[实用新型]天线阵列、天线模块及其微带天线单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及移动通信基站技术领域，尤其涉及一种天线阵列、天线模块及其微带天线单元。

背景技术

面对用户对移动通信网的数据需求正呈现爆发性的增长，特别是需要实时传输大量数据的无线应用，千倍于4G LTE系统的网络容量和毫秒极低时延的大规模MIMO天线阵列系统被认为是5G最具潜力的传输技术。

在大规模天线阵列系统中，基站配置大规模天线阵列，利用空分多址技术，在同一时频资源上服务多个用户，利用天线阵列带来的巨大阵列增益和干扰抑制增益，使得地区总频谱效率和边缘用户的频谱效率得到跨越性的大幅度提升。

大规模、轻量化的天线阵列设计是5G通信技术首要解决的问题。传统基站所用的金属压铸阵子质量较大，异极化隔离度较差。而异极化隔离度差，会导致天线单元的互耦效应增强。互耦效应会显著地改变天线阵列的性能，引发极化特性及阵列增益的变化；同时将引起输入阻抗、方向图等的改变。

在传统MIMO系统中，天线的部署较为松散，天线端口的间距足够大以至于互耦效应并不明显。但是当需要应用于大规模 MIMO系统时，基站需要在固定的物理空间内装备大量的天线，从而不能保证天线端口间的隔离距离，因此隔离度较差。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种天线阵列、天线模块及其微带天线单元，该天线阵列重量较轻，高度较低，异极化隔离度和同极化隔离度较高，具有良好的性能。

为解决上述技术问题，从上到下平行间隔设置的第一介质基板、第二介质基板以及第三介质基板，所述第一介质基板一侧表面设置有第一金属层，所述第二介质基板一侧表面设置有第二金属层，所述第三介质基板一侧表面设置有金属地板、另一侧表面设置有微带馈电线路，所述微带馈电线路包括+45°极化微带馈电线路和-45°极化微带馈电线路，所述+45°极化微带馈电线路和所述-45°极化微带馈电线路分别电连接至所述第二金属层。

进一步地，所述+45°极化微带馈电线路为一分二功分器，所述一分二功分器的两路微带线的相位相差180°；所述-45°极化微带馈电线路为一分二功分器，所述一分二功分器的两路微带线的相位相差180°。

进一步地，所述第二介质基板的左对角线上设有两个馈电孔、右对角线上也设有两个馈电孔，左对角线上的所述馈电孔与+45°极化微带馈电线路通过馈电柱电连接，右对角线上的所述馈电孔与-45°极化微带馈电线路通过馈电柱电连接；其中，左对角线上的两个所述馈电孔分别作为所述+45°极化微带馈电线路的两个微带线的输出端；右对角线上的两个所述馈电孔分别作为所述-45°所述极化微带馈电线路的两个微带线的输出端。

进一步地，所述第一金属层和所述第二金属层对向设置，所述第一金属层与所述第二金属层之间通过隔离柱支撑连接。

进一步地，所述第二金属层与所述微带馈电线路背向设置。

进一步地，所述第一金属层和/或所述第二金属层是金属贴片；所述第一介质基板、所述第二介质基板和/或所述第三介质基板的介电常数范围为2.2～10.2；所述第一介质基板、所述第二介质基板和/或所述第三介质基板的厚度范围为0.508mm～1.542mm。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种天线模块，包括多个如上述任一项实施例所述的微带天线单元，各所述微带天线单元沿同一直线间隔排列。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种天线阵列，包括多个如上述任一项实施例所述的天线模块，各所述天线模块平行间隔排列。

进一步地，所述天线模块中相邻所述微带天线单元之间的间距相等，相邻所述微带天线单元之间的间距D1在0.5λ～0.75λ之间，其中λ为天线中心工作波长。

进一步地，相邻列所述天线模块之间的列间距相等，相邻列所述天线模块之间的列间距D2在0.5λ～0.75λ之间，其中λ为天线中心工作波长。

进一步地，相邻列所述天线模块之间错位设置，相间隔列所述天线模块之间对齐设置。

进一步地，相邻列所述天线模块之间的错位距离D3=D1/2。

进一步地，所述天线模块中的所述微带天线单元的数量为N个，各所述微带天线单元的+45°极化微带馈电电路的输入端通过一分N功分器电连接，各所述微带天线单元的-45°极化微带馈电电路的输入端通过一分N功分器电连接。

进一步地，每个所述天线模块中的所述微带天线单元数量为三个，多个所述天线模块按照4行8列布局组成所述天线阵列。

进一步地，所述天线阵列是大规模MIMO天线阵列。