CN118017193A - 基站天线 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基站天线。基站天线包括反射板、低频阵列、高频阵列及第一边界阵列，低频阵列包括沿第一方向排列的多个低频辐射单元，至少两列低频阵列沿第二方向并排地布置于反射板上，第一方向与第二方向彼此垂直；高频阵列包括沿第一方向排列的多个高频辐射单元，每列低频阵列的两侧对称设置两列高频阵列；第一边界阵列设置于反射板上，并位于任意相邻两列低频阵列的对称轴线上，第一边界阵列包括沿第一方向排列的多个第一边界，第一边界为超材料边界，第一边界阵列的多个第一边界与相邻的低频阵列的多个低频辐射单元一一对应设置。本申请的基站天线，有效解决不同频段阵列间的耦合影响，满足宽频带、多频段、超宽频带波束收敛度良好的要求。

Description

基站天线

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种基站天线。

背景技术

随着无线通信技术的发展，对数据服务的需求呈几何增长。基站天线的小型化、轻量化及多频化成为主要的发展方向，需要基站天线同时具有高增益、宽频带、多频段、低副瓣以及高隔离等性能指标。其中，超宽频带的需求对天线方向图波束收敛度提出更高的要求。

相关技术中，为提高天线的利用率，多频段融合天线中将高、低频辐射单元的振子安装在同一天线反射板上，组成不同频段阵列，以满足天线在不同频段、环境下的使用。然而，超宽频多频段融合基站天线中不同频段阵列间存在耦合影响，容易出现在低频段部分波束宽度过宽造成越区覆盖，而在高频段部分波束宽度过窄出现覆盖盲区的情况，超宽频带波束收敛度不佳。

发明内容

本申请的目的是提供一种满足宽频带、多频段、超宽频带波束收敛度良好要求的基站天线。

本申请提供一种基站天线，包括：反射板；低频阵列，包括沿第一方向排列的多个低频辐射单元，至少两列所述低频阵列沿第二方向并排地布置于所述反射板上，所述第一方向与所述第二方向彼此垂直；高频阵列，包括沿所述第一方向排列的多个高频辐射单元，至少四列所述高频阵列沿所述第二方向并排地布置于所述反射板上，每列所述低频阵列的两侧对称设置两列所述高频阵列；以及第一边界阵列，设置于所述反射板上，并位于任意相邻两列所述低频阵列的对称轴线上，所述第一边界阵列包括沿所述第一方向排列的多个第一边界，所述第一边界为超材料边界，所述第一边界阵列的多个所述第一边界与相邻的所述低频阵列的多个所述低频辐射单元一一对应设置。

在一些实施例中，所述第一边界的介电常数为2.8至4.2。

在一些实施例中，沿所述第一方向上，所述第一边界的尺寸为所述低频辐射单元的辐射面尺寸的0.7倍至1.2倍；和/或，沿所述第一方向上，所述第一边界的尺寸为所述高频辐射单元的辐射面尺寸的1.5倍至2.5倍。

在一些实施例中，所述第一边界阵列的相邻两所述第一边界的中心的间距与所述低频阵列的相邻两所述低频辐射单元的中心的间距相等，所述低频阵列的相邻两所述低频辐射单元的中心的间距为所述低频辐射单元中心频点对应波长的0.65倍至0.85倍；和/或，所述低频阵列的相邻两所述低频辐射单元的中心的间距为所述高频阵列的相邻两所述高频辐射单元的中心的间距的2.2倍至2.7倍。

在一些实施例中，所述第一边界的高度为所述低频辐射单元的高度的0.8倍至1.2倍。

在一些实施例中，所述第一边界的高度大于所述低频辐射单元的高度；和/或，所述第一边界的厚度为3毫米至10毫米。

在一些实施例中，所述基站天线还包括设置于所述反射板上的第二边界阵列，所述第二边界阵列包括沿所述第一方向排列的多个第二边界，所述第二边界为金属边界；位于两边缘列之间的每列所述高频阵列的两侧对称设置有两列所述第二边界阵列，每列所述第二边界阵列的多个所述第二边界与相邻的所述高频阵列的多个所述高频辐射单元一一对应设置。

在一些实施例中，沿所述第一方向上，所述第二边界的尺寸为所述高频辐射单元中心频点对应波长的0.4倍至0.75倍；和/或，所述第二边界的高度为所述高频辐射单元的辐射面距离所述反射板的高度的0.4倍至0.6倍。

