[实用新型]一种紧凑型微带阵列天线及辐射单元

说明书

本申请涉及天线技术领域，提供一种紧凑型微带阵列天线及辐射单元，所述紧凑型微带阵列天线包括反射板以及设置在所述反射板一侧的多个辐射单元；所述辐射单元包括上层辐射片和下层辐射片；所述上层辐射片和所述下层辐射片从外至内依次层叠在所述反射板上。在实际应用过程中，通过在所述反射板的一侧依次层叠设置所述上层辐射片和所述下层辐射片，其中所述下层辐射片至所述反射板距离更近，通过设计层叠式的辐射单元，在增加5G微基站及提升带宽的增益覆盖的前提下，保证所述辐射单元的占用空间较小，本申请实施例在微基站的体积较小的情况下，提供一种结构紧凑的微带阵列天线及辐射单元。

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种紧凑型微带阵列天线及辐射单元。

背景技术

随着通信技术的快速发展，伴随着下一代5G通信技术逐渐成熟，5G基站逐渐进入大规模建设阶段。其中，5G基站中将采用多输入多输出(MIMO)技术，进行前端天线的设计与应用，同时MIMO技术在具体场景下的波束赋形与切换更加敏捷与方便，具有较为广阔的应用空间与前景。

但是MIMO主要是针对5G宏基站而推出的技术，而运营商通信网络为了应对海量数据的接入需求，不仅需要宏基站解决广度覆盖的问题，而且还需要大量室外微基站，对宏基站的广度覆盖范围，进行深入补盲与扩容，因此微基站的的天线设计与布局，将会对整个微基站的性能产生重要的影响。

传统4G微基站主要用于解决补盲问题，对于微基站的系统容量未有较高要求，故其天线的较多的采用PIFA(Planar Inverted F-shaped Antenna，平面倒F天线)结构，此类天线主要特点为：成本较低、安装方便，但是增益较低、覆盖效果较差，而对于5G微基站的建设不仅要求解决补盲问题，而且还要求深入覆盖及系统扩容等问题，因此5G微基站中若仍然采用PIFA天线进行设计将会存在较大的局限性。

由于5G使用频段相较于4G频段扩展至更高频，从而要求5G天线的尺寸需要进行较大的缩小，以保证5G室外微基站天线中，多单元组阵设计变为可能。但是，由于微基站的体积较小，留给天线的组阵空间仍然十分有限。

目前4G宏基站中的馈电网络主要是设计成相位可调的移相器形式，该形式的移相器尺寸相对较大，需要布局在阵列天线反射板的背部、而5G所采用的MIMO阵列天线的相位采用射频后端的芯片控制，产生数字信号进行动态调节，该方法成本高且要求布局的单元数较多，因此针对5G微基站如果要求较高的增益及较强的覆盖，则更多是在辐射天线反射板正面设计馈电网络，将每个辐射单元进行连接。

例如，如图1所示，为传统天线单元与馈电网络共面设计示意图，传统阵列天线中天线辐射单元与馈电网络均处同一表面，各辐射单元相同极化由多级功分器连接在一起，如图1所示，列天线上端两个辐射单元通过第一级功分器a1连接、下端两个辐射单元由第一级功分器a2连接，然后，左列四个辐射单元通过第二级功分器b1、b2将两个第一级功分器a1、a2连接在一起；与此同时右列相同极化四个辐射单元由右列第二级功分器b3、b4连接在一起，再通过第三级功分器c1将两个第二级功分器b1、b3连接在一起，最终汇至总口Port_1，相应的该阵列另一极化通过第三级功分器c2将两个第二级功分器b3、b4连接在一起，汇至总口Port_2，形成完整的双极化阵列天线。

由图1可以看出：该阵列天线的布局不仅辐射单元占用较大空间，而且馈电网络在辐射单元四周亦产生较大范围的空间占用。

如图2所示，为具体的一种辐射单元与馈电网络共面设计的3*4阵列天线布局示意图，由图可以看出四周网络占用了一定的空间布局，同时网络距离较近、绕线较多，这些均会影响阵列天线的整体辐射性能。

在图1及图2中，馈电网络与辐射单元全部在反射板正面会导致布局占用空间较大、网络走线相对复杂、网络损耗较大、匹配空间局限，最终影响整个阵列天线的性能，更重要的是在空间极其局限的微基站中，存在较大的实践困难。

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