CN202474220U

CN202474220U - 一种交错式多频共用多天线阵列的结构

Info

Publication number: CN202474220U
Application number: CN 201220041870
Authority: CN
Inventors: 石萌; 田佰文; 郭继权; 谢晖
Original assignee: Wuhan Hongxin Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: CICT Mobile Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-09

Abstract

本实用新型公开了一种交错式多频共用多天线阵列的结构，涉及一种基站天线。本实用新型的结构是：在反射板正面中心线的上部，从右到左分别设置有上低频振子和上高频振子，在反射板正面中心线的下部，从左到右分别设置有下低频振子和下高频振子，在反射板正面的左侧壁上设置有馈电网络；上低频振子和下低频振子相对中心点呈中心对称，上高频振子和下高频振子相对中心点呈中心对称；上低频振子、下低频振子、上高频振子和下高频振子分别与馈电网络连接。由于充分利用反射板的空间，使得在不增加反射板宽度的情况下增加了一副双极化天线，而不会改变天线的辐射性能，因此这种结构对于实现多频共用多天线有实用意义。

Description

一种交错式多频共用多天线阵列的结构

技术领域

本实用新型涉及一种基站天线，尤其涉及一种交错式多频共用多天线阵列的结构。本结构由于充分利用反射板的空间，使得在不增加反射板宽度的情况下增加了一副双极化天线，得到一种多频共用多天线。

背景技术

目前快速发展的无线通信正在改变人们的生活和思维模式，也给城市规划、城市建设带来了一些不可回避的问题，新建和优化基站选址变得越来越困难。因此发展多输入、多输出天线已成为今后基站建设的首选。双频或者三频天线也变成网络运营商节约基站数量，降低维护成本的一个重要手段。现阶段，双频或者多频天线由于在空间上受到制约，阵列形式单一，归纳起来分为双列直线式阵列结构和一列直线式阵列结构。这两种阵列结构都有其缺点：

1、双列直线式阵列结构

双列直线式阵列结构在反射板宽的维度上不对称导致水平面主极化方向图主瓣指向偏离中心位置，水平面交叉极化方向图对称度变差，±60。之内的交叉极化鉴别率变差，而且反射板要求很宽。

2、一列直线式阵列结构

一列直线式阵列结构中高频振子和低频振子之间的距离过小，相互影响很大，特别是低频基本振子对高频基本振子的遮罩导致高频方向图不可预期的恶化。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种交错式多频共用多天线阵列的结构。

本实用新型的目的是这样实现的：

采用低频振子交错布置和高频振子直线式布置的结构。

高频振子组成的直线阵布置在低频振子的两侧，低频振子以低频阵列长度为中心分两列布置。调节低频振子两列之间的横向距离可以调节低频水平面的瓣宽，因为水平面与垂直面正交，水平方向侧移不会在垂直方向各个基本振子之间附加相位差。基本振子在水平方向的侧移，影响水平面的方向图，因为它会在水平方向各个基本振子之间附加相位差，形成阵列效应，相对于直线式阵列布置方式，可以压缩水平面波瓣宽度。对于高频振子来讲，由于低频振子远离反射板中心线，拉大了高低频之间的横向距离，这种方式布置使得低频对高频的影响远小于一列直线式布置方式，而低频振子又以反射板中心线为轴线，横向移动相同的距离，从而改善双列直线式在反射板空间维度的不对称性，使得低频水平面方向图主瓣无偏移。另外，该方案对于同频异列或者异频之间的隔离度也有明显的改善。

具体地说，本实用新型由上低频振子、下低频振子、上高频振子、下高频振子、反射板和馈电网络组成；

在反射板正面中心线的上部，从右到左分别设置有上低频振子和上高频振子，在反射板正面中心线的下部，从左到右分别设置有下低频振子和下高频振子，在反射板正面的左侧壁上设置有馈电网络；