在一些实施例中，所述第二边界连接于所述反射板上，所述第二边界包括设于远离所述反射板的一端的边界上段，所述边界上段沿所述第二方向朝向远离所述高频辐射单元的方向弯折延伸；沿所述第二方向上，所述边界上段的尺寸为所述高频辐射单元中心频点对应波长的0.05倍至0.15倍。

在一些实施例中，相邻两列所述低频阵列的所述低频辐射单元的中心的间距为所述低频辐射单元中心频点对应波长的0.7倍至0.8倍；和/或，相邻两列所述高频阵列的所述高频辐射单元的中心的间距为所述高频辐射单元中心频点对应波长的0.9倍至1.1倍。

上述基站天线，通过在相邻两列低频阵列之间设置第一边界阵列，并设置第一边界为超材料边界，可以在不改变基站天线整机外形尺寸的前提下，减小相邻两列低频阵列间的耦合影响，并提升低频阵列的扇区功率比，改善低频阵列的水平面收敛度，保证低频频段内较好的网络覆盖，同时减少对高频阵列性能指标的影响，并改善高频阵列的水平面收敛度，改善不同列高频阵列因环境变化所导致的波宽差异问题，提升多列高频阵列波宽的一致性，进而提升多列高频阵列指标一致性，有效解决超宽频多频段融合天线中不同频段阵列间的耦合影响问题，提升基站天线整机性能，满足宽频带、多频段、超宽频带波束收敛度良好的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一些简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一些实施例的基站天线的立体结构示意图。

图2为本申请一些实施例的基站天线的俯视图。

图3为本申请一些实施例的第一边界的结构示意图。

图4为本申请一些实施例的第二边界的俯视图。

图5为本申请一些实施例的第二边界的左视图。

图6为对比实施例的对比天线的立体结构示意图。

图7为本申请不同介电常数的实施例与对比实施例的扇区功率比曲线图；

图8为本申请实施例与对比实施例在0.717GHz频点的方向图。

图9为本申请实施例与对比实施例在0.942GHz频点的方向图。

图10为本申请实施例与对比实施例在1.71GHz频点的方向图。

图11为本申请实施例与对比实施例在1.92GHz频点的方向图。

图12为本申请实施例与对比实施例在2.69GHz频点的方向图。

图13为本申请实施例的四列水平面3dB波宽曲线图。

图14为对比实施例的四列水平面3dB波宽曲线图。

附图标记：

100、基站天线；1、反射板；2、低频阵列；21、低频辐射单元；3、高频阵列；31、高频辐射单元；4、第一边界阵列；41、第一边界；5、第二边界阵列；51、第二边界；511、边界上段；512、边界下段；513、连接段；514、通孔；6、边缘边界；

200、对比天线；201、对比边界。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。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。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中， “多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，元件被称为“固定于”或“设置于”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。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。本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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。

为了详细说明本申请的技术内容、构造特征、所实现的目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详细说明。

随着无线通信技术的发展，现今已进入信息时代，用户对数据服务的需求呈几何增长。运营商对天线的设计及天线各项性能指标提出了越来越高的要求，基站天线的小型化、轻量化及多频化成为主要的发展方向，需要基站天线同时具有高增益、宽频带、多频段、低副瓣以及高隔离等性能指标。其中，超宽频带的需求对天线方向图波束收敛度提出更高的要求。

为提高天线的利用率，多频段融合天线中，将高、低频辐射单元的振子安装在同一天线反射板上，组成不同频段阵列，以满足天线在不同频段、环境下的使用。然而，超宽频多频段融合基站天线中不同频段阵列间存在耦合影响，容易出现在低频段部分波束宽度过宽造成越区覆盖，而在高频段部分波束宽度过窄出现覆盖盲区的情况，超宽频带波束收敛度不佳。

相关技术中，可以在低频阵列中使用金属隔离板去除列与列间的耦合，但是会恶化高频阵列的辐射参数、S参数等性能指标；通常优化金属隔离板结构，例如对金属隔离板做一定尺寸的挖孔处理，以在去除低频阵列的列与列间耦合的基础上，尽量减少对高频阵列的影响。另外，多列高频阵列中的中间列的耦合较强，导致中间列的高频波宽较窄，各列高频阵列的波宽差异较大；通常采用优化中间列的金属边界或者采用不等列间距的方案，导致天线设计复杂，多列高频阵列的指标一致性较差。

