CN214203989U - 一种多端口基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多端口基站天线，包括反射板、设置在反射板正面的纵向两侧的第一辐射阵列和第二辐射阵列、第一低频移相器和第二低频移相器，第一辐射阵列包括第一低频阵列，第一低频阵列包括多个沿反射板的纵向依次间隔排列的第一低频辐射单元，第二辐射阵列包括第二低频阵列，第二低频阵列包括多个沿反射板的纵向依次间隔排列的第二低频辐射单元，还包括Lange电桥，Lange电桥包括第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口，第一输入端口和第一输出端口之间通过第一耦合部连接，第二输入端口和第二输出端口之间通过第二耦合部连接。本实用新型可实现减小天线的体积和实现压缩天线的辐射方向图的水平面波宽宽度。

Description

一种多端口基站天线

【技术领域】

本实用新型涉及移动通信领域，具体涉及一种多端口基站天线。

【背景技术】

现有的多端口基站天线通常包括两个辐射阵列，每个辐射阵列包括一个低频阵列，每个低频阵列包括多个低频辐射单元，由于低频辐射单元的体积一般比较大，为避免两个辐射阵列间信号的相互干扰，两个辐射阵列之间的间距通常要达到450毫米以上，使得天线的辐射方向图的水平面波宽宽度高达90度，从而导致天线的体积比较大，天线的前后比和交叉极化等性能指标较差，无法满足天线小型化要求和性能指标等要求。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种多端口基站天线，可实现减小天线的体积和实现压缩天线的辐射方向图的水平面波宽宽度。

为达成上述目的，本实用新型所提供的技术方案是，提供一种多端口基站天线，包括反射板、设置在所述反射板正面的纵向两侧的第一辐射阵列和第二辐射阵列、第一低频移相器和第二低频移相器，所述第一辐射阵列包括第一低频阵列，所述第一低频阵列包括多个沿所述反射板的纵向依次间隔排列的第一低频辐射单元，所述第二辐射阵列包括第二低频阵列，所述第二低频阵列包括多个沿所述反射板的纵向依次间隔排列的第二低频辐射单元，还包括Lange电桥，所述Lange电桥包括第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口，所述第一输入端口和所述第一输出端口之间通过第一耦合部连接，所述第二输入端口和所述第二输出端口之间通过第二耦合部连接；所述第一低频移相器包括多个第一连接端口，所述多个第一连接端口与所述多个第一低频辐射单元一一对应，所述多个第一连接端口中，其中第一个第一连接端口与所述第一输入端口连接，所述多个第一低频辐射单元中，其中第一个第一低频辐射单元与所述第一输出端口连接，剩下的第一低频辐射单元与剩下的第一连接端口一一对应连接；所述第二低频移相器包括多个第二连接端口，所述多个第二连接端口与所述多个第二低频辐射单元一一对应，所述多个第二连接端口中，其中第一个第二连接端口与所述第二输入端口连接，所述多个第二低频辐射单元中，其中第一个第二低频辐射单元与所述第二输出端口连接，剩下的第二低频辐射单元与剩下的第二连接端口一一对应连接；所述第一个第一低频辐射单元和第一个第二低频辐射单元组成二元子阵。

作为优选的技术方案，所述第一辐射阵列还包括与所述第一低频阵列共轴的第一高频阵列，所述第一高频阵列包括多个第一高频辐射单元，所述第一高频辐射单元的数量是所述第一低频辐射单元的数量的两倍，所述多个第一低频辐射单元与其中一半的第一高频辐射单元沿所述反射板的纵向依次间隔交替排列，另外一半的第一高频辐射单元一一对应嵌套于所述多个第一低频辐射单元中。

作为优选的技术方案，所述第二辐射阵列还包括与所述第二低频阵列共轴的第二高频阵列，所述第二高频阵列包括多个第二高频辐射单元，所述第二高频辐射单元的数量是所述第二低频辐射单元的数量的两倍，所述多个第二低频辐射单元与其中一半的第二高频辐射单元沿所述反射板的纵向依次间隔交替排列，另外一半的第二高频辐射单元一一对应嵌套于所述多个第二低频辐射单元中。

