WO2018032845A1 - 多系统共体天线 - Google Patents

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王强
李明超
黄立文
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京信通信系统（中国）有限公司
天津京信通信系统有限公司
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Abstract

本发明提供一种多系统共体天线，包括反射板以及均安装于所述反射板上智能天线阵列和基站天线阵列；智能天线阵列位于所述反射板下端，其包括多个智能天线子阵列，每个智能天线子阵列由多个智能天线阵元组成；基站天线阵列包括多个第一基站天线阵元和第二基站天线阵元，并且多个第一基站天线阵元位于所述反射板的上端，第二基站天线阵元嵌入多个智能天线阵元的间隙内，且将相邻两个智能天线子阵列的多个智能天线阵元围设于其内。通过至少一个第二基站天线阵元将多个智能天线阵元围在其内，充分利用了智能天线阵列的间隙，在不增大反射板尺寸情况下增加基站天线阵元的个数，进而提高天线增益的目的，有利于天线的小型化。

Description

多系统共体天线 技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多系统共体天线。
背景技术
随着移动通信网络制式的增多，多种通信制式并存，为了优化资源配置，节省站址和天馈资源，减小物业协调难度，降低投资成本，共站共址的系统共体天线逐渐成为运营商建网的首选。
目前，运营商选用的多系统共体天线通常是在一副天线罩内把智能天线系统(1880～1920MHz，2010～2025MHz，2575～2635MHz)和基站天线系统(880～960MHz，1710～1880MHz)有效集成。常用的天线集成方式如专利CN 101465473 B所给出的设计方案(如图1所示)，该方案将智能天线阵列1和基站天线阵列2装设在反射板3上，智能天线阵列1由四列智能天线阵元10构成，基站天线阵列2由一列四个基站天线阵元20构成。智能天线阵列和基站天线阵列在图1所示的垂直方向竖直相距一段距离。该天线能够综合智能天线和传统基站天线的应用功能，实现两种天线的集成化，减少网络规划难度并降低成本。
但是，由于为平衡增益和电下倾后的上旁瓣抑制等指标，低频段辐射阵列间距选择范围一般为250mm～300mm，高频段辐射阵列间距选择范围一般为105mm～115mm，而天线罩的长度尺寸一般被限定在2m以内，所以，高频天线阵元和低频天线阵元的个数都被受到限制。当阵列天线的阵元数量被限定，其阵列天线对应的天线增益也会受到限制，从而无法在一副天线罩内实现高增益的多系统共体天线。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种在尺寸一定下增益较高的多系统共体天线。
为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种多系统共体天线，包括反射板以及均安装于所述反射板上智能天线阵列和基站天线阵列；所述智能天线阵列位于所述反射板下端，其包括多个智能天线子阵列，每个所述智能天线子阵列由多个智能天线阵元组成；所述基站天线阵列包含多个第一基站天线阵元和第二基站天线阵元，并且所述多个第一基站天线阵元位于所述反射板的上端，所述第二基站天线阵元位于反射板下端并嵌入多个所述智能天线阵元的间隙内，且将相邻两个智能天线子阵列的多个所述智能天线阵元围设于其内。
优选地，所述智能天线阵列包含四列纵向并行排布的智能天线子阵列。
优选地，相邻两个所述智能天线子阵列的多个智能天线阵元之间平行排列或者错位排列。
优选地，被第二基站天线阵元围设于其内的相邻两个智能天线子阵列的多个智能天线阵元之间一一对应平齐排列。
进一步地，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元均为低频基站天线阵元，所述基站天线阵列还包括与所述多个第一基站天线阵元设于反射板同一端的多个高频基站天线阵元，并且所述多个高频基站天线阵元与所述第一基站天线阵列纵向并行排布，或者所述多个高频基站天线阵元与所述第一基站天线阵元在一列上排布。