为了解决上述问题，下面结合图1至图5描述本申请的基站天线。

参阅图1和图2，图1示出了本申请一些实施例中的基站天线的立体结构示意图，图2示出了本申请一些实施例中的基站天线的俯视图；本申请实施例提供的基站天线100，包括反射板1、低频阵列2、高频阵列3以及第一边界阵列4；低频阵列2包括沿第一方向排列的多个低频辐射单元21，至少两列低频阵列2沿第二方向并排地布置于反射板1上，第一方向与第二方向彼此垂直；高频阵列3包括沿第一方向排列的多个高频辐射单元31，至少四列高频阵列3沿第二方向并排地布置于反射板1上，每列低频阵列2的两侧对称设置两列高频阵列3；第一边界阵列4设置于反射板1上，并位于任意相邻两列低频阵列2的对称轴线上，第一边界阵列4包括沿第一方向排列的多个第一边界41，第一边界41为超材料边界，第一边界阵列4的多个第一边界41与相邻的低频阵列2的多个低频辐射单元21一一对应设置。

如图1和图2中所示，X方向为第一方向，Y方向为第二方向，Z方向为高度方向，X方向、Y方向和Z方向彼此垂直。

反射板1为金属板，起到支撑和增强基站天线100的方向性的作用。

至少两列低频阵列2并排地设置于反射板1上，每列低频阵列2包括沿第一方向均匀间隔排列成一列的多个低频辐射单元21，即低频阵列2的多个低频辐射单元21的排列方向为第一方向；多个是指至少两个，例如每列低频阵列2的低频辐射单元21的数量可以是两个、三个、四个、五个等。多列低频阵列2沿第二方向均匀间隔布置，反射板1上低频阵列2的数量可以为两列、三列、四列等多列，可以根据实际项目中的指标要求进行调整。从而在反射板1上形成呈矩阵分布的低频辐射单元21阵列。

至少四列高频阵列3并排地设置于反射板1上，每列高频阵列3包括沿第一方向均匀间隔排列成一列的多个高频辐射单元31，高频阵列3的多个高频辐射单元31的排列方向平行于第一方向；多个是指至少两个，例如每列高频阵列3的高频辐射单元31的数量可以是四个、五个、六个、八个等。每列低频阵列2的两侧对称设置两列高频阵列3，也就是说，沿第二方向上，每一列低频阵列2与两列高频阵列3构成一个阵列单元，每个阵列单元中的两列高频阵列3相对于低频阵列2呈对称分布。反射板1上高频阵列3的数量可以根据低频阵列2的数量确定。从而在反射板1上形成呈矩阵分布的低频辐射单元21阵列。

低频辐射单元21和高频辐射单元31用于将电流能量转化为电磁能量并辐射出去，或接收电磁能量并转化为电流能量；低频辐射单元21与高频辐射单元31的工作频段不同，低频辐射单元21的工作频段为低频频段，高频辐射单元31的工作频段为高频频段，低频频段的频率低于高频频段的频率。在一些实施例中，低频辐射单元21的工作频段可以为690MHz至960MHz频段；高频辐射单元31的工作频段可以为1427MHz至2690MHz、3300MHz至4200MHz、4800MHz至4960MHz及6425MHz至7125MHz频段。

反射板1上还设置有第一边界阵列4；沿第二方向上，任意相邻的两列低频阵列2之间均设有第一边界阵列4，且第一边界阵列4位于相邻两列低频阵列2的对称轴线上，即相邻两列低频阵列2相对于第一边界阵列4对称分布；可以理解，由于每两列高频阵列3与一列低频阵列2构成一个阵列单元，相邻两列低频阵列2的对称轴线与相邻两个阵列单元的对称轴线重合；从而第一边界阵列4也位于相邻两个阵列单元的高频阵列3之间。每列第一边界阵列4包括沿第一方向排列的多个第一边界41，第一边界阵列4的多个第一边界41与相邻的低频阵列2的多个低频辐射单元21一一对应设置，也就是说，第一边界阵列4中的第一边界41数量与低频阵列2中的低频辐射单元21数量相同；从而沿第二方向上，相邻的两个低频辐射单元21之间均对应设置有第一边界41。第一边界阵列4用于相邻两列低频阵列2间的去耦合。

