对天线组件的上副瓣起到良好抑制作用，且不会影响辐射效率的天线组件。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施例对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”是指一个、两个或两个以上。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施方式中”、“在另外的实施方式中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。本申请实施例中图3-图12提到的天线组件10相当于图1和图2中所示的天线组件010。
如图3和图4所示，图3为本申请实施例提供的一种天线组件10的正视图，图4为本申请实施例提供的一种天线组件10的侧视图。
请结合参阅图3和图4，天线组件10包括反射板11和辐射阵列12。反射板11具有反射面111，辐射阵列12设置于反射面111。在辐射阵列12中，包括四个辐射单元，分别为辐射单元121a、121b、121c和121d。其中，在反射面111上，四个辐射单元121沿第一方向依次设置。另外，如图4所示，图中虚线箭头分别表示所对应的辐射单元的辐射方向。其中，反射面111包括两个偏转面，分别为偏转面11a和偏转面11b。四个辐射单元均贴合于反射面111设置。具体来说，辐射单元121a贴合于偏转面11a设置，以使辐射单元121a的辐射方向与第一方向呈锐角设置。辐射单元121b贴合于偏转面11b设置，以使辐射单元121b的辐射方向与第一方向呈锐角设置。辐射单元121c和辐射单元121d贴合于反射面111的下半部分未进行偏转的区域，从而使得辐射单元121c和辐射单元121d的辐射方向与第一方向大致垂直。
在本申请实施例提供的天线组件10中，为了使得辐射单元121a和辐射单元121b的辐射方向与第一方向呈锐角设置，反射面111具有偏转面，且辐射单元均贴合于反射面设置。
请结合参阅图4和图5。图5为本申请实施例提供的反射板11的侧视图。在图4中，偏转面11a和偏转面11b的法向均与第一方向呈锐角设置。偏转面的法向指的是，以偏转面中的某一点为起点，沿偏转面的法线方向朝背离偏转面的方向延伸的方向。辐射单元121a贴合于偏转面11a设置，辐射单元121b贴合于偏转面11b设置。从而使得辐射单元121a的辐射方向与第一方向呈锐角设置，使辐射单元121b的辐射方向与第一方向呈锐角设置。
可以理解的是，在本申请实施例提供的天线组件10中，第一方向是以反射板11的自身结构为参考基准的，即第一方向可以是由反射板11的第一端(图中的上端)指向第二端(图中的下端)的方向。因此，在实际安装使用时，天线组件10的姿态可以根据实际情况进行调整，以使第一方向与地面垂直，或保持大致垂直的姿态。
例如，在实际应用中，若以地面为基准，则第一方向可以是大致垂直于地面，且指向地面的方向。辐射单元121a、121b、121c和121d的辐射方向指的是辐射单元的天线方向图中的主瓣的最大辐射方向。在实际应用时，当天线组件10应用在基站等通信设备中进行使用时，第一方向可以垂直指向地面，或与地面处于大致垂直的姿态。
当辐射单元121a和辐射单元121b的辐射方向与垂直指向地面的方向(如第一方向)呈锐角设置后，在辐射单元121a和辐射单元121b的天线方向图中主瓣、上副瓣和下副瓣均会朝地面的方向倾斜，从而可以降低辐射单元121a和辐射单元121b在高空方向辐射的电平值。