作为优选的技术方案，所述Lange电桥包括微带基片以及设置到所述微带基片的微带线电路；所述微带线电路包括所述第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口、第二输出端口、第一耦合部和第二耦合部；所述第一耦合部包括第一耦合枝和第二耦合枝，所述第一耦合枝的首端与所述第一输入端口连接，所述第二耦合枝的首端与所述第一输出端口连接，所述第一耦合枝的末端和第二耦合枝的首端之间、所述第二耦合枝的末端和第一耦合枝的首端之间分别通过第一连接线跨接。

作为优选的技术方案，所述第二耦合部包括第三耦合枝、第四耦合枝和转接枝，所述转接枝的首端、末端分别连接到所述第二输入端口和第二输出端口，所述第三耦合枝的首端、第四耦合枝的首端分别连接到所述第二输入端口、第二输出端口，第三耦合枝的末端、第四耦合枝的末端分别通过第二连接线与所述转接枝跨接。

作为优选的技术方案，所述第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口、第二输出端口、第一耦合枝、第二耦合枝、第三耦合枝、第四耦合枝和转接枝设置在所述微带基片的正面，所述第一连接线、第二连接线设置在所述微带基片的背面。

作为优选的技术方案，所述第一耦合枝的首端与对应的第一连接线之间、所述第一耦合枝的末端与对应的第一连接线之间、所述第二耦合枝的首端与对应的第一连接线之间、所述第二耦合枝的末端与对应的第一连接线之间分别通过第一金属化过孔连接。

作为优选的技术方案，所述第三耦合枝的末端与对应的第二连接线之间、所述第四耦合枝的末端与对应的第二连接线之间通过第二金属化过孔连接，所述转接枝通过第三金属化过孔与两个第二连接线连接。

作为优选的技术方案，所述第一耦合枝、第二耦合枝、第三耦合枝、第四耦合枝和转接枝之间呈平行设置，所述转接枝位于所述第三耦合枝和第四耦合枝之间，所述第一耦合枝位于所述第三耦合枝和转接枝之间，所述第二耦合枝位于所述第四耦合枝和转接枝之间。

作为优选的技术方案，所述微带基片为单层双面PCB板，所述Lange电桥的电介质相对介电常数为3.0。

本实用新型通过Lange电桥可实现对二元子阵进行波束叠加以实现压缩辐射方向图的水平面波宽宽度以及实现缩小两个辐射阵列之间的间距，在一定程度上改善了天线前后比和交叉极化等性能指标，实现减小了天线的体积，降低了成本，满足了天线小型化要求和性能指标等要求。

【附图说明】

为进一步揭示本案之具体技术内容，首先请参阅附图，其中：

图1为本实用新型一实施例提供的一种多端口基站天线的结构示意图；

图2为图1所示多端口基站天线的Lange电桥的正面示意图；

图3为图2所示Lange电桥的的局部示意图；

图4为图1所示多端口基站天线的Lange电桥的背面示意图。

符号说明：

反射板10

第一辐射阵列20 第一低频辐射单元22

第一高频辐射单元24

第二辐射阵列30 第二低频辐射单元32

第二高频辐射单元34

Lange电桥50 第一输入端口52

第一输出端口54 第二输入端口56

第二输出端口58 微带基片60

第一耦合枝61 第二耦合枝62

第一连接线63 第三耦合枝64

第四耦合枝65 转接枝66

第二连接线67 第一金属化过孔681

第二金属化过孔682 第三金属化过孔683

【具体实施方式】

请参阅图1，本实施例提供一种多端口基站天线，包括反射板10、设置在反射板10正面的纵向两侧的第一辐射阵列20和第二辐射阵列30、Lange电桥50(即强耦合电桥)、第一低频移相器70和第二低频移相器80。