其中，第一边界41为超材料边界；“超材料”是指具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的人造复合材料，比如让光、电磁波改变它们的通常性质；例如第一边界41可以为由塑料或者环氧树脂等非金属材质制造的超材料边界。如此第一边界41可以在不改变基站天线100整机外形尺寸的前提下，减小相邻两列低频阵列2间的耦合影响；而且超材料边界因其特有的非金属材质与介电常数，可以提升低频阵列2的扇区功率比，改善低频阵列2的水平面收敛度，由此可以保证低频频段内较好的网络覆盖，提升整机性能。同时，对于高频阵列3，超材料边界特有的非金属材质与介电常数，可以减少对高频阵列3性能指标的影响，并改善高频阵列3的水平面收敛度，实现提升多列高频阵列3的中间列波宽，改善不同列高频阵列3因环境变化所导致的波宽差异问题，由此提升多列高频阵列3波宽的一致性，从而可以不改变中间列的列间距，使得多列高频阵列3的列间距保持一致，进而提升多列高频阵列3指标一致性。

本申请实施例的基站天线100，通过在相邻两列低频阵列2之间设置第一边界阵列4，并设置第一边界41为超材料边界，可以在不改变基站天线100整机外形尺寸的前提下，减小相邻两列低频阵列2间的耦合影响，并提升低频阵列2的扇区功率比，改善低频阵列2的水平面收敛度，保证低频频段内较好的网络覆盖，同时减少对高频阵列3性能指标的影响，并改善高频阵列3的水平面收敛度，改善不同列高频阵列3因环境变化所导致的波宽差异问题，提升多列高频阵列3波宽的一致性，进而提升多列高频阵列3指标一致性，有效解决超宽频多频段融合天线中不同频段阵列间的耦合影响问题，提升基站天线100整机性能，满足宽频带、多频段、超宽频带波束收敛度良好的要求。

在一些实施例中，第一边界41的介电常数为2.8至4.2。

第一边界41的材质和介电常数影响对应低频阵列2的指标，

不仅限于塑料、FET塑料等，提升多列高频段指标一致性。

有利于更好地实现对低频阵列2的列与列去耦的作用，同时又不影响高频阵列3的辐射参数、S参数等。

通过设置第一边界41的介电常数在2.8至4.2的数值范围内，可提升低频阵列2的扇区功率，保证低频网络覆盖；对于高频阵列3，可有效改善高频阵列3的水平面收敛度，提升多列高频辐射单元31的指标一致性；解决超宽频、多频段、融合天线中不同频段阵列间的耦合影响，提升多频段融合天线的指标性能，保证多频段的网络覆盖。而且第一边界41的介电常数越高，提升效果越明显。

在一些实施例中，参阅图2，并结合图3，图3示出了本申请一些实施例中的第一边界的结构示意图，沿第一方向上，第一边界41的尺寸L1为低频辐射单元21的辐射面尺寸L2的0.7倍至1.2倍。

第一边界41的形状和尺寸与对应低频辐射单元21相关；第一边界41的形状可以为矩形板状；沿第一方向上第一边界41的尺寸L1限定第一边界41的长度。通过设置沿第一方向上第一边界41的尺寸L1为低频辐射单元21的辐射面尺寸L2的0.7至1.2倍，例如可以设置沿第一方向上第一边界41的尺寸L1为低频辐射单元21的辐射面尺寸L2的0.875倍，有利于减小相邻两列低频阵列2耦合影响，进一步保证低频频段内网络覆盖。在一些实施例中，沿第一方向上第一边界41的尺寸L1可随对应的低频辐射单元21的中心频点变化尺寸，随着低频辐射单元21的中心频点越大，沿第一方向上第一边界41的尺寸L1越大。

在一些实施例中，继续参阅图2和图3，第一边界41的高度H1为低频辐射单元21的高度H2的0.8倍至1.2倍。

第一边界41的高度H1是指沿高度方向上第一边界41的尺寸，高度方向垂直于反射板1；低频辐射单元21的高度H2是指低频辐射单元21的辐射面到反射板1的距离。通过设置第一边界41的高度H1为低频辐射单元21的高度H2的0.8倍至1.2倍，有利于优化基站天线100的辐射性能，且基站天线100性能指标稳定。在一些实施例中，第一边界41的高度H1可随对应的低频辐射单元21的高度H2变化尺寸，低频辐射单元21的高度H2越大，第一边界41的高度H1越大。

在一些实施例中，第一边界41的高度H1大于低频辐射单元21的高度H2。

第一边界41的高度H1允许大于低频辐射单元21的高度H2，使得第一边界41高出于低频辐射单元21的辐射面，第一边界41可以支撑天线罩，避免低频辐射单元21的辐射面收到挤压，从而第一边界41除了优化天线辐射性能外，还能起到保护低频辐射单元21、支撑整机天线的作用。