上低频振子和下低频振子相对中心点呈中心对称，上高频振子和下高频振子相对中心点呈中心对称；

上低频振子、下低频振子、上高频振子和下高频振子分别与馈电网络连接。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

由于充分利用反射板的空间，使得在不增加反射板宽度的情况下增加了一副双极化天线，而不会改变天线的辐射性能，因此这种结构对于实现多频共用多天线有实用意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(主视)；

图2是本实用新型的实际应用安装图(立体)。

其中：

10-上低频振子，

11、12……1N-第1、第2……第N上低频振子；

20-下低频振子，

21、22……2N-第1、第2……第N下低频振子；

30-上高频振子，

31、12、33、34、35……1n-第1、第2、第3、第4、第5……第N上高频振子；

40-下高频振子，

41、42、43、44、45……4n-第1、第2、第3、第4、第5……第N下高频振子；

50-反射板，

51-反射板上侧壁，52-反射板下侧壁，53-反射板左侧壁；

60-馈电网络；

Z-中心线；

O-中心点；

D1-低频振子偏离中心线的距离；

D2-高频振子偏离反射板上、下侧壁的距离。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型详细说明：

1、总体结构

如图1，本实用新型由上低频振子10、下低频振子20、上高频振子30、下高频振子40、反射板50和馈电网络60组成；

在反射板50正面中心线Z的上部，从右到左分别设置有上低频振子10和上高频振子30，在反射板50正面中心线Z的下部，从左到右分别设置有下低频振子20和下高频振子40，在反射板50正面的左侧壁53上设置有馈电网络60；

上低频振子10和下低频振子20相对中心点O呈中心对称，上高频振子30和下高频振子40相对中心点O呈中心对称；

上低频振子10、下低频振子20、上高频振子30和下高频振子40分别与馈电网络60连接。

上低频振子10和下低频振子20分别偏移中心线Z的距离为D1，

D1小于λ₁/2，λ₁为低频的波长；

上高频振子30和下高频振子40分别偏移反射板侧壁的距离为D2，

λ₂/4≤D2≤λ₂，λ₂为高频的波长；

D2的距离决定高频振子的波瓣宽度，而一般的振子都是采用半波对称振子，因此D2的最小值为λ₂/4。

2、功能部件

1)上低频振子10和下低频振子20

上低频振子10和下低频振子20结构相同，为一种通用件。

其功能是将传输线送来的高频电流能量转变为无线电波并发送到空间，是基本的低频辐射单元，给予其一定的相位、幅度可叠加形成一定的辐射方向图。

上低频振子10和下低频振子20包括N个低频振子，

N为自然数，2≤N≤20，N的数量决定了低频阵列的增益，可根据具体型号确定。

2)上高频振子30和下高频振子40

上高频振子30和下高频振子40结构相同，为一种通用件。

其功能是将传输线送来的高频电流能量转变为无线电波并发送到空间，是基本的高频辐射单元，给予其一定的相位、幅度可叠加形成一定的辐射方向图。

上高频振子30和下高频振子40包括n个高频振子，

n为自然数，2≤n≤20，n的数量决定了高频阵列的增益，可根据具体型号确定。

3)反射板50

反射板50为一种金属板，设置有上侧壁51、下侧壁52和左侧壁53。

其功能是改变低、高频天线阵列的水平面方向图辐射指标。

4)馈电网络60

馈电网络60为一种连接高、低频振子与传输线之间的连接器件。

其功能是将传输线送来的能量信号按照一定的功率、相位分配到各个低、高频振子中去。

3、工作机理

上低频振子10和下低频振子20以阵列的中心线Z为分割点分为上下两列，上列以中心线Z为基准向上侧偏移一定距离D1(D1小于低频的半波长)，下列则以中心线为基准向下侧偏移一定距离D1；

