CN207602790U - 一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信天线技术领域，具体涉及一种运用于3500MHz附近频段的TD‑LTE智能天线，包括金属反射板、辐射单元、金属隔离墙、金属隔离条、馈电网络；辐射单元、金属隔离墙、金属隔离条固定安装于金属反射板正面，馈电网络分别与各辐射单元焊接相连，安装于金属反射板的正面或背面。选用高度仅为工作中心频率的1/8波长的具有降低天线波束宽度的作用的低剥面宽频带贴片辐射单元。同时设计特定的金属隔离件作为辐射边界，使得该高频段天线能够在采用常规低频智能天线的阵列排布的情况下，获得性能优越的65°波宽的单元波束。以此为基础，采用相关措施，严格控制各个射频端口的幅度与相位的一致性，可使该高频段智能天线获得性能优越的业务、广播等合成波束。

Description

一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线

技术领域

本实用新型涉及通信天线技术领域，具体涉及一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线。

背景技术

基于3GPP长期演进技术(Time Division Long Term Evolution,简称TD-LTE)是新一代宽带移动通信无线接入技术，与现有的2G、3G移动通信系统的接入技术相比，其具有传输速率高、传输时延小、高业务质量保证等特点。智能天线技术是TD-LTE系统的关键技术之一，其引入空分多址(SDMA)方式，利用信号在传输上的差异，将同频率或者同时隙区分开来，最大限度地利用有限的信道资源。与无方向性天线相比较，智能天线将赋形波束指向用户，提高了上下链路的增益，降低了用户与用户之间的干扰，提高了信噪比与系统容量。一副高性能的智能天线，将对TD-LTE网络的覆盖质量产生巨大的助益。

当前，国内市场现有的智能天线产品，主要是针对国内运营商的TD-SCDMA与TD-LTE所设计，覆盖频段包含F频(1880-1920MHz)、A频(2010-2025MHz)与D频(2575-2635MHz)。而目前3500MHz附近频段的智能天线在海外，特别是中东地区有大量的市场需求。通信系统工作的频率越高，意味着智能天线产品的技术要求也越高，相关性能指标的实现难度也越高。

实用新型内容

因此，鉴于上述情形，本实用新型提出一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线。包括金属反射板、辐射单元、金属隔离墙、金属隔离条、馈电网络；辐射单元、金属隔离墙、金属隔离条固定安装于金属反射板正面，馈电网络与辐射单元焊接相连安装于金属反射板上。

进一步地，所述金属反射板两侧向辐射面反方向折弯，呈倒U形结构；

所述馈电网络与辐射单元焊接相连安装于金属反射板的正面或背面。

进一步地，所述辐射单元包括辐射金属贴片、接地平板、振子馈电片；

辐射金属贴片悬于接地平板上方，两者通过振子馈电片固定连接。

进一步地，辐射金属贴片的上表面与接地平板的下表面之间间距为天线辐射单元的整体高度；

所述线辐射单元的整体高度为工作中心频率的1/8波长。

进一步地，两个振子馈电片分别通过耦合的方式对辐射金属贴片进行馈电，构成两个正交的±45°极化辐射组合。

进一步地，TD-LTE智能天线阵列为等数量辐射单元分别沿着四条相互平行的直线，等间距排布，间距为D1；

所述D1为3800MHz的0.8倍波长；

所述阵列为第一阵列Array1、第二阵列Array2、第三阵列Array3、第四阵列Array4四列天线阵列。

进一步地，所述阵列之间的水平间距为D2；

所述D2为天线工作中心频率的1/2波长；

相应地，相邻阵列沿阵列方向错位D1/2间距。

进一步地，所述金属隔离墙分为L型的金属隔离墙与倾斜状的金属隔离墙，高度高于所述辐射单元整体高度；

所述L型的金属隔离墙安装于相邻阵列之间，数量为三条；

所述倾斜状的金属隔离墙安装于四列天线阵列的两侧，数量为两条；

所述金属隔离条设置于垂直方向上相邻的辐射单元之间，安装高度高于辐射单元整体高度；

进一步地，所述馈电网络包括移相器、校准电路板、同轴电缆；移相器固定安装于金属反射板背面，校准电路板固定安装于金属反射板正面。辐射单元与移相器、移相器与校准电路板都采用同轴电缆焊接相连。