在一些实施例中，参阅图2，第一边界41的厚度W1为3毫米至10毫米。

第一边界41的厚度W1是指沿第二方向上第一边界41的尺寸；通过设置第一边界41具有一定的厚度，具体第一边界41的厚度W1为3毫米至10毫米，例如可以为4毫米、5毫米、6毫米、8毫米、10毫米等，使得第一边界41的结构强度更高，有利于提升支撑整机天线、保护低频辐射单元21的效果。

在一些实施例中，继续参阅图2，沿第一方向上，第一边界41的尺寸L1为高频辐射单元31的辐射面尺寸L3的1.5倍至2.5倍。

第一边界41的形状和尺寸影响高频阵列3的指标性能；通过设置沿第一方向上第一边界41的尺寸L1为高频辐射单元31的辐射面尺寸L3的1.5倍至2.5倍，有利于进一步改善高频阵列3的水平面收敛度，提升多列高频阵列3指标一致性，进而提升高频频段内整机性能指标。

在一些实施例中，参阅图2，第一边界阵列4的相邻两第一边界41的中心的间距D1与低频阵列2的相邻两低频辐射单元21的中心的间距D2相等，低频阵列2的相邻两低频辐射单元21的中心的间距D2为低频辐射单元21中心频点对应波长的0.65倍至0.85倍。

第一边界41的中心是指第一边界41的几何对称中心，低频辐射单元21的中心是指低频辐射单元21的辐射面的几何对称中心；由于第一边界阵列4的多个第一边界41与低频阵列2的多个低频辐射单元21一一对应设置，沿第二方向上，第一边界41的中心与低频辐射单元21的中心对齐设置，从而沿第一方向上，任意相邻两个第一边界41的中心的间距D1与任意相邻两个低频辐射单元21的中心的间距D2相等。同时，同一列低频阵列2的任意相邻两个低频辐射单元21的中心的间距D2与低频辐射单元21的中心频点对应波长相关，具体地，低频阵列2的相邻两个低频辐射单元21的中心的间距D2为低频辐射单元21中心频点对应波长的0.65倍至0.85倍。如此设置，有利于减小相邻两列低频阵列2耦合影响，保证低频频段内网络覆盖，进一步优化基站天线100辐射性能。

在一些实施例中，参阅图2，低频阵列2的相邻两低频辐射单元21的中心的间距D2为高频阵列3的相邻两高频辐射单元31的中心的间距D3的2.2倍至2.7倍。

高频辐射单元31的中心是指高频辐射单元31的辐射面的几何对称中心；沿第一方向上，任意相信两个低频辐射单元21的中心的间距D2为任意相邻两个高频辐射单元31的中心的间距D3的2.2倍至2.7倍。如此设置，有利于进一步改善高频阵列3水平面收敛度，提升多列高频阵列3指标一致性。

在一些实施例中，参阅图1和图2，基站天线100还包括设置于反射板1上的第二边界阵列5，第二边界阵列5包括沿第一方向排列的多个第二边界51，第二边界51为金属边界；位于两边缘列之间的每列高频阵列3的两侧对称设置有两列第二边界阵列5，每列第二边界阵列5的多个第二边界51与相邻的高频阵列3的多个高频辐射单元31一一对应设置。

“两边缘列”是指沿第二方向上位于多列高频阵列3的两边缘位置的高频阵列3；定义位于两列边缘之间的多列高频阵列3为中间列。从而中间列的每列高频阵列3的两侧对称设置有两列第二边界阵列5，即相邻两列第二边界阵列5相对于对应的中间列高频阵列3对称分布。每列第二边界阵列5包括沿第一方向排列的多个第二边界51，第二边界阵列5的多个第二边界51与相邻的高频阵列3的多个高频辐射单元31一一对应设置，也就是说，第二边界阵列5中的第二边界51数量与高频阵列3中的高频辐射单元31数量相同；从而沿第二方向上，中间列的每个高频辐射单元31的两侧均对称设置有第二边界51。例如，高频阵列3的数量为四列，沿第二方向上，可以将四列高频阵列3依次记为第一列、第二列、第三列和第四列，则第一列和第四列为边缘列，而第二列和第三列为中间列；在第二列和第三列的高频辐射单元31两侧对称设置第二边界51，两个第二边界51相对于高频辐射单元31对称分布。第二边界51为金属边界，例如金属可以为铝、铜或者钢等。第二边界51可以有效改善高频辐射单元31的驻波比性能，优化高频阵列3方向图收敛性，提升基站天线100整机性能指标。

在一些实施例中，参阅图2，并结合图4，图4示出了本申请一些实施例中的第二边界的俯视图，沿第一方向上，第二边界51的尺寸L4为高频辐射单元31中心频点对应波长的0.4倍至0.75倍。