第一辐射阵列20包括共轴的第一低频阵列和第一高频阵列。第一低频阵列包括多个沿反射板10的纵向依次间隔排列的第一低频辐射单元22。第一高频阵列包括多个第一高频辐射单元24，第一高频辐射单元24的数量是第一低频辐射单元22的数量的两倍，多个第一低频辐射单元22与其中一半的第一高频辐射单元24沿反射板10的纵向依次间隔交替排列，另外一半的第一高频辐射单元24一一对应嵌套于多个第一低频辐射单元22中。

第二辐射阵列30包括共轴的第二低频阵列和第二高频阵列。第二低频阵列包括多个沿反射板10的纵向依次间隔排列的第二低频辐射单元32。第二高频阵列包括多个第二高频辐射单元34，第二高频辐射单元34的数量是第二低频辐射单元32的数量的两倍，多个第二低频辐射单元32与其中一半的第二高频辐射单元34沿反射板10的纵向依次间隔交替排列，另外一半的第二高频辐射单元34一一对应嵌套于多个第二低频辐射单元32中。

第一辐射阵列20和第二辐射阵列30分别包括共轴的一个低频阵列和一个高频阵列，可减小天线的体积，并可满足多频、多端口的指标要求。

Lange电桥50包括第一输入端口52、第一输出端口54、第二输入端口56和第二输出端口58。第一输入端口52和第一输出端口54之间通过第一耦合部连接，第二输入端口56和第二输出端口58之间通过第二耦合部连接。

第一低频移相器70包括多个第一连接端口72，多个第一连接端口72与多个第一低频辐射单元22一一对应。多个第一连接端口72中，其中第一个第一连接端口72与第一输入端口52连接，多个第一低频辐射单元22中，其中第一个第一低频辐射单元22与第一输出端口54连接，剩下的第一低频辐射单元22与剩下的第一连接端口72一一对应连接。进入到第一个第一连接端口72的低频信号可经第一输入端口52、第一耦合部、第一输出端口54输入到第一个第一低频辐射单元22的第一极化方向(例如+45度极化方向)的振子臂或第二极化方向(例如-45度极化方向)的振子臂，如此通过Lange电桥50可实现向第一个第一低频辐射单元22输入低频信号。进入到剩下的第一连接端口72的低频信号可直接输入到相应的第一低频辐射单元22的第一极化方向的振子臂或第二极化方向的振子臂。

第二低频移相器80包括多个第二连接端口82，多个第二连接端口82与多个第二低频辐射单元32一一对应。多个第二连接端口82中，其中第一个第二连接端口82与第二输入端口56连接，多个第二低频辐射单元32中，其中第一个第二低频辐射单元32与第二输出端口58连接，剩下的第二低频辐射单元32与剩下的第二连接端口82一一对应连接。进入到第一个第二连接端口82的低频信号可经第二输入端口56、第二耦合部、第二输出端口58输入到第一个第二低频辐射单元32的第一极化方向的振子臂或第二极化方向的振子臂，如此通过Lange电桥50可实现向第一个第二低频辐射单元32输入低频信号。进入到剩下的第二连接端口82的低频信号可直接输入到相应的第二低频辐射单元32的第一极化方向的振子臂或第二极化方向的振子臂。

第一个第一低频辐射单元22和第一个第二低频辐射单元32组成二元子阵。

本实施例中，第一低频辐射单元22、第二低频辐射单元32的数量分别为五个，第一高频辐射单元24、第二高频辐射单元34的数量分别为十个，第一连接端口72的数量与第一低频辐射单元22的数量对应，为五个，第二连接端口82的数量与第二低频辐射单元32的数量对应，为五个。可以理解地，第一低频辐射单元22、第一高频辐射单元24、第二低频辐射单元32、第二高频辐射单元34的数量可根据实际情况进行设定。