另外，如图3和图4所示。对于整个辐射阵列12，利用阵列天线方向图乘积原理，当辐射单元121a和辐射单元121b的辐射方向与第一方向呈锐角后，可以对天线组件10的上副瓣进行有效抑制，从而降低天线组件10在高空中的辐射功率。对于阵列天线方向图乘积原理，概括来说主要是对辐射阵列12中的所有辐射单元的方向图进行叠加，从而得出整个辐射阵列12的方向图。在整个辐射阵列12的方向图中，由于辐射单元121a和辐射单元121b的辐射方向朝地面的方向倾斜，因此，辐射单元121a、121b、121c和121d的天线方向图叠加后，整个辐射阵列12在高空方向辐射的电平值会降低。另外，由于辐射阵列12可以不通过加权(如阵列幅度加权、相位加权或结合阵列幅度加权及相位加权)的方式来降低在高空方向辐射的电平值，因此，每个辐射单元还可以实现相同的发射功率，口径利用率高，从而不会影响到天线组件10的辐射效率。需要说明的是，辐射阵列12表示若干个沿第一方向设置的辐射单元的集合，并不是对辐射单元的数量和排布位置的限定。概括来说，在实际应用中，单个辐射阵列12中可以包括N个辐射单元。其中，N为大于1的整数。
在具体实施时，辐射单元121a和辐射单元121b的辐射方向与第一方向之间的夹角可以相同也可以不同。或者，也可以理解的是，偏转面11a和偏转面11b的法向与第一方向之间的夹角可以相同也可以不同。另外，在本申请提供的实施例中，辐射单元121c和辐射单元121d均未向下偏转，即辐射单元121d的辐射方向和辐射单元121d的辐射方向与水平方向大致平行。可以理解的是，在其他的实施方式中，辐射单元121c也可以与第一方向呈锐角设置；相应的，辐射单元121d也可以与第一方向呈锐角设置。
概括来说，在实际应用中，辐射阵列12中可以包括N个辐射单元，N为大于1的整数。并且，辐射阵列12中的至少一个辐射单元的辐射方向可以与第一方向呈锐角设置。当存在多个与第一方向呈锐角设置的辐射单元时，每个辐射单元与第一方向之间的夹角可以相同也可以不相同。
对于辐射单元，其主要作用是发射无线信号或对无线信号进行接收。在实际应用时，辐射单元可以是贴片天线、偶极子天线等类型。在进行制作时，辐射单元可以采用金属压铸或塑料电镀或贴片等工艺进行制作。其中，本申请对辐射单元的具体类型和制备工艺不作具体限定。
对于反射板11，其主要作用是为辐射单元提供安装位置，以使辐射单元能够牢固的固定在反射面111上。另外，反射板11还能够对辐射单元起到增益和抗干扰的作用。具体来说，在反射板11的作用下，当辐射单元产生朝向反射板11的方向传播的无线信号时，反射板11能够起到一定反射作用，以使辐射单元所产生的无线信号能够更加高效的朝反射面111所面对的方向进行辐射，也能够有效提升辐射单元对于信号的接收效率，从而起到增益的作用。另外，在反射板11的作用下，能够阻挡来自背部(反射面111的反方向)的其他电磁波，以防止电磁波对辐射单元形成干扰，从而能够起到抗干扰的作用。可以理解的是，在实际应用时，反射板11一般包括相互背离的两个板面，其中一个板面可以作为反射面111，另一个板面作为背面使用。即辐射阵列12中的N个辐射单元均位于反射板11的同一个板面。
在具体应用时，反射板11可以采用铝、不锈钢等金属材料进行制备。或者，反射板11也可以是印制电路板等结构。其中，本申请对反射板11的材料及类型不作具体限定。
另外，在实际应用时，反射板11与辐射单元之间的连接形式可以是多样的。
例如，在进行安装时，辐射单元可以采用焊接或粘接等方式固定在反射面111上。或者，也可以通过螺钉、铆钉等连接件固定在反射面111上。或者，每个辐射单元也可以通过支架等辅助结构件固定在反射面111上。另外，在一些实施方式中，每个辐射单元与反射面111之间的距离可以相同也可以不同。或者也可以理解为，用于固定每个辐射单元的支架的高度可以相同也可以不同。
另外，在一些实施方式中，偏转面在反射面111上的位置可以灵活设置。
例如，如图5所示，偏转面11a和偏转面11b由反射面111的上端沿第一方向依次设置。
或者，如图6所示，偏转面11a和偏转面11b也可以由反射面111的下端沿第一方向的反方向依次设置。
或者，如图7所示，在本申请提供的另一个实施例中，偏转面11a位于反射面111的中上段，偏转面11b位于发射面111的中下段。