沿第一方向上第二边界51的尺寸L4限定第二边界51的长度。通过设置沿第一方向上第二边界51的尺寸L4为高频辐射单元31中心频点对应波长的0.4倍至0.75倍，有利于进一步改善高频辐射单元31的驻波比性能，优化高频阵列3的方向图收敛性，提升整机性能指标。

在一些实施例中，参阅图2，并结合图5，图5示出了本申请一些实施例中的第二边界的左视图，第二边界51的高度H3为高频辐射单元31的辐射面距离反射板1的高度H4的0.4倍至0.6倍。

第二边界51的高度H3是指沿高度方向上第二边界51的尺寸；通过设置第二边界51的高度H3为高频辐射单元31的辐射面距离反射板1的高度H4的0.4倍至0.6倍，即，有利于进一步改善高频辐射单元31的驻波比性能，优化高频阵列3方向图收敛性，提升整机性能指标。

在一些实施例中，参阅图1和图5，第二边界51连接于反射板1上，第二边界51包括设于远离反射板1的一端的边界上段511，边界上段511沿第二方向朝向远离高频辐射单元31的方向弯折延伸；沿第二方向上，边界上段511的尺寸W2为高频辐射单元31中心频点对应波长的0.05倍至0.15倍。

第二边界51包括沿第二方向延伸的边界上段511；沿第二方向上边界上段511的尺寸W2限定边界上段511的宽度。通过设置沿第二方向上边界上段511的尺寸W2为高频辐射单元31中心频点对应波长的0.05倍至0.15倍，有利于进一步改善高频辐射单元31的驻波比性能，优化高频阵列3方向图收敛性，提升整机性能指标。

在一些实施例中，参阅图1、图4和图5，第二边界51还包括边界下段512和连接段513，边界下段512用于与反射板1固定连接，连接段513连接于边界下段512与边界上段511之间；其中，边界上段511连接于连接段513的一侧，边界下段512连接于连接段513的相对另一侧。边界下段512的宽度是沿第二方向上边界下段512的尺寸；通过在边界下段512上设置通孔514，将第二边界51固定于反射板1上，例如可通过铆钉将边界下段512固定于反射板1上。

在一些实施例中，边界下段512与反射板1间垫设绝缘片，绝缘片可以是环氧树脂片。

在一些实施例中，参阅图2，相邻两列低频阵列2的低频辐射单元21的中心的间距W3为低频辐射单元21中心频点对应波长的0.7倍至0.8倍。

限定相邻两列低频阵列2的低频辐射单元21的中心的间距W3，即限定沿第二方向上多列低频阵列2的列间距；在一些实施例中，沿第二方向上相邻两个低频辐射单元21的中心的间距W3可根据实际项目中低频波束宽度、前后比等指标要求进行调整。通过设置沿第二方向上相邻两列低频阵列2的低频辐射单元21的中心的间距W3为低频辐射单元21中心频点对应波长的0.7倍至0.8倍，获得合理的低频阵列2列间距，能够使基站天线100具有较优的波束宽度、前后比及隔离指标，提升整机指标。

在一些实施例中，参阅图2，相邻两列高频阵列3的高频辐射单元31的中心的间距W4为高频辐射单元31中心频点对应波长的0.9倍至1.1倍。

限定相邻两列高频阵列3的高频辐射单元31的中心的间距W4，即限定沿第二方向上多列高频阵列3的列间距；在一些实施例中，沿第二方向上相邻两个高频辐射单元31的中心的间距W4可根据实际项目中高频波束宽度、带内隔离指标要求进行调整。通过设置相邻两列高频阵列3的高频辐射单元31的中心的间距W4为高频辐射单元31中心频点对应波长的0.9倍至1.1倍，获得合理的高频阵列3列间距，能够使基站天线100具有较优的波束宽度、前后比及隔离指标，提升整机指标。

在一些实施例中，参阅图1，基站天线100还包括设置于反射板1上的边缘边界6，边缘边界6设置于两边缘列的高频阵列3远离于中间列的一侧；边缘边界6沿第一方向连续延伸，边缘边界6为金属边界。

下面以低频频段为690MHz至960MHz、高频频段为1710MHz至2690MHz的高低频融合天线为例，验证本申请实施例的基站天线100的保证低频阵列2网络覆盖、改善高频阵列3水平面收敛度及提升多列高频阵列3指标一致性。