相应地，所述移相器为一入多出的无源器件；

所述校准电路板包含有至少一个等功分威尔金森功分器与至少一个微带定向耦合器。

进一步地，TD-LTE智能天线工作频段为3300-3800MHz。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，选用高度仅为工作中心频率的1/8波长的具有降低天线波束宽度的作用的低剥面宽频带贴片辐射单元。同时设计特定的金属隔离件作为辐射边界，使得该高频段天线能够在采用常规低频智能天线的阵列排布的情况下，获得性能优越的65°波宽的单元波束。以此为基础，采用相关措施，严格控制各个射频端口的幅度与相位的一致性，可使该高频段智能天线获得性能优越的业务、广播等合成波束。

当前，国内市场现有的智能天线产品，主要是针对国内运营商的TD-SCDMA与TD-LTE所设计，覆盖频段包含F频(1880-1920MHz)、A频(2010-2025MHz)与D频(2575-2635MHz)，尚无针对3300-3800MHz频段而设计的智能天线，本实用新型提出填补了国内相关空白。

本实用新型提出一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其性能优良，在国内尚属首创。

附图说明

图1为本实用新型天线整体正面结构示意图；

图2为本实用新型辐射单元结构示意图；

图3为本实用新型天线整体背面结构示意图；

图4为本实用新型天线结构说明示意图；

附图标记说明：

1-金属反射板；2-辐射单元；3-金属隔离墙；4-金属隔离条；5-移相器；6-校准电路板；7-同轴电缆；8-馈电网络；201-辐射金属贴片；202-接地平板；203-振子馈电片；D-阵列间距。

具体实施方式

为便于更好的理解本实用新型的目的、结构以及功能等，现结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1、图4所示，一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，包括金属反射板1、辐射单元2、金属隔离墙3、金属隔离条4、馈电网络8；辐射单元2、金属隔离墙3、金属隔离条4固定安装于金属反射板1的正面，馈电网络8分别与各辐射单元焊接相连，安装于金属反射板上1的正面与背面；

金属反射板1两侧向辐射面反方向折弯，呈倒U形结构，该结构用以抑制阵列天线后向辐射能量，改善前后比；同时两侧边形成加强筋结构，对反射板起加强作用，提高天线的整体结构性能。

如图2所示，辐射单元2是一种现有专利的低剥面宽频带贴片辐射单元，包含辐射金属贴片201、接地平板202以及由微带电路构成的振子馈电片203。辐射金属贴片201悬于接地平板202上方,两者通过振子馈电片203固定连接。辐射金属贴片201的上表面与接地平板202的下表面即为天线辐射单元的整体高度，大约为工作中心频率的1/8波长。两个振子馈电片203分别通过耦合的方式对辐射金属贴片201进行馈电，以构成两个正交的±45°极化辐射组合。

TD-LTE智能天线阵列排布为：等数量辐射单元2分别沿着四条相互平行的直线等间距排列，间距D1为3800MHz的0.8倍波长，以构成四列天线阵列，即第一阵列Array1、第二阵列Array2、第三阵列Array3、第四阵列Array4。与常规智能天线相同，相邻阵列之间的水平间距D2为天线工作中心频率的1/2波长，相邻阵列沿阵列方向错位D1/2间距。

金属隔离墙3分为L型的金属隔离墙3a与倾斜状的金属隔离墙3b两种。三条L型的金属隔离墙3a安装于相邻阵列之间，两条倾斜状的金属隔离墙3b安装于四列天线阵列的两侧，高度均高于所述辐射单元2整体高度。所述金属隔离条4设置于垂直方向上相邻的辐射单元之间，其安装高度高于辐射单元2整体高度。以上设置，可以提高智能天线的同极化与异极化隔离度，以及辐射性能的交叉极化鉴别率、扇区功率占比等指标。

辐射单元2高度为工作中心频率的1/8波长，仅仅为一般常用半波振子的一半，是一种具有降低阵列天线波束宽度的贴片辐射单元。辐射单元2的选用与特定辐射边界的设计，可使得智能天线在上述阵列排布的情况下，获得所需要的性能优良的65°水平波宽的单元波束；而单元波束性能是业务波束、广播波束等合成波束性能的重要基础。

如图3、图4所示，馈电网络8包含移相器5、校准电路板6及同轴电缆7。移相器5是一入多出的无源器件，所采用的一个移相器5实际具有两个移相系统，四个移相器PS1、PS2、PS3、PS4的各输出口通过同轴电缆7分别与第一阵列Array1、第二阵列Array2、第三阵列Array3、第四阵列Array4中的各辐射单元焊接相连，四个移相器的八个总输入口亦通过同轴电缆7与校准电路板6焊接相连，分别形成Port1、Port5、Port2、Port6、Port3、Port7、Port4、Port8等射频端口。