通过上述的结构，本实用新型通过在第一个第一低频辐射单元22、第一个第二低频辐射单元32和第一低频移相器70、第二低频移相器80之间设置Lange电桥50，通过Lange电桥50可实现对二元子阵进行波束叠加以实现压缩辐射方向图的水平面波宽宽度以及实现缩小两个辐射阵列之间的间距，在一定程度上改善了天线前后比和交叉极化等性能指标，实现减小了天线的体积，降低了成本；在通过Lange电桥50对二元子阵进行波束叠加时，当其中一个低频阵列例如第一低频阵列为使用通道时，另一个低频阵列例如第二低频阵列的第一个第二低频辐射单元32通过Lange电桥50输入低频信号进行激励，可与第一低频阵列的第一个第一低频辐射单元22进行波束叠加，从而可实现压缩辐射方向图的水平面波宽宽度，辐射方向图的水平面波宽宽度最低可压缩至65度。通过Lange电桥50对第一辐射阵列和第二辐射阵列之间的间距进行调整优化，可实现辐射方向图所需的水平面波宽宽度。

请参阅图2至图4，Lange电桥50包括微带基片60以及设置到微带基片60的微带线电路。微带基片60为单层双面PCB板，微带基片60的厚度为0.95-1.15毫米，优选为1.016毫米。微带基片60的背面覆铜箔并接地，铜箔的厚度为0.03-0.04毫米，优选为0.035毫米。

Lange电桥50的电介质相对介电常数为3.0。

微带线电路包括第一输入端口52、第一输出端口54、第二输入端口56、第二输出端口58、第一耦合部和第二耦合部。

第一耦合部包括第一耦合枝61和第二耦合枝62。第一耦合枝61的首端与第一输入端口52连接，第二耦合枝62的首端与第一输出端口54连接，第一耦合枝61的末端和第二耦合枝62的首端之间、第二耦合枝62的末端和第一耦合枝61的首端之间分别通过第一连接线63(见图4)跨接。

第二耦合部包括第三耦合枝64、第四耦合枝65和转接枝66。转接枝66的首端、末端分别连接到第二输入端口56和第二输出端口58，第三耦合枝64的首端、第四耦合枝65的首端分别连接到第二输入端口56、第二输出端口58，第三耦合枝64的末端、第四耦合枝65的末端分别通过第二连接线67(见图4)与转接枝66跨接。

第一输入端口52、第一输出端口54、第二输入端口56、第二输出端口58、第一耦合枝61、第二耦合枝62、第三耦合枝64、第四耦合枝65和转接枝66设置在微带基片60的正面，第一连接线63、第二连接线67设置在微带基片60的背面。

第一耦合枝61、第二耦合枝62、第三耦合枝64、第四耦合枝65和转接枝66之间呈平行设置，转接枝66位于第三耦合枝64和第四耦合枝65之间，第一耦合枝61位于第三耦合枝64和转接枝66之间，第二耦合枝62位于第四耦合枝65和转接枝66之间。

本实施例中，第一耦合枝61的首端与对应的第一连接线63之间、第一耦合枝61的末端与对应的第一连接线63之间、第二耦合枝62的首端与对应的第一连接线63之间、第二耦合枝62的末端与对应的第一连接线63之间分别通过第一金属化过孔681连接。

第三耦合枝64的末端与对应的第二连接线67之间、第四耦合枝65的末端与对应的第二连接线67之间通过第二金属化过孔682连接，转接枝66通过第三金属化过孔683与两个第二连接线67连接。

本实用新型的Lange电桥50采用单层双面PCB板和微带线电路的形式，成本低，且有很好的稳定性，便于批量焊接，适用了天线的小型化、多频化的发展趋势。

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)

1.一种多端口基站天线，包括反射板、设置在所述反射板正面的纵向两侧的第一辐射阵列和第二辐射阵列、第一低频移相器和第二低频移相器，所述第一辐射阵列包括第一低频阵列，所述第一低频阵列包括多个沿所述反射板的纵向依次间隔排列的第一低频辐射单元，所述第二辐射阵列包括第二低频阵列，所述第二低频阵列包括多个沿所述反射板的纵向依次间隔排列的第二低频辐射单元，其特征在于，

还包括Lange电桥，所述Lange电桥包括第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口，所述第一输入端口和所述第一输出端口之间通过第一耦合部连接，所述第二输入端口和所述第二输出端口之间通过第二耦合部连接；

