[发明专利]高性能小型化共轴基站天线

说明书

技术领域

本发明涉及无线技术领域，具体地，涉及高性能小型化共轴基站天线。

背景技术

基站天线的易于集成、基站空间的有效利用、复杂环境下电磁性能稳定性的实现需求是天线小型化发展的主要动力。然而，目前被广泛使用的三频天线，大都采用并排方案，即两列高频天线和一列低频天线并排排放，这样的结构设计限制了天线阵列的小型化。国内外在终端小型化多频段天线方面有很多文献，通过对现有技术检索发现如信息技术2011-12-25发表的文章：小型化基站天线带来的影响。文中介绍了一种用于三个频段的基站天线，体积为1340×380×100mm³。但对于小型化要求日益提高的基站天线设计，该天线的体积仍然过大，天线的小型化仍然是结构设计面临的重点、难点。

现代移动通信的飞速发展和广泛应用，随之而来的是人们对高性能通信质量的迫切需求，使得小型化条件下的高性能天线设计具有重大意义。针对上述需求，当前国内外业界工作者提出了很多创新结构并不断深化对其认识。其中，LUK教授在2006年提出倒Г型金属结构馈电电磁偶极子天线在业界引起了很大的反响，后续众多学者在此基础上进一步深化、创新。这一类天线普遍具有宽阻抗带宽、稳定的辐射特性等优越特性。然而，这种片状金属结构也限制了其大规模集成，在实际工作环境下的系统稳定性也难以保证。所幸的是，李勇教授在2008年研究设计了一种宽带双极化印刷振子天线并对其展现的宽带特性进行了理论研究，其将馈电网络和辐射贴片加载在单块PCB板的两层的设计方案能有效解决天线的高密度集成问题。但随之而来的是介质加载带来的增益损耗、辐射效率的显著降低。因此，小型化、高密度集成条件下设计具有良好电性能、辐射性能的天线依然是当前移动通信发展面临的挑战。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高性能小型化共轴基站天线。

根据本发明提供的高性能小型化共轴基站天线，包括：天线辐射单元，所述天线辐射单元包括：高频辐射单元和低频辐射单元；其中：

所述高频辐射单元包括：辐射贴片、馈电结构、外围金属墙；所述低频辐射单元包括：辐射体、反射板、外围金属墙。

优选地，所述高频天线单元的辐射贴片和馈电网络分别集成在单块PCB板的上下两层，两块垂直交叉的PCB板竖立在反射板上构成双极化高频天线。

优选地，所述辐射贴片是以半波振子为等效模型的两片对称放置矩形贴片。

优选地，所述馈电结构为类Г型馈电网络，即在Г型馈电网络传输段，靠近激励源一段添加匹配双枝节。

优选地，所述低频辐射单元的辐射体包括：垂直电振子组、水平磁振子，所述垂直电振子组与水平磁振子构成空间电磁耦合结构。

优选地，所述垂直电振子组包括：4个T型导电结构，其中每个T型导电结构为顶部加载水平圆柱体结构的垂直金属棒。

优选地，所述水平磁振子为八边形金属环结构。

优选地，所述水平磁振子还作为高频辐射单元的反射板。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的高性能小型化的双频共轴基站天线，基于当前对宽频带、小型化、高性能基站天线的现实需求，整体结构更加小巧，其双频带可以覆盖2G/3G/4G移动通信频段，并且在共轴小型化条件下兼有良好的辐射特性和电路特性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为共轴天线总体示意图；

图2为共轴天线低频单元示意图；

图3为共轴天线高频单元示意图；

图4为共轴天线低频电路参数随频率变化的示意图；

图5为共轴天线高频频电路参数随频率变化的示意图；

图6为共轴天线低频0.69GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图7为共轴天线低频0.8GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图8为共轴天线低频0.9GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图9为共轴天线低频0.96GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图10为共轴天线高频1.71GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图11为共轴天线高频2.17GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图12为共轴天线高频2.4GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图；

图13为共轴天线高频2.69GHz，Phi＝0/90度时的增益方向图。