优选地，所述第二基站天线阵元与第一基站天线阵元的中心不在同一轴向上。
优选地，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元之间不等相馈电。
优选地，所述低频基站天线阵元工作于880-960MHz，所述高频基站天线阵元工作于1710-1880MHz，所述智能天线阵列工作于1880-1920MHz、2010-2025MHz、2575-2635MHz。
优选地，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元均为低频基站天线阵元，所述基站天线阵列还包括与所述多个第一基站天线阵元设于反射板同一端的一个或多个由多个高频基站天线阵元组成的高频基站天线阵 列，并且所述高频基站天线阵列与所述第一基站天线阵元纵向并行排布，或者所述高频基站天线阵列与所述第一基站天线阵元在一列上排布。
优选地，多个所述智能天线阵元所围成的空间与一个所述第二基站天线阵元所需的空间相近。
优选地，所述基站天线阵元的辐射结构为圆环、矩形或者多边形。
优选地，所述智能天线阵列和所述基站天线阵列与所述反射板导电连接或电容耦合连接。
优选地，所述第二基站天线阵元在靠近所述第一基站天线阵元处安装。
一种多系统共体天线，其特征在于，包括反射板以及均安装于所述反射板上智能天线阵列和基站天线阵列；
所述智能天线阵列位于所述反射板下端，其包括多个智能天线子阵列，每个所述智能天线子阵列由多个智能天线阵元组成；
所述基站天线阵列包含多个第一基站天线阵列和多个第二基站天线阵元，并且所述多个第一基站天线阵列位于所述反射板的上端，所述多个第二基站天线阵元位于反射板下端并嵌入多个所述智能天线阵元的间隙内，且将多个不相邻智能天线子阵列的多个所述智能天线阵元围设于其内。
优选地，所述第一基站天线阵列和第二基站天线阵元均为低频基站天线阵元，所述基站天线阵列还包括与所述多个第一基站天线阵列设于反射板同一端的一个或多个由多个高频基站天线阵元组成的高频基站天线阵列，并且所述高频基站天线阵列与所述第一基站天线阵列纵向并行排布，或者所述高频基站天线阵列与所述第一基站天线阵列在一列上排布。
本发明的方案具有以下优点：
1、本发明通过将工作于不同频段的智能天线阵列和基站天线阵列分别设于反射板不同的两端，并且至少一个基站天线阵列的阵元将多个智能天线阵列的阵元围设于其内，通过充分合理利用天线阵元间的间隙，在保持天线罩和反射板尺寸不变的情况下，增加一个或多个基站天线阵元，从 而提高天线的增益。
2、在本发明的多系统共体天线中，由于多个智能天线阵元所占空间大小与单个基站天线阵元所需空间大小相近，该种设计既能合理利用空间，又能保证嵌入的基站天线阵元性能与普通的基站天线阵元的性能基本一致。
3、由于本发明的智能天线阵列和基站天线阵列分别设于反射板不同的两端，仅有少数智能天线阵列的阵元被靠近智能天线阵列的基站天线阵元所包围，对于具有多个智能天线阵元的智能天线阵列来说，基站天线阵列对其影响较小，更易获取优越的性能指标。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为中国CN 101465473 B号专利公告涉及的一种多系统共体天线的结构示意图；
图2为本发明实施例一多系统共体天线的结构示意图；
图3为本发明实施例二多系统共体天线的结构示意图；
图4为本发明实施例三多系统共体天线的结构示意图；
图5为本发明实施例四多系统共体天线的结构示意图；
图6为本发明实施例五多系统共体天线的结构示意图；
图7为本发明实施例六多系统共体天线的结构示意图；
图8为本发明实施例七多系统共体天线的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似 功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
实施例一