所述第一低频移相器包括多个第一连接端口，所述多个第一连接端口与所述多个第一低频辐射单元一一对应，所述多个第一连接端口中，其中第一个第一连接端口与所述第一输入端口连接，所述多个第一低频辐射单元中，其中第一个第一低频辐射单元与所述第一输出端口连接，剩下的第一低频辐射单元与剩下的第一连接端口一一对应连接；

所述第二低频移相器包括多个第二连接端口，所述多个第二连接端口与所述多个第二低频辐射单元一一对应，所述多个第二连接端口中，其中第一个第二连接端口与所述第二输入端口连接，所述多个第二低频辐射单元中，其中第一个第二低频辐射单元与所述第二输出端口连接，剩下的第二低频辐射单元与剩下的第二连接端口一一对应连接；

所述第一个第一低频辐射单元和第一个第二低频辐射单元组成二元子阵。

2.根据权利要求1所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第一辐射阵列还包括与所述第一低频阵列共轴的第一高频阵列，所述第一高频阵列包括多个第一高频辐射单元，所述第一高频辐射单元的数量是所述第一低频辐射单元的数量的两倍，所述多个第一低频辐射单元与其中一半的第一高频辐射单元沿所述反射板的纵向依次间隔交替排列，另外一半的第一高频辐射单元一一对应嵌套于所述多个第一低频辐射单元中。

3.根据权利要求1所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第二辐射阵列还包括与所述第二低频阵列共轴的第二高频阵列，所述第二高频阵列包括多个第二高频辐射单元，所述第二高频辐射单元的数量是所述第二低频辐射单元的数量的两倍，所述多个第二低频辐射单元与其中一半的第二高频辐射单元沿所述反射板的纵向依次间隔交替排列，另外一半的第二高频辐射单元一一对应嵌套于所述多个第二低频辐射单元中。

4.根据权利要求1所述的多端口基站天线，其特征在于，所述Lange电桥包括微带基片以及设置到所述微带基片的微带线电路；所述微带线电路包括所述第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口、第二输出端口、第一耦合部和第二耦合部；所述第一耦合部包括第一耦合枝和第二耦合枝，所述第一耦合枝的首端与所述第一输入端口连接，所述第二耦合枝的首端与所述第一输出端口连接，所述第一耦合枝的末端和第二耦合枝的首端之间、所述第二耦合枝的末端和第一耦合枝的首端之间分别通过第一连接线跨接。

5.根据权利要求4所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第二耦合部包括第三耦合枝、第四耦合枝和转接枝，所述转接枝的首端、末端分别连接到所述第二输入端口和第二输出端口，所述第三耦合枝的首端、第四耦合枝的首端分别连接到所述第二输入端口、第二输出端口，第三耦合枝的末端、第四耦合枝的末端分别通过第二连接线与所述转接枝跨接。

6.根据权利要求5所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口、第二输出端口、第一耦合枝、第二耦合枝、第三耦合枝、第四耦合枝和转接枝设置在所述微带基片的正面，所述第一连接线、第二连接线设置在所述微带基片的背面。

7.根据权利要求6所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第一耦合枝的首端与对应的第一连接线之间、所述第一耦合枝的末端与对应的第一连接线之间、所述第二耦合枝的首端与对应的第一连接线之间、所述第二耦合枝的末端与对应的第一连接线之间分别通过第一金属化过孔连接。

8.根据权利要求6所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第三耦合枝的末端与对应的第二连接线之间、所述第四耦合枝的末端与对应的第二连接线之间通过第二金属化过孔连接，所述转接枝通过第三金属化过孔与两个第二连接线连接。

9.根据权利要求6所述的多端口基站天线，其特征在于，所述第一耦合枝、第二耦合枝、第三耦合枝、第四耦合枝和转接枝之间呈平行设置，所述转接枝位于所述第三耦合枝和第四耦合枝之间，所述第一耦合枝位于所述第三耦合枝和转接枝之间，所述第二耦合枝位于所述第四耦合枝和转接枝之间。

10.根据权利要求4所述的多端口基站天线，其特征在于，所述微带基片为单层双面PCB板，所述Lange电桥的电介质相对介电常数为3.0。

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