如图1所示，基站天线100的反射板1上设置两列低频阵列2，两列低频阵列2对称分布于反射板1上平行于第一方向的中轴线两侧，每列低频阵列2包括两个低频辐射单元21，从而在反射板1上形成2×2矩阵分布的低频辐射单元21阵列；沿第二方向上，每列低频阵列2的两侧对称设置两列高频阵列3，即反射板1上共设置有四列高频阵列3，每列高频阵列3包括六个高频辐射单元31，从而在反射板1上形成4×6矩阵分布的高频辐射单元31阵列；第一边界阵列4设置于两列低频阵列2之间的对称轴上，第一边界阵列4包括两个第一边界41，从而沿第二方向上相邻的两个低频辐射单元21之间设置有第一边界41，第一边界41为超材料边界；其中，第一边界41的介电常数在2.8至4.2范围内，例如第一边界41的介电常数为4.2、3.8和2.8。

同时，将相关技术中传统金属边界去除低频辐射元阵列的列与列间耦合的方案应用于高低频融合天线，作为对比实施例。如图6所示，图6示出了对比实施例中的对比天线的立体结构示意图，对比天线200与上述实施例的基站天线100的结构大致相同，即反射板1上设置两列低频阵列2，两列低频阵列2对称分布于反射板1上平行于第一方向的中轴线两侧，每列低频阵列2包括两个低频辐射单元21，从而在反射板1上形成2×2矩阵分布的低频辐射单元21阵列；沿第二方向上，每列低频阵列2的两侧对称设置两列高频阵列3，即反射板1上共设置有四列高频阵列3，每列高频阵列3包括六个高频辐射单元31，从而在反射板1上形成4×6矩阵分布的高频辐射单元31阵列；区别在于，对比天线200采用的对比边界201为传统金属边界，对比边界201沿第一方向延伸，且对比边界201设置于两列低频阵列2之间的对称轴上。

首先，分别获取对比实施例以及本申请具有不同介电常数的实施例在690MHz至960MHz低频频段内的±60°扇区功率比，以及扇区功率比曲线图。具有不同介电常数的实施例与对比实施例的扇区功率比如下表1所示。图7示出了本申请不同介电常数的实施例与对比实施例的扇区功率比曲线图；其中，曲线的横坐标为频率（单位：MHz），纵坐标为扇区功率比（单位：%）；曲线A为实施例A的扇区功率比曲线，曲线B为实施例B的扇区功率比曲线，曲线C为实施例C的扇区功率比曲线，曲线X为对比实施例X的扇区功率比曲线。

表1-具有不同介电常数的实施例与对比实施例的扇区功率比数据

可以看出，相较于采用传统金属边界的对比边界201，采用超材料边界的第一边界41的实施例中，在低频频段内扇区功率比可提升2%至5%，由此可保证低频频段内网络覆盖；并且在2.8至4.2的介电常数范围内，第一边界41的介电常数越高，对低频频段内扇区功率比的提升效果越明显。

其次，分别获取本申请实施例及对比实施例在690MHz至960MHz低频频段内的水平面3dB波宽数据以及方向图。本申请实施例与对比实施例在低频频段内的水平面3dB波宽数据如下表2所示。图8示出了本申请实施例与对比实施例在0.717GHz频点的方向图，图9示出了本申请实施例与对比实施例在0.942GHz频点的方向图；其中，曲线D为本申请的实施例D的方向图曲线，曲线X为对比实施例X的方向图曲线。

表2-本申请实施例与对比实施例在低频频段内的水平面3dB波宽数据

可以看出，相较于采用传统金属边界的对比边界201，本申请实施例中采用超材料边界为第一边界41，使得低频阵列2在低频频段内的水平面3dB波宽更接近于±65°的理想水平，如此能保证较好的网络覆盖，提升整机性能。

再次，分别获取本申请实施例和对比实施例在1710MHz-2690MHz高频频段内的水平面3dB波宽数据以及方向图。本申请实施例与对比实施例在高频频段内的水平面3dB波宽数据如下表3所示。图10示出了本申请实施例与对比实施例在1.71GHz频点的方向图，图11示出了本申请实施例与对比实施例在1.92GHz频点的方向图，图12示出了本申请实施例与对比实施例在2.69GHz频点的方向图；其中，曲线E为本申请的实施例E的方向图曲线，曲线X为对比实施例X的方向图曲线。