如图2所示，本实施例提供一种多系统共体天线，包括反射板3，以及均安装于反射板3上的智能天线阵列1和基站天线阵列2。其中，智能天线阵列1、基站天线阵列2分别组成智能天线和基站天线，从而实现了工作于不同频段的不同系统(TD-LTE系统和传统蜂窝移动系统，比如GSM900MHz、CDMA800MHz)的天线共用反射板及天线罩，实现了多系统共体设计，有利于天线小型化，节省安装空间。
所述反射板3作为智能天线阵列1和基站天线阵列2的共同反射器，所述智能天线阵列1和基站天线阵列2分别与反射板3电连接，优选为导电连接或者电容耦合连接。
所述智能天线阵列1位于所述反射板3的下端，其包括四个智能天线子阵列11、12、13、14，每个智能天线子阵列由四个或四个以上智能天线阵元纵向同一轴线排列组成。本实施例中每个智能天线阵列包含9个阵元。
所述基站天线阵列2包括至少两个第一基站天线阵元21和至少一个第二基站天线阵元20，所述第一基站天线阵元21设于所述反射板3的上端，所述第二基站天线阵元20靠近所述第一基站天线阵元21设置在反射板3下端，并且至少一个所述第二基站天线阵元20嵌入智能天线阵元间的间隙内，并将两列相邻的智能天线子阵列的各两个智能天线阵元(即四个相邻的智能天线阵元)围设于其内。在本实施例中，一个所述第二基站天线阵元20将中间两列智能天线子阵列12、13的四个智能天线阵元121、122、131、132围在其内。
为此，单个第二基站天线阵元20被配置成其所需的安装空间与四个智能天线阵元共同占用的空间相近，使得一个第二基站天线阵元20可以将四个智能天线阵元围设于其内。
通过将智能天线阵列1和基站天线阵列2设在反射板3的不同端，并且至少一个第二基站天线阵元20将多个智能天线阵元围在其内，通过有 效利用智能天线阵元间的间隙，在不增加天线罩和反射板3尺寸的基础上增加基站天线阵元的个数，从而提高基站天线阵列的增益，有利于天线的小型化设计。
由于多个智能天线阵元所占空间大小与单个基站天线阵元所需空间大小相近，既能合理利用空间，又能保证嵌入智能天线阵元间隙中的基站天线阵元(即第二基站天线阵元20)性能与普通的基站天线阵元(即第一基站天线阵元21)的性能基本一致。
另外，嵌入智能天线阵列1间隙内的第二基站天线阵元20靠近第一基站天线阵元21设置，既有利于基站天线的组阵，又能保证嵌入的第二基站天线阵元20只对每个智能天线子阵列的最边沿两个或三个天线阵元产生影响，而对每个智能天线子阵列具有八个以上阵元的智能天线阵列1性能的整体影响较小。
在其他实施方式中，本领域技术人员可根据需要将第二基站天线阵元配置成可以将六个或其他数目的智能天线阵元围在其内。
优选地，中间两列智能天线子阵列12、13的智能天线阵元一一对应平行排列，而两侧的智能天线子阵列11、14与相邻一个智能天线子阵列12、13的智能天线阵元错位或平行排列。
优选地，被第二基站天线阵元20围设于其内的相邻两个智能天线子阵列的多个智能天线阵元之间一一对应平齐排列。
在本发明的多系统共体天线中，第二基站天线阵元20和第一基站天线阵元21优选为低频基站天线阵元，其辐射结构相同，均为矩形形式。
随着第二基站天线阵元20个数的增加，智能天线阵列1受到的影响也会加重，因此，本领域技术人员可根据基站天线和智能天线的增益需求，来适当设置第二基站天线阵元20的个数。换言之，在本实施例中，嵌入在智能天线阵列1的多个阵元的间隙内的第二基站天线阵元20的个数不局限于一个。
实施例二
如图3所示，本实施例提供一种多系统共体天线，其主要特点在于： 所述第二基站天线阵元22和所述第一基站天线阵元23的辐射结构采用圆环形式。其余同实施例一。
实施例三
如图4所示，本实施例提供一种多系统共体天线，其主要特点在于：基站天线采用的是多频共用天线的形式，即，基站天线阵列2还包括与第一基站天线阵元21(低频基站天线阵元)设于反射板3同一端的多个高频基站天线阵元200，并且所述高频基站天线阵元200设于所述第一基站天线阵元21的左侧。其中，所述第一基站天线阵元21、第二基站天线阵元20工作于880-960MHz，高频基站天线阵元200工作于1710-1880MHz，二者组成双频共用天线。所述智能天线阵列工作于1880-1920MHz、2010-2025MHz、2575-2635MHz。其余同实施例一。