所述校准电路板6上包含有多个等功分威尔金森功分器与多个微带定向耦合器，从中引出的校准端口PortC对各个射频端口的幅度与相位进行校准，使它们保持一致性。

优选地，与常规的低频段的智能天线相比，所述校准电路板6采用精度更高的隔离电阻与接地电阻可以提高天线整机幅度与相位一致性的指标。

优选地，校准电路板6中的八个微带定向耦合器设置有相应的调试支节，用以智能天线所有射频端口幅度与相位一致性的指标的调试。

优选地，天线八个N型射频端口通过同轴电缆7与校准电路板6连接，此八段同轴电缆需经过仪器严格测试保持电长度一致，用以保证天线所有射频端口的幅度与相位一致性指标。

优选地，本实用新型提出的TD-LTE智能天线工作频段为3300-3800MHz。

一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，选用高度仅为工作中心频率的1/8波长的具有降低天线波束宽度的作用的低剥面宽频带贴片辐射单元。同时设计特定的金属隔离件作为辐射边界，使得该高频段天线能够在采用常规低频智能天线的阵列排布的情况下，获得性能优越的65°水平波宽的单元波束。以此为基础，采用相关措施，严格控制各个射频端口的幅度与相位的一致性，可使该高频段智能天线获得性能优越的业务、广播等合成波束。

当前，国内市场现有的智能天线产品，主要是针对国内运营商的TD-SCDMA与TD-LTE所设计，覆盖频段包含F频(1880-1920MHz)、A频(2010-2025MHz)与D频(2575-2635MHz)，尚无针对3300-3800MHz频段而设计的智能天线，本实用新型提出填补了国内相关空白。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，包括金属反射板、辐射单元、金属隔离墙、金属隔离条、馈电网络；辐射单元、金属隔离墙、金属隔离条固定安装于金属反射板上，馈电网络与辐射单元焊接相连安装于金属反射板上。

2.根据权利要求1所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，所述金属反射板两侧向辐射面反方向折弯，呈倒U形结构；

所述馈电网络与辐射单元焊接相连安装于金属反射板的正面或背面。

3.根据权利要求1所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，所述辐射单元包括辐射金属贴片、接地平板、振子馈电片；

辐射金属贴片悬于接地平板上方，两者通过振子馈电片固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，辐射金属贴片的上表面与接地平板的下表面之间间距为天线辐射单元的整体高度；

所述辐射单元的整体高度为工作中心频率的1/8波长。

5.根据权利要求3所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，两个振子馈电片分别通过耦合的方式对辐射金属贴片进行馈电，构成两个正交的±45°极化辐射组合。

6.根据权利要求1所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，天线阵列为等数量辐射单元分别沿着四条相互平行的直线，等间距排布，间距为D1；

所述D1为3800MHz的0.8倍波长；

所述阵列为第一阵列Array1、第二阵列Array2、第三阵列Array3、第四阵列Array4四列天线阵列。

7.根据权利要求6所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，所述阵列之间的水平间距为D2；

所述D2为天线工作中心频率的1/2波长；

相应地，相邻阵列沿阵列方向错位D1/2间距。

8.根据权利要求1所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，所述金属隔离墙分为L型的金属隔离墙与倾斜状的金属隔离墙，高度都高于所述辐射单元整体高度；

所述L型的金属隔离墙安装于相邻阵列之间，数量为三条；

所述倾斜状的金属隔离墙安装于四列天线阵列的两侧，数量为两条；

所述金属隔离条设置于垂直方向上相邻的辐射单元之间，安装高度高于辐射单元整体高度。

9.根据权利要求1所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，所述馈电网络包括移相器、校准电路板、同轴电缆；移相器固定安装于金属反射板背面，校准电路板固定安装于金属反射板正面，辐射单元与移相器、移相器与校准电路板都采用同轴电缆焊接相连；

相应地，所述移相器为一入多出的无源器件；

所述校准电路板包含有至少一个等功分威尔金森功分器与至少一个微带定向耦合器。

10.根据权利要求1所述的一种运用于3500MHz附近频段的TD-LTE智能天线，其特征在于，TD-LTE智能天线工作频段为3300-3800MHz。