上高频振子30组成的直线阵列摆在上低频振子10一列组阵的左侧，下高频振子40组成的直线阵摆在下低频振子20的右侧；

所有高、低频振子都分别由馈电网络60连接安装在同一块反射板50正面。

在阵列布置时，根据实际需要调整上低频振子10和下低频振子20的偏移距离D1，调整偏移距离D1可以调整低频水平面的瓣宽，进而压缩了反射板50的尺寸；另外，调整D1的数值可改变上低频振子10、下低频振子20与上高频振子30、下高频振子40的距离，从而获得一个低频对高频耦合较小的最优的距离。当其中的一列高频振子阵列确定后，另外一列高频振子可布置在与前一列高频振子相对中心点O呈中心对称的位置，从而实现一种多频共用多天线阵列的结构。

根据本实用新型提出的新的阵列布置形式，将其应用到CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)与LTE(Long Term Evolution，长期演进)；多频共用天线中。在此方案中，低频选用CDMA800M振子15dBi4单元天线，高频则选用LTE2600M15dBi5单元组阵。

4、安装实施例

如图2，低频的4单元天线两两为一列，以反射板中心Z为轴线，上低频振子10包括第1、第2上低频振子11、12，下低频振子20包括第1、第2下低频振子21、22；横向分别移动一定的距离。

高频的10单元天线五五为一列，以反射板中心Z为轴线，上高频振子30包括第1、第2、第3、第4、第5上高频振子31、12、33、34、35，下高频振子40包括第1、第2、第3、第4、第5下高频振子41、42、43、44、45；由于振子间距小，可以完美地布置在反射板50的内部。

低频振子偏移中心线的距离D1，高频振子偏移反射板的上、下侧壁距离D2。D1可根据具体的方向图要求来改变数值，一般取D1小于λ₁/2(λ₁为低频的波长)；D2的距离有比较大的富裕量，可大于或小于λ₂/2(λ₂为高频的波长)。两列高频振子中心对称地布置在低频振子的两侧，使得低频振子在反射板的空间维度上完全中心对称，实现了主瓣无明显偏移。

低频振子由单独馈电网络组成CDMA频段的天线，高频振子由单独馈电网络组成LTE频段的天线，共同安装在一块反射板50上，实现了多频共用多天线阵列。

Claims

1.一种交错式多频共用多天线阵列的结构，其特征在于：

由上低频振子(10)、下低频振子(20)、上高频振子(30)、下高频振子(40)、反射板(50)和馈电网络(60)组成；

在反射板(50)正面中心线(Z)的上部，从右到左分别设置有上低频振子(10)和上高频振子(30)，在反射板(50)正面中心线(Z)的下部，从左到右分别设置有下低频振子(20)和下高频振子(40)，在反射板(50)正面的左侧壁(53)上设置有馈电网络(60)；

上低频振子(10)和下低频振子(20)相对中心点(O)呈中心对称，上高频振子(30)和下高频振子(40)相对中心点(O)呈中心对称；

上低频振子(10)、下低频振子(20)、上高频振子(30)和下高频振子(40)分别与馈电网络(60)连接。

2.按权利要求1所述的交错式多频共用多天线阵列的结构，其特征在于：

上低频振子(10)和下低频振子(20)分别偏移中心线(Z)的距离为D1，D1小于λ₁/2，λ₁为低频的波长；

3.按权利要求1所述的交错式多频共用多天线阵列的结构，其特征在于：

上高频振子(30)和下高频振子(40)分别偏移反射板侧壁的距离为D2，λ₂/4≤D2≤λ₂，λ₂为高频的波长。

4.按权利要求1所述的交错式多频共用多天线阵列的结构，其特征在于：

上低频振子(10)和下低频振子(20)分别包括N个低频振子，N为自然数，2≤N≤20。

5.按权利要求1所述的交错式多频共用多天线阵列的结构，其特征在于：

上高频振子(30)和下高频振子(40)分别包括n个高频振子，

n为自然数，2≤n≤20。