[发明专利]一种矩形赋形阵列天线

说明书

本发明提供一种矩形赋形阵列天线，包括：第一天线子阵列、第二天线子阵列、第三天线子阵列和金属反射板，第一天线子阵列、第二天线子阵列和第三天线子阵列均位于金属反射板的表面；第一天线子阵列包括一个辐射阵元，该辐射阵元位于金属反射板的中心位置；第二天线子阵列包括四个辐射阵元，第二天线子阵列以第一天线子阵列为中心按照正方形进行排列；第三天线子阵列包括四个辐射阵元，第三天线子阵列以第一天线子阵列为中心，参照第二天线子阵列所形成的正方形旋转45度按照正方形进行排列。本发明所提出的矩形赋形阵列天线，通过错位设计,减少辐射阵元之间的互耦现象，采用较少的辐射阵元，达到主波束波形在主覆盖上呈立体正方形，且在半功率角外波瓣能够快速跌落的目的。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种矩形赋形阵列天线。

背景技术

在一些人流密集的室内空间场景，如体育场、展览馆、火车站、汽车站等场景，短时间内通信数量会爆发式的增长，而能使用的频率资源又有限，因此需通过频率复用技术来提高通信容量，需要在有限的空间内进行精确小区划分，进行分区覆盖。为减少分区覆盖时的邻区干扰，所使用的天线在立体空间须有高质量的赋形特性，这既要求天线的主波束波形在主覆盖横截面方向上呈正方形，又要求天线主波束在半功率角外波瓣能够快速跌落。

目前通常采用幅度加权赋形来获得近似方形的主波束赋形天线，这种赋形方式实现主波束在半功率角外波瓣具有快速跌落的特点，但是这种赋形方式中相邻辐射阵元中心间距通常为0.5-0.8个波长，这样辐射阵元之间会出现强烈的互耦现象，馈电网络需要采用复杂的去耦设计方案，同时常规的赋形方式采用的辐射阵元较多会导致天线体积过大，使用既不美观又存在安全隐患。

发明内容

本发明提供一种矩形赋形阵列天线，用以解决现有技术中存在的缺陷。

本发明提供的矩形赋形阵列天线，包括：

第一天线子阵列、第二天线子阵列、第三天线子阵列和金属反射板，所述第一天线子阵列、所述第二天线子阵列和所述第三天线子阵列均位于所述金属反射板的表面；其中：

所述第一天线子阵列包括一个辐射阵元，所述辐射阵元位于所述金属反射板的中心位置；

所述第二天线子阵列包括四个辐射阵元，所述第二天线子阵列以所述第一天线子阵列为中心按照正方形进行排列；

所述第三天线子阵列包括四个辐射阵元，所述第三天线子阵列以所述第一天线子阵列为中心，参照所述第二天线子阵列所形成的正方形旋转45度按照正方形进行排列。

在一个实施例中，所述第一天线子阵列中的辐射阵元与所述第二天线子阵列中的所有辐射阵元的相位相同，所述第一天线子阵列中的辐射阵元与所述第三天线子阵列中的所有辐射阵元的相位相反。

在一个实施例中，以第一天线子阵列中心为坐标原点，所述第二天线子阵列中的每个辐射阵元中心和所述坐标原点在坐标横轴方向上以及坐标纵轴方向上的间距相等，为第一间距；

所述第三天线子阵列中的每个辐射阵元中心分别位于坐标横轴或坐标纵轴上，并与所述坐标原点的间距相等，为第二间距。

在一个实施例中，所述第一间距为0.5-0.8λ，所述第二间距为1.0-1.8λ其中λ为天线的中心工作频率波长。

在一个实施例中，所述第一天线子阵列中的辐射阵元具有第一激励幅度，所述第二天线子阵列中的所有辐射阵元具有第二激励幅度，所述第三天线子阵列中的所有辐射阵元具有第三激励幅度；

所述第一激励幅度、所述第二激励幅度和所述第三激励幅度依次减小。

在一个实施例中，所述辐射阵元采用偶极子、微带天线或波导天线。