[发明专利]一种消除耦合谐振的多频基站天线

说明书

本发明提供一种消除耦合谐振的多频基站天线，其包括反射板，以及安装于所述反射板上的相互平行且在同一辐射面的第一低频辐射阵列、第二低频辐射阵列和置于所述第一、第二低频辐射阵列之间的第一高频辐射阵列；所述第一、第二低频辐射阵列包括若干个低频辐射单元，所述第一高频辐射阵列包括若干个第一高频辐射单元；还包括平行于反射板且与所述反射板绝缘的隔离条，其沿所述第一、第二低频辐射阵列的中心轴线延伸，且位于所述第一高频辐射单元的辐射面所述第一、第二低频辐射单元的辐射面之间。本发明减少阵列间的互耦，达到提高阵列间的隔离度，减少阵列间的谐振产生的技术效果。

技术领域

本发明涉及通信基站天线领域，尤其涉及消除多频天线阵列中不同系统之间耦合谐振的多频基站天线。

背景技术

无线电系统间电磁干扰的主要传输途径是天线间的耦合。常用隔离度来定量表征这种耦合的强弱程度，它定义为一个天线发射功率与另一天线所接收功率之比，用dB来表示。

随着移动通信网络制式的增多，要求基站天线能支持多种通信制式，为了节省站址和天馈资源，减小物业协调难度，降低投资成本，能够支持多系统通信的多频天线逐渐成为运营商建网的首选。

由于站址空间资源紧张，多频基站天线的小型化、多系统、宽频化成为发展主流。多频基站天线内部器件布局越来越紧凑，辐射振子单元越来越靠近，阵列之间互耦的增强会不仅引起阵列方向图的畸变，导致影响阵列天线的波束赋形；还会引起不同阵列系统之间强烈的耦合干扰，导致系统之间隔离度变差，干扰不同信道通信。

根据天线理论技术知识可知：阵列单元平行放置，并且间距越近，耦合场越强。常规提高多频基站天线不同系统之间隔离度方法是，将相邻两列进行前后三角形错位，这样一方面避开平行放置，另一方面提高了不同阵列之间的间距。但是这种方法对波长比较长的低频段(690-960MHz)系统并没有作用，多频基站天线内部并没有太多空间拉开低频段阵列间距。在两个低频阵列系统之间加一个比振子辐射面还要高的金属板也能够减弱阵列之间辐射场的耦合，提高系统之间隔离度，但是这种方法严重影响阵列辐射方向图，导致交叉极化恶化和水平面方向图畸形。在现有技术中的解决方法有以下几种：(1)通过对高频与低频振子单元进行特殊设计来消除高频和低频之间的互耦引起的隔离度谐振干扰，但是当高频振子单元偏离最优设计尺寸时候，即高频辐射单元尺寸过大或者过小，其性能会降低。(2)在一种加载在两列低频辐射阵列之间的、具有周期性排列结构的去耦合缝隙单元，这种去耦缝隙边界仅能应用在两列辐射单元之间没有任何辐射单元，并且仅适用于工作在同频段MIMO阵列天线中。(3)一种工作在双高频加一个低频的阵列天线，其作用是为了提高波束收敛特性，阻断高频和低频阵列之间的互相耦合，从而影响低频波束收敛特性，但是不适用于工作于更多系统多频天线尤其是两个高频加上两个低频以上肩并肩阵列布局。(4)对于一种左右两列低频辐射阵列与其中间设置一高频辐射阵列肩并肩阵列布局的基站天线，或者是两个高频加上两个低频以上肩并肩阵列布局，通常会采取高频辐射阵列全绝缘的技术手段或者全不绝缘的技术手段。采用全绝缘的技术手段的技术效果是可达到消除谐振的技术效果，但不能利用高低频的耦合来提升低频辐射阵列的辐射性能，例如前后比、阵列之间隔离度；若采用全不绝缘的技术手段，其技术效果是可利用高低频的耦合来提升低频辐射阵列的辐射性能，但不能达到消除谐振的目的。

对于上述的方案(4)，一方面，由于受天线小型化设计要求，多频天线不同工作系统的辐射单元间距越来越小，耦合场也会越来越强，并且两侧低频辐射单元和中间高频辐射单元并列排列，相邻辐射单元位于最大辐射方向上，比共轴排列互阻抗值大。特别的，中间列高频辐射阵列位于两列低频辐射阵列耦合场中间，带来更严重的三个系统互相耦合，其总耦合场Z_t为高频与两个低频之间耦合场Z₂₁和低频与低频耦合场Z₂₁'的叠加。这种叠加场影响了左右列低频和中间列高频辐射性能。