[发明专利]一种双频带并具有高隔离度的中继天线、移动通信系统

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种双频带并具有高隔离度的中继天线、移动通信系统，接收天线腔和发射天线腔垂直交叉放置在电路腔两侧，由金属框架整合。接收天线腔和发射天线腔尺寸为185mmX185mmX20mm；电路腔尺寸为166.04mmX166.04mmX11mm。本发明能够覆盖双频带并具有高隔离度的一体化中继天线，在对天线整体进行小型化的同时，实现高低两个频段的覆盖，并且收发天线之间具有相对较高的隔离度。本发明能够接收来自基站天线的通信信号，并在室内进行辐射，有效地改善包括商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛在内的各种场所的通信质量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种双频带并具有高隔离度的中继天线、移动通信系统。

背景技术

在当前的通信工程中，信号的覆盖是一项至关重要的指标，然而基站天线的架设需要相当的成本，在控制基站天线的数量的同时，还要延伸通信网络的覆盖能力，则引入中继天线作为实现手段。中继天线相比于基站天线有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话问题，优化无线通信网络。中继天线由于它的广泛应用，也不断向着小型化、多频段、宽频带的趋势发展。然而不同于接收天线和发射天线分开放置的中继天线，这种一体型中继天线的收发天线之间很容易出现互耦，从而严重的降低了信号质量。同时小型化也对频带的覆盖形成一种挑战。因此在小型化的同时延伸频带覆盖以及提高收发天线隔离度成为需要攻克的难点。

现有技术一为一种适用于3G频段从1.92到2.5GHz的中继天线，通过引入3dB衰减器和倒置的U型铝墙来提高天线隔离度。天线整体尺寸为152mmX152mmX40mm，天线在覆盖1.92到2.5GHz的同时有高于80dB的隔离度。现有技术二在之前的微带天线结构的基础上引入了超材料来提高收发天线之间的隔离度，提出设计一种单元按1X5排列的超材料结构，将其设置在收发天线之间，从而提高隔离度，同时对天线尺寸和结构不产生影响。天线整体尺寸为150mmX150mmX36.8mm，可以工作在2.3到2.5GHz频带上，加入超材料结构后可以实现频带上高于80dB的隔离度。但是有如下的几点问题：

(1)由于双频工作的天线较单频工作天线更难实现，并且在实现双频工作时会不可避免的增大天线耦合以及增加天线体积，因此以上所述天线都只能工作在移动通信的高频段的一部分，无法在低频段工作，而且第二篇文章的天线仅仅工作在wifi频段，无法实现双频工作。

(2)现有技术一采用了3dB衰减器来提高隔离度，会导致天线端口接收到的一部分能量被衰减器所消耗，势必会降低天线的辐射效率。

(3)由于超材料需要是周期性结构，结构相对复杂，并且针对低频降低耦合的情况，需要较大规模的超材料设置，会不可避免的增大整体尺寸，因此在双频应用以及在低频段实现方面面临诸多问题，实际应用中存在局限性。

现有技术三提出一类双频段的中继天线，可以覆盖824～894MHz和1850～1990MHz两个频段。通过设置移相器改变输入信号的相位，从而改变收发天线之间的相位差。通过改变移相器的角度最后可以得到高低频段上最大隔离度时对应的角度，以此提高隔离度。天线整体尺寸为200mmX150mmX150mm，收发天线均设置两部分微带天线，每部分微带天线包含一个高频辐射贴片和一个低频辐射贴片，实现高隔离度下的双频覆盖。实现了双频覆盖的中继天线设计，并且收发天线之间也有较高的隔离度。但是为了提高隔离度，该中继天线增大了收发天线之间的距离，使得收发天线的相对距离较远，从而天线整体尺寸偏大，不能很好地迎合小型化的趋势。

以上文献基本都提出了一种可行的中继天线设计，但是也都没办法同时满足中继天线所有的发展趋势。中继天线设计的难点主要体现在在实现双频和展宽频带的同时，在一定程度上会增大天线的尺寸；在对天线尺寸进行小型化的同时，在一定程度上会增大收发天线的相互耦合，影响天线的整体性能。

综上所述，现有技术存在的问题是：