可以理解的是，在图4至图7中所示出的反射板11中，每个偏转面(如偏转面11a和偏转面11b)均为平面结构。当然，在其他的实施方式中，偏转面也可以是曲面或者其他不规则的结构。另外，在每个偏转面上，可以仅贴合设置一个辐射单元，也可以沿第一方向依次设置两个或者更多个辐射单元。
另外，从反射面111的整体上来看，整个反射面111可以是具有隆起部和凹陷部的起伏状结构。
例如，如图8所示，在本申请提供的另一个实施例中，沿第一方向，从垂直于反射面111的方向上来看，反射面111是具有隆起部和凹陷部的起伏状结构。具体来说，反射面111的截面可以是高低起伏的正弦线性。在图8中，示出了八个辐射单元，分别为辐射单元121a、121b、121c、121d、121e、121f、121g和121h。由于辐射单元均以贴合反射面111的方式进行设置，使得辐射单元121a的辐射方向与第一方向呈锐角设置，辐射单元121b的辐射方向与第一方向大致垂直。辐射单元121c、121d、121e和121f的辐射方向与第一方向呈钝角设置。辐射单元121g的辐射方向与第一方向大致垂直，辐射单元121h的辐射方向与第一方向呈锐角设置。可以理解都是，在具体安装时，若以地面为参考面，为了防止辐射单元121c、121d、121e和121f与地面之间产生上倾角，天线组件10整体可以向下倾斜(如沿顺时针方向旋转一定角度)。其中，天线组件向下倾斜的角度可以根据实际需求进行合理调整，本申请对此不作限定。
另外，在其他的实施方式中，沿第一方向，从垂直于反射面111的方向上来看，反射面111也可以是折线形或其他不规则形状等，本身申请对反射面111的具体形状轮廓不作限制。
由图8中可以看出，反射面111呈高低起伏状。在进行实施时，需要将辐射单元稳固的安装在安装面上，以保证辐射单元与反射板11之间的连接强度。因此，在具体实施时，反射面111的波峰与波谷之间的高度差H可以小于N*λ/2。其中，N为辐射单元121的数量，λ为辐射单元121工作频率对应的真空波长。辐射单元的工作频率指的是辐射单元所产生无线信号的频率。无线信号(电磁波)的传播满足v＝λ*f。其中，v为电磁波的传播速度，λ为电磁波的波长，f为电磁波的频率。由于电磁波在不同介质中的传播速度不同，因此，通常以电磁波在真空中传播时对频率和波长进行转换。
另外，辐射方向与第一方向呈锐角设置的辐射单元不仅可以位于辐射阵列的边缘(如辐射单元121a和辐射单元121h)，还可以位于辐射阵列的中间位置(如辐射单元121c和辐射单元121g)。其中，辐射方向与第一方向呈锐角设置的辐射单元在辐射阵列中所在的位置本申请不作限制。
或者，也可以理解的是，反射面111中的偏转面不仅可以位于反射，面111的第一端(图中的上端)，也可以位于反射面111的第二端(图中的下端)，还可以位于反射面111的中部、中上部或中下部的其他位置。
另外，在具体应用时，天线组件10中所包含的辐射阵列12的数量也可以是多个。
例如，如图9和图10所示，在本申请提供的一个实施例中，天线组件10中包括十列辐射阵列组(图中仅标示出一列)，且在每组中包括三个沿第一方向依次设置的辐射阵列12。在每个辐射阵列12中均包括八个辐射单元121。
或者，也可以理解为，在反射板11的反射面111上设置有240个辐射单元121，且辐射单元121以十列二十四行的形式进行阵列设置。
其中，在第一方向上，相邻两个辐射单元121的间距可以是0.5λ至λ之间。在第二方向上，相邻两个辐射单元121的间距可以是0.5λ左右。其中，λ为辐射单元121工作频率对应的真空波长。
可以理解的是，在实际应用时，在第一方向上，相邻两个辐射单元121的间距可以根据实际情况进行合理调整；相应的，在第二方向上，相邻两个辐射单元121的间距也可以根据实际情况进行合理调整，本申请对此不作具体限定。