在本实施例中，增加了高频基站天线阵元200，第一基站天线阵元21和第二基站天线阵元20的中心点不在同一轴向上。为了不影响第一基站天线阵元21和第二基站天线阵元20的组阵，将第一基站天线阵元21和第二基站天线阵元20采用不等相的馈电方式，从而弥补第一基站天线阵元21和第二基站天线阵元20空间上的错位分布。
在其他实施方式中，所述高频基站天线阵元200也可设于第一基站天线阵元21的右侧或者所述多个高频基站天线阵元200与所述第一基站天线阵元21在一列上排布。
实施例四
如图5所示，本发明实施例提供一种多系统共体天线，其主要特点在于：所述第一基站天线阵元21位于反射板3右侧，第二基站天线阵元20嵌于右边两列智能天线阵元13、14的多个阵元的间隙内。其余同实施例一。
在本实施例中，第二基站天线阵元20将四个相邻的智能天线阵元131、132、141、142嵌于其内，且四个相邻的智能天线阵元131、132、141、142平均分布在右边两列智能天线子阵列13、14中。
实施例五
如图6所示，本发明实施例提供一种多系统共体天线，其主要特点在于：所述第一基站天线阵元21位于反射板3左侧，第二基站天线阵元20嵌于左边两列智能天线子阵列11、12的多个阵元的间隙内。其余同实施例一。
在本实施例中，第二基站天线阵元20将六个相邻的智能天线阵元111、112、113、121、122、123嵌于其内，且六个相邻的智能天线阵元111、112、113、121、122、123平均分布在左边两列智能天线子阵列11、12中。
实施例六
如图7所示，本实施例提供一种多系统共体天线，其主要特点在于：基站天线采用的是多频共用天线的形式，可以同时支持双通道900MHz系统、四通道1800MHz系统和八通道FA\D系统，即基站天线阵列2包括与第一基站天线阵元21(低频基站天线阵元)设于反射板3同一端、同一轴线上的多个高频基站天线阵元201和设于第一基站天线阵元21左侧的多个高频基站天线阵元200。其中，多个高频基站阵元201构成可工作于1710-1880MHz系统的第一高频基站阵列。多个高频基站阵元200构成可工作于1710-1880MHz系统的第二高频基站阵列。设于反射板3上端的多个第一基站天线阵元21和设于反射板3下端的至少一个第二基站天线阵元20构成可工作于880-960MHz系统的第一低频基站阵列。其余同实施例三。本实施例中，所述第一基站天线阵元设置于反射板上端左侧或右侧，效果实质相同。
实施例七
如图8所示，本实施例提供一种多系统共体天线，其主要特点在于：基站天线采用的是多频共用天线的形式，可以同时支持四通道900MHz系统、四通道1800MHz系统和八通道FA\D系统，即基站天线阵列2由设 于反射板3上端左侧的多个第一基站天线阵元23和至少一个设于反射板3下端左侧的第一基站天线阵元22构成可工作于880-960MHz系统的第一低频基站阵列。由设于反射板3上端右侧的多个第一基站天线阵元21和至少一个设于反射板3下端右侧的第一基站天线阵元20构成可工作于880-960MHz系统的第二低频基站阵列。由设于与第一基站天线阵元23同一轴线的多个高频基站天线阵元200构成可工作于1710-1880MHz系统的第一高频基站天线阵列。由设于与第一基站天线阵元21同一轴线的多个高频基站天线阵元201构成可工作于1710-1880MHz系统的第二高频基站天线阵列组成，其余同实施例六。
在本实施例中，第二基站天线阵元20将两个相邻的智能天线阵元141、142嵌于其内，第二基站天线阵元22将两个相邻的智能天线阵元111、112嵌于其内，且两个相邻智能天线阵元141、142分布在智能天线子阵列14中，两个相邻智能天线阵元111、112分布在智能天线子阵列11中。
以上所有实施例中，所述第一基站天线阵元设置于反射板上端左侧或右侧，效果实质相同。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

  1. 一种多系统共体天线，其特征在于，包括反射板以及均安装于所述反射板上智能天线阵列和基站天线阵列；
    所述智能天线阵列位于所述反射板下端，其包括多个智能天线子阵列，每个所述智能天线子阵列由多个智能天线阵元组成；
    所述基站天线阵列包含多个第一基站天线阵元和多个第二基站天线阵元，并且所述多个第一基站天线阵元位于所述反射板的上端，所述第二基站天线阵元位于反射板下端并嵌入多个所述智能天线阵元的间隙内，且将相邻两个智能天线子阵列的多个所述智能天线阵元围设于其内。
