[发明专利]一种基站MIMO天线单元

说明书

本发明公开了一种基站MIMO天线单元，属于天线技术领域。该天线单元包括射频接插件以及从上到下依次设置的加载层、辐射层、馈电网络层和金属地层。本发明具有结构紧凑，简单，电尺寸小的特点以及双极化辐射功能，可满足数字多波束天线对辐射单元的苛刻的技术要求。

技术领域

本发明涉及到天线技术领域，特别涉及一种局基站MIMO天线单元。

背景技术

由于通信系统商用在即，因此天线的设计得到了众多学者的关注，其中多以四端口与八端口天线居多，电尺寸较大的MIMO天线终端天线在波束赋形的基站天线系统中无法使用，应用场景为手持终端，物联网终端，四端口和八端口的的技术特点是具有较高的天线端口隔离度对称方向图，由于馈电网络复杂，占用空间较大，导致天线无法实现电小尺寸设计。

现阶段基站MIMO天线主要有以下几种形式：

1、双极化半波振子天线：该形式天线结构简单、驻波带宽大于60％，端口隔离度高，但其剖面较高，通常在0.25个波长左右，电尺寸0.8个波长，无法满足5G基站天线波束赋形对天线单元电小尺寸(0.5个波长)的要求；

2、双极化微带天线形式，为了展宽天线单元的驻波带宽、基于微带天线的形式多采用缝隙耦合的电磁结构来展宽天线的带宽，其驻波带宽为20％左右，端口隔离度满足大于25％，由于其为空气夹层结构，轮廓较高，且不容易实现有源集成设计；

3、磁耦合双极化振子天线，该形式天线采用两个正交放置的L探针，激励带有支柱的两对振子，此外形结构简单，带宽宽，端口隔离高，轮廓低，但其无法实现有源电路集成设计，电尺寸较大，无法满足5G基站天线波束赋形对天线单元电小尺寸(0.5个波长)的要求。

以上几种双极化天线单元的各有优缺点，虽个别指标特性较优，它们的共性缺陷是无法满足小型化宽频段工作的技术要求，尤其是作为宽带、超低轮廓、可有源集成的基站MIMO系统天线单元均无法满足所有技术指标要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基站MIMO天线单元，其具有小型化、带宽宽、结构紧凑、并且可作为双极化MIMO阵列天线阵列辐射单元。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基站MIMO天线单元，包括从上到下依次设置的加载层、辐射层、馈电网络层以及金属地层；所述的加载层的主体为微波介质板，微波介质板的上表面设置有排布为矩形阵列的金属加载单元，所述金属加载单元为方形环状结构；

所述辐射层的主体为第二介质板，在第二介质板的上表面设置有排布为圆周阵列的四个振子结构；每个振子结构均包括矩形结构的馈电端以及等腰梯形结构的辐射端，所述馈电端位于第二介质板上表面的中央位置，辐射端位于第二介质板上表面的边沿位置，其矩形结构的一长边和等腰梯形的上底边重合；每个馈电端上均设有馈电过孔；

所述馈电网络层的主体为第三介质板，在第三介质板的上、下表面均设有两条微带馈线，其中一条微带馈线为短微带馈线，另一条微带馈线为长微带馈线，第三介质板同一表面的两条微带馈线相互垂直；其中，上表面的短微带馈线和下表面的长微带馈线位于两相对的馈电端的馈电过孔的连线投影上，下表面的短微带馈线和上表面的长微带馈线在另一两相对的馈电端的馈电过孔的连线投影上；第三介质板上表面的两条微带馈线的外端分别连接两相邻馈电端的馈电过孔，两条微带馈线的内端分别连接在对应的射频接插件的内导体上；第三介质板下表面的两条微带馈线的外端分别连接另一两相邻馈电端的馈电过孔上，其两条微带馈线的内端通过对应的过孔连接在对应的射频接插件的外导体上；

所述金属地层的主体为第四介质板，在第四介质板的下表面设有金属敷铜，所述射频接插件的外导体均焊接在所述金属敷铜上；所述过孔连接金属敷铜和第三介质板下表面的两条微带馈线。

本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：