另外，在实际应用时，为了提升天线组件10的系统容量收益，在第一方向上，辐射单元121的数量可以尽可能的增加。
例如，在大规模无线技术(例如大规模多输入输出系统(Massive Multi-inputMulti-output，Massive MIMO))中，在第一方向上，辐射阵列12的数量代表天线组件阵列在垂直维度的自由度。当垂直维度的自由度增加后，阵列天线组件可以获得更高的系统容量收益。
当然，在实际应用时，辐射单元121的整体数量、在第一方向上所布设的辐射单元121的数量以及在第二方向上所布设的辐射单元121的数量可以实际需求进行合理设置，本申请对此不作具体限定。另外，在具体布设时，多个辐射单元121可以采用常规均匀阵列的方式进行设置，也可以采用非均匀阵列的方式进行设置。
为了便于理解本申请实施例提供的天线组件的有益效果，下面将结合实验数据的方式进行具体说明。
如图11所示，为本申请实施提供的一种天线组件10，包括反射板11和设置在反射面111上的八个辐射单元(121a-121h)。其中，反射板11的上端和下端均具有向下的倾角。具体来说，反射板11的上端(如辐射单元121a所对应的区域)具有向下的倾角θ1(如向顺时针方向折弯)；中上段(如辐射单元121b所对应的区域)具有向下的倾角θ2(如向逆时针方向折弯)。辐射单元121a设置在反射板11的上端，因此，辐射单元121a具备向下的倾角θ1。辐射单元121b设置在反射板11的中上段，因此，辐射单元121b具备向下的倾角θ2。其中，θ1略大于θ2。另外，反射板11的下端(如辐射单元121h所对应的区域)具有向下的倾角θ4；中上段(如辐射单元121g所对应的区域)具有向下的倾角θ3。辐射单元121h设置在反射板11的下端，因此，辐射单元121h具备向下的倾角θ4。辐射单元121g设置在发射板11的中下段，因此，辐射单元121g具备向下的倾角θ3。其中，θ4略大于θ3。辐射单元121c、121d、121e和121f均不具备明显倾角。其中，θ’为波束垂直扫描范围。
如图12所示，为常规的天线组件，包括平板状的反射板11和八个辐射单元121a、121b、121c、121d、121e、121f、121g和121h，且八个辐射单元均不具备明显倾角。
在图12和图13中所示出的天线组件中，可以均采用1驱1架构。
具体来说，如图13所示。每个辐射单元均配备一组独立的移相器13和功率放大器14。信号源经数字模拟转换器15完成数模转换后，经八组移相器13和功率放大器14对辐射单元121a、121b、121c、121d、121e、121f、121g和121h分别进行激励，且对每个辐射单元的激励幅度一致。
如图14所示，示出了上述的图11和图12中两种不同类型的天线的方向图。图中，横坐标表示角度，纵坐标表示辐射效率。曲线L11为图11中所示出的天线组件10的方向图；曲线L21为图12中所示出的天线组件10的方向图。
如图11所示，辐射单元121a、辐射单元121b、辐射单元121g以及辐射单元121h朝第一方向进行了偏转，可以通过移相器对相位进行重新赋值。辐射单元121c、121d、121e和121f为等相位激励。
由图14中的仿真结果可以看出，在图11中所示出的天线组件中，上副瓣在15°至60°区间具有明显的抑制作用，且最小抑制度大于6dB。
由此可见，在本申请实施例提供的天线组件10中，将部分辐射单元向下偏转一定角度后，可以对上副瓣起到明显的抑制作用，从而可以降低天线组件10在高空中的辐射功率。
另外，对于波束下倾时，考虑到常规的Massive MIMO天线组件的下倾角一般为2°至12°之间。为此，本申请实施例还分别提供了下倾角在6°和12°时，两种天线组件方向图的对比仿真结果。
如图15所示，为下倾角在6°时，两种不同类型的天线组件的方向图。图中，横坐标表示角度，纵坐标表示辐射效率。曲线L12表示图11中所示出的天线组件的方向图；曲线L22为图12中所示出的天线组件的方向图。