表3-本申请实施例与对比实施例在高频频段内的水平面3dB波宽数据

可以看出，第一边界41可以改善高频阵列3的水平面收敛度，提升高频频段内整机性能指标。

最后，分别获取本申请实施例和对比实施例的四列高频阵列3的水平面3dB波宽数据以及曲线图。本申请实施例和对比实施例的四列高频阵列3的水平面3dB波宽数据如下表4所示。图13示出了本申请实施例的四列水平面3dB波宽曲线图，图14示出了对比实施例的四列水平面3dB波宽曲线图；其中，曲线的横坐标为频率（单位：MHz），纵坐标为波宽（单位：°）；曲线Y1为第一列高频阵列3的水平面3dB波宽曲线，曲线Y2为第二列高频阵列3的水平面3dB波宽曲线，曲线Y3为第三列高频阵列3的水平面3dB波宽曲线，曲线Y4为第四列高频阵列3的水平面3dB波宽曲线。

表4-本申请实施例和对比实施例的四列高频阵列3的水平面3dB波宽数据

可以看出，相较于采用传统金属边界的对比边界201，本申请实施例中采用超材料边界为第一边界41，可改善不同高频阵列3因环境变化所导致的波宽差异问题，由此提升四列高频阵列3在1710MHz至2690MHz频段内的指标一致性。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基站天线，其特征在于，包括：

反射板；

低频阵列，包括沿第一方向排列的多个低频辐射单元，至少两列所述低频阵列沿第二方向并排地布置于所述反射板上，所述第一方向与所述第二方向彼此垂直；

高频阵列，包括沿所述第一方向排列的多个高频辐射单元，至少四列所述高频阵列沿所述第二方向并排地布置于所述反射板上，每列所述低频阵列的两侧对称设置两列所述高频阵列；以及

第一边界阵列，设置于所述反射板上，并位于任意相邻两列所述低频阵列的对称轴线上，所述第一边界阵列包括沿所述第一方向排列的多个第一边界，所述第一边界为超材料边界，所述第一边界阵列的多个所述第一边界与相邻的所述低频阵列的多个所述低频辐射单元一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一边界的介电常数为2.8至4.2。

3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，沿所述第一方向上，所述第一边界的尺寸为所述低频辐射单元的辐射面尺寸的0.7倍至1.2倍；

和/或，沿所述第一方向上，所述第一边界的尺寸为所述高频辐射单元的辐射面尺寸的1.5倍至2.5倍。

4.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一边界阵列的相邻两所述第一边界的中心的间距与所述低频阵列的相邻两所述低频辐射单元的中心的间距相等，所述低频阵列的相邻两所述低频辐射单元的中心的间距为所述低频辐射单元中心频点对应波长的0.65倍至0.85倍；

和/或，所述低频阵列的相邻两所述低频辐射单元的中心的间距为所述高频阵列的相邻两所述高频辐射单元的中心的间距的2.2倍至2.7倍。

5.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一边界的高度为所述低频辐射单元的高度的0.8倍至1.2倍。

6.根据权利要求5所述的基站天线，其特征在于，所述第一边界的高度大于所述低频辐射单元的高度；

和/或，所述第一边界的厚度为3毫米至10毫米。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基站天线，其特征在于，所述基站天线还包括设置于所述反射板上的第二边界阵列，所述第二边界阵列包括沿所述第一方向排列的多个第二边界，所述第二边界为金属边界；

位于两边缘列之间的每列所述高频阵列的两侧对称设置有两列所述第二边界阵列，每列所述第二边界阵列的多个所述第二边界与相邻的所述高频阵列的多个所述高频辐射单元一一对应设置。

8.根据权利要求7所述的基站天线，其特征在于，沿所述第一方向上，所述第二边界的尺寸为所述高频辐射单元中心频点对应波长的0.4倍至0.75倍；

和/或，所述第二边界的高度为所述高频辐射单元的辐射面距离所述反射板的高度的0.4倍至0.6倍。

9.根据权利要求7所述的基站天线，其特征在于，所述第二边界连接于所述反射板上，所述第二边界包括设于远离所述反射板的一端的边界上段，所述边界上段沿所述第二方向朝向远离所述高频辐射单元的方向弯折延伸；沿所述第二方向上，所述边界上段的尺寸为所述高频辐射单元中心频点对应波长的0.05倍至0.15倍。

10.根据权利要求1至6任一项所述的基站天线，其特征在于，相邻两列所述低频阵列的所述低频辐射单元的中心的间距为所述低频辐射单元中心频点对应波长的0.7倍至0.8倍；

和/或，相邻两列所述高频阵列的所述高频辐射单元的中心的间距为所述高频辐射单元中心频点对应波长的0.9倍至1.1倍。