  2. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，所述智能天线阵列包含四列纵向并行排布的智能天线子阵列。
  3. 根据权利要求2所述的多系统共体天线，其特征在于，相邻两个所述智能天线子阵列的多个智能天线阵元之间平行排列或者错位排列。
  4. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，被第二基站天线阵元围设于其内的相邻两个智能天线子阵列的多个智能天线阵元之间一一对应平齐排列。
  5. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元均为低频基站天线阵元，所述基站天线阵列还包括与所述多个第一基站天线阵元设于反射板同一端的多个高频基站天线阵元，并且所述多个高频基站天线阵元与所述多个第一基站天线阵元纵向并行排布，或者所述多个高频基站天线阵元与所述第一基站天线阵元在同一轴线上排布。
  6. 根据权利要求5所述的多系统共体天线，其特征在于，所述第二基站天线阵元与第一基站天线阵元的中心不在同一轴向上。
  7. 根据权利要求6所述的多系统共体天线，其特征在于，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元之间不等相馈电。
  8. 根据权利要求5所述的多系统共体天线，其特征在于，所述低频基站天线阵元工作于880-960MHz，所述高频基站天线阵元工作于 1710-1880MHz，所述智能天线阵列工作于1880-1920MHz、2010-2025MHz、2575-2635MHz。
  9. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元均为低频基站天线阵元，所述基站天线阵列还包括与所述多个第一基站天线阵元设于反射板同一端的一个或多个由多个高频基站天线阵元组成的高频基站天线阵列，并且所述高频基站天线阵列与所述多个第一基站天线阵元纵向并行排布，或者所述高频基站天线阵列与所述多个第一基站天线阵元在同一轴线上排布。
  10. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，多个所述智能天线阵元所围成的空间与一个所述第二基站天线阵元所需的空间相近。
  11. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，所述基站天线阵元的辐射结构为圆环、矩形或者多边形。
  12. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，所述智能天线阵列和所述基站天线阵列与所述反射板导电连接或电容耦合连接。
  13. 根据权利要求1所述的多系统共体天线，其特征在于，所述第二基站天线阵元在靠近所述第一基站天线阵元处安装。
  14. 一种多系统共体天线，其特征在于，包括反射板以及均安装于所述反射板上智能天线阵列和基站天线阵列；
    所述智能天线阵列位于所述反射板下端，其包括多个智能天线子阵列，每个所述智能天线子阵列由多个智能天线阵元组成；
    所述基站天线阵列包含多个基站天线子阵列，所述基站天线子阵列包括多个第一基站天线阵元和多个第二基站天线阵元，并且所述多个第一基站天线阵元位于所述反射板的上端，所述多个第二基站天线阵元位于反射板下端并嵌入多个所述智能天线阵元的间隙内，且将多个不相邻智能天线子阵列的多个所述智能天线阵元围设于其内。
  15. 根据权利要求14所述的多系统共体天线，其特征在于，所述第一基站天线阵元和第二基站天线阵元均为低频基站天线阵元，所述基站天线阵列还包括与所述多个第一基站天线阵元设于反射板同一端的一个或多 个由多个高频基站天线阵元组成的高频基站天线阵列，并且所述高频基站天线阵列与所述多个第一基站天线阵元纵向并行排布，或者所述高频基站天线阵列与所述多个第一基站天线阵元在同一轴线上排布。
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