由图15中的仿真结果可以看出，图11中所示出的天线组件，上副瓣的辐射功率会降低至少4dB，从而可以降低天线组件在高空中的辐射功率。
如图16所示，为下倾角在12°时，两种不同类型的天线组件的方向图。图中，横坐标表示角度，纵坐标表示辐射效率。曲线L13为图11中所示出的天线组件的方向图；曲线L23为图12中所示出的天线组件的方向图。
由图16中的仿真结果可以看出，图11中所示出的天线组件，上副瓣的辐射功率会降低至少4dB，从而可以降低天线组件在高空中的辐射功率。
另外，在实际应用时，也可以结合幅度加权的方式对天线组件的辐射功率进行有效控制，以降低上副瓣的辐射强度。
其中，为了便于实现幅度加权，天线组件可以采用如图17所示的1驱N架构。例如，可以采用单个功率放大器14(power amplifier，PA)驱动八个辐射单元。此时，可以通过控制馈电网络实现辐射单元的幅度加权和相位加权，以对上副瓣进行抑制。其中，幅度加权指的是，对每个辐射单元的最大辐射功率进行分别控制，以使某些辐射单元的辐射功率较大，某些辐射单元的辐射功率较小。相位加权指的是，对某些辐射单元所产生无线信号的相位进行控制，以使不同辐射单元所产生的无线信号相叠加后实现增益或抵消等效果。
例如，可以采用泰勒加权的方式对天线组件的辐射功率进行有效控制。对每个辐射单元的加权幅度值可参阅表1。
辐射单元 121a 121b 121c 121d 121e 121f 121g 121h
加权幅度 0.38 0.58 0.84 1 1 0.84 0.58 0.38
表1
表1中，加权幅度值越小表示对应辐射单元的辐射功率越小。
如图18所示，示出了三个天线组件方向图的对比仿真图。图中，横坐标表示角度，纵坐标表示辐射效率。曲线L24表示图12中所示出的天线组件未进行幅度加权时的方向图。曲线L25表示图12中所示出的天线组件进行幅度加权后的方向图。曲线L14表示图11中所示出的天线组件进行幅度加权后的方向图。
由图18中的仿真结果可以看出，对图11中所示出的天线组件进行幅度加权后，上副瓣的辐射功率小于-31dB。相比于其他两种天线组件方向图，在-18°至-60°范围内，上副瓣的辐射功率会降低至少5dB，从而可以降低天线组件在高空中的辐射功率。
另外，在具体实施时，除了可以采用泰勒加权的方式对天线组件的辐射功率进行有效控制外，还可以采用其他的加权方式。
例如，还可以采用阶梯加权的方式对天线组件的辐射功率进行有效控制。若辐射单元的输入功率为N阶档位，如1W和0.5W时，对每个辐射单元的加权幅度值可参阅表2。
辐射单元 121a 121b 121c 121d 121e 121f 121g 121h
加权幅度 0.7 0.7 1 1 1 1 0.7 0.7
表2
表2中，加权幅度值越小表示对应辐射单元的辐射功率越小。
如图19所示，示出了三个天线组件方向图的对比仿真图。图中，横坐标表示角度，纵坐标表示辐射效率。曲线L26表示图12中所示出的天线组件未进行幅度加权时的方向图。曲线L27表示图12中所示出的天线组件进行幅度加权后的方向图。曲线L15表示图11中所示出的天线组件进行幅度加权后的方向图。
由图19中的仿真结果可以看出，对图11中所示出的天线组件进行幅度加权后，上副瓣的辐射功率小于-31dB。相比于其他两种天线组件方向图，在-18°至-60°范围内，上副瓣的辐射功率会降低至少6dB，从而可以降低天线组件在高空中的辐射功率。
概括来说，在本申请提供的实施例中，使辐射阵列具备一定的下倾角后，可以降低天线组件10在高空方向辐射的电平值，利用阵列天线方向图乘积原理，可以对辐射阵列的上副瓣进行有效抑制，从而降低天线组件10在高空中的辐射功率。另外，在未进行幅度加权和相位加权处理的情况下，每个辐射单元还可以实现相同的发射功率，口径利用率高，从而不会影响到天线组件10的辐射效率。
