[发明专利]一种加载人工磁导体结构反射板的高低频复合结构基站天线

说明书

本发明涉及一种加载人工磁导体结构反射板的高低频复合结构基站天线，属于无线通信领域。该天线包括高频天线单元、低频天线单元、介质基板Ⅰ和反射板；高频天线单元由4个两两正交的4×4的矩形微带阵列天线组成；低频天线单元由2对叶状偶极子贴片、2条交叉正交的月牙形微带馈线以及一条矩形馈线桥组成；低频天线单元通过2条正交的月牙形微带馈线与偶极子贴片耦合进行馈电；反射板中的超表面结构通过金属贴片在介质基板Ⅱ上周期性排列而成；周期性结构为在矩形金属贴片上6×6的刻蚀4个“5”型缝隙的矩形贴片阵列。本发明解决了实现了馈电方式简单、容易实现、剖面高度低、多频化、可以实现5G/4G/3G多系统覆盖的基站天线。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种加载人工磁导体结构反射板的高低频复合结构基站天线。

背景技术

随着移动通信系统的快速发展，蜂窝无线网络中同时存在多种通信标准。在5G(第五代移动通信系统)已经商用但还不成熟而4G仍然是主要的通信制式的情况下，多制式系统共站址共存成为了未来必须解决的问题。同时，目前移动通信系统的基站天面资源稀缺，且很多居民地带基站林立也导致了对电磁辐射畏惧的居民排斥新的基站天线建设。所以目前基站天线的发展方向主要有以下几个方面：①多频带；②小型化；③宽频化。

目前主要的双频带双极化基站天线可以实现5G/4G/3G多系统覆盖，同时双极化可以实现极化分集，减少多径衰落和干扰，提高通信系统的信道容量。2017年工信部发布了24.75GHz-27.5GHz频段作为我国5G技术研发试验的毫米波频段。同时覆盖3G，4G和5G毫米波频段的多频双极化天线在5G移动通信系统中具有巨大的应用前景。

现有的基站天线主要采用以下技术：(1)高/低频天线单元采用组合的形式，如高低频单元“肩并肩”嵌套排列和在碗状低频单元中心共轴嵌套高频单元等形式，实现双频双极化；(2)通过加载谐振器或寄生枝节与原有的馈电枝节之间进行耦合，引入新的谐振模式，实现天线的多频化；(3)加载短路墙或探针使得天线可以在四分之一波长处谐振，从而减小了天线尺寸达到小型化的效果；(4)采用曲流技术将天线辐射振子进行弯折或者是在振子上开槽，在电尺寸不变的情况下增加电流路径，减小天线尺寸实现了天线的小型化。

但是，现有技术存在以下缺点：现有的基站天线采用加载谐振器或者是寄生枝节来引入新的谐振模式拓宽频带会导致方向图带宽问题；高低频单元的“肩并肩”排布和共轴嵌套会存在高低频互耦导致隔离度较低且方向图不对称等问题；加载短路墙或者是短路探针会降低天线的效率和增益特性；增加介质基板介电常数通常也可以在谐振频率不变的情况下减小天线的尺寸，但过大的介电常数会损耗大量能量，造成天线的增益不高以及发射的信号出现时域波形失真等问题；通过曲流技术实现天线的小型化会增加天线辐射体部分的横向尺寸，辐射体结构不对称也会导致交叉极化过大从而造成天线的方向性恶化。

因此，目前亟需一种馈电方式简单、容易实现、剖面高度低、多频化、可以实现5G/4G/3G多系统覆盖，适应当前第五代移动通信系统的高低频复合结构基站天线。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加载人工磁导体结构反射板的高低频复合结构基站天线，满足第五代移动通信业务更严格的性能需求，在有限的空间内部署性能优良且覆盖更多频段以至于满足多制式的通信系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加载人工磁导体结构反射板的高低频复合结构基站天线，包括高频天线单元、低频天线单元和介质基板Ⅰ；

所述高频天线单元由4个两两正交的4×4的矩形微带阵列天线1组成，设置在介质基板Ⅰ上表面；

所述低频天线单元由2对叶状偶极子贴片3、2条交叉正交的月牙形微带馈线2以及一条矩形馈电桥组成，其中月牙形微带馈线设置在介质基板Ⅰ上表面，叶状偶极子贴片和矩形馈电桥设置在介质基板Ⅰ下表面；低频天线单元通过2条正交的月牙形微带馈线与叶状偶极子贴片耦合进行馈电；