[实用新型]多频阵列天线

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及移动通信领域，尤其涉及一种适用于2G、3G、4G频段范围的多频阵列天线。 

【背景技术】

目前，移动通信发展日新月异，特别是近两年4G LTE移动通信系统发展的如火如荼，与此同时移动通信运营商也加大了对2G、3G网络的优化力度，以最大化满足人们对通信系统容量和速率要求，可以讲2G、3G、4G移动通信网络将会长期共存下去。鉴于人们对电磁辐射越来越关注，因此运营商对新站点的选址建设往往遭遇站点附件居民的关注和抵制，而国内外运营商对站点的扩容、改建尤为迫切，因此对能够兼容2G、3G、4G网络频段的宽频带天线需求更为迫切。常规的2G/3G双频共用天线，低频频段820-960MHz与高频频段1710-2170MHz，低频段的中心频点波长为337mm，而高频段的中心频点波长仅为154.6mm，两者比值为2.17倍，因此现有技术通常以低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的2倍设置为最优。 

现有技术之一：1984年公开的申请人为GTE Products Corporation的美国US4434425号专利公告中给出了一种辐射单元，并提出了一种将高频辐射单元嵌套于低频辐射单元的方案如图1。进一步，2001年德国kathrein公司申请的一份美国专利US6333720B1，专利公告给出了如图2所示的移动通信多频共用基站天线。2007年申请人为京信通信系统(中国)有限公司的中国专利公开号CN101425626A也给出了一种同轴嵌套高低频组阵的阵列天线如图3。以上已公开的专利容易实现一种宽带、窄截面2G/3G同轴排布的多频共用基站天线，实现原理是基于低频辐射单元工作频段中心频点近似高频工作频段中心频点2倍关系，一般采用低频辐射单元嵌套高频辐射单元方式，同时在两个低频辐射单元之间设置一个高频辐射单元，最终，相邻两个低频辐射单元之间间距为相邻两个高频振子之间间距的2倍。 

由于现有移动通信系统所需的为宽频双频双极化阵列天线，其低频段与高频段中心频点对应波长比值已达到超过2倍频关系。例如：2G/3G/4G移动通信系统其工作频段为：低频频段790-960MHz、高频频段1700-2700MHz，则其低频段的中心频点波长为342mm，而高频段的中心频点波长仅为136.36mm，两者比值已达到2.5倍。特别是随着高频端带宽的急剧增加(带宽约为45％)，最高频点2700MHz已是低频端790MHz的3.4倍之多，因此原方案中低频辐射单元间距是高频单元间距2倍的关系已无法实现高低频阵列天线的最优辐射性能。 

现有技术之二：为解决以上双宽频带天线组阵问题，请参阅图4，公开号为CN102299398A的专利申请中，其权利要求1“一种双频双极化天线，包括反射板，以及设于反射板同侧的、分别由两个或两个以上高频振子及低频振子组成的高频振子阵列及低频振子阵列，高频振子及低频振子沿反射板轴向共轴设置，其特征在于，相邻的低频振子之间设置有两个高频振子，且每个低频振子中嵌套有一个高频振子”；另外，权利要求5“相邻两高频振子之间间距取值为10Gmm，相邻两个低频振子之间间距取值为318mm”。由权利要求1结合图1及图2可知，低频振子间距为高频振子间距的3倍，而如以上所分析一样，现有移动通信频段：高频段中心频点波长是低频段的2.5倍，显然这样的组阵设置也仅仅是改善而已，并不能够从根本上解决现有双宽频带天线组阵问题。另外，结合权利要求5可知当高频振子间距设置为10Gmm时，低频振子间距为318mm，低频单元间距约为960MHz频点波长312.5mm的1.02倍，根据阵列天线理论，很显然超过一倍波长的低频辐射单元间距对于低频阵列性能存在着严重影响，特别是在960MHz频点的垂直面电下倾过程中不可避免出现高电平的栅瓣，导致其辐射性能指标下降。 

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是要克服上述不足，提供一种多频阵列天线，寻求低频辐射单元相邻间距与高频辐射单元相邻间距之间的布局关系，以实现低频辐射单元与高频辐射单元的共轴组阵，以兼容当前2G、3G、4G移动通信网络信号的。 

本实用新型是通过如下技术方案实现的：