另外，在实际应用中，也可以结合幅度加权和相位加权的方式对天线组件10的上副瓣进行有效抑制，以降低天线10组件在高空中的辐射功率。
另外，本申请实施例还提供了一种基站，基站可以是无线通信系统中的基站。其中，基站可以包括功率放大器和上述任一种天线1组件0，功率放大器与天线组件10的辐射单元电连接，从而可以对辐射单元进行激励，以使辐射单元能够向外界产生无线信号。在具体应用时，基站中还可以包括处理器、滤波器、功率分配器等器件，其中，基站中所包含的器件的数量和具体类型本申请不作限定。
在本申请实施例提供的基站中，通过应用上述实施例中的天线组件，能够有效降低无线信号在高空中的辐射功率，从而能够降低对卫星传输链路造成的干扰，另外，还能降低附近其他基站或无线通信设备的干扰。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：
反射板，具有反射面；
辐射阵列，设置于所述反射面；所述辐射阵列包括N个辐射单元，所述辐射单元用于发射或接收无线信号；
N个所述辐射单元在所述反射面上沿第一方向依次设置；
所述反射面包括偏转面，所述偏转面的法向与所述第一方向呈锐角设置，所述N个辐射单元贴合于所述反射面设置，且所述N个辐射单元中至少一个辐射单元位于所述偏转面，以使所述至少一个辐射单元的辐射方向与所述第一方向呈锐角设置；
其中，N为大于1的整数。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述辐射单元的辐射方向为辐射单元的方向图中的主瓣的最大辐射方向。
3.根据权利要求1或2所述的天线组件，其特征在于，所述偏转面为平面或曲面。
4.根据权利要求1至3中任一所述的天线组件，其特征在于，当所述N个辐射单元中的至少两个辐射单元的辐射方向与所述第一方向呈锐角设置时，所述至少两个辐射单元与所述第一方向的夹角相同或不相同。
5.根据权利要求1至4中任一所述的天线组件，其特征在于，所述反射板包括第一端和第二端，且所述第一端和所述第二端为相背离的两端；
其中，由所述第一端指向所述第二端的方向为所述第一方向。
6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述偏转区域至少位于所述反射板的所述第一端或所述第二端。
7.根据权利要求1至6中任一所述的天线组件，其特征在于，沿所述第一方向，所述反射面为具有隆起部和凹陷部的起伏状。
8.根据权利要求7所述的天线组件，其特征在于，所述反射面的所述隆起部和所述凹陷部之间的最大高度差H满足：H<N*λ/2；
其中，λ为辐射单元工作频率对应的真空波长。
9.根据权利要求1至8中任一所述的天线组件，其特征在于，在所述第一方向上，相邻的两个所述辐射单元的间距为0.5λ至λ；
其中，λ为辐射单元工作频率对应的真空波长。
10.根据权利要求1至9中任一所述的天线组件，其特征在于，还包括移相器，所述移相器与所述辐射单元连接，以改变所述辐射单元所发射的无线信号的相位。
11.一种天线组件阵列，其特征在于，包括多个如权利要求1至10中任一所述的天线组件，多个所述天线组件至少沿所述第一方向依次设置。
12.根据权利要求11所述的天线组件阵列，其特征在于，所述天线组件阵列还包括多个沿第二方向依次设置的所述天线组件；
其中，所述第二方向位于所述反射面，且垂直于所述第一方向。
13.根据权利要求12所述的天线组件阵列，其特征在于，在第二方向上，相邻的两个辐射单元的间距为0.5λ；
其中，λ为辐射单元工作频率对应的真空波长。
14.一种基站，其特征在于，包括功率放大器和如权利要求1至10中任一所述的天线组件，所述功率放大器与所述天线组件的辐射单元电连接，用于对所述辐射单元进行激励。
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