[实用新型]一种小口径窄波束的基站天线

说明书

本实用新型公开了一种小口径窄波束的基站天线，包括至少一个天线单元，每个天线单元包括辐射体和馈电结构，辐射体包括水平辐射部和竖直辐射部，水平辐射部包括交叉极化的四个折合振子，竖直辐射部包括垂直于水平辐射部的四组弯折臂，弯折臂与折合振子的端部连接，竖直辐射部和馈电结构分别位于水平辐射部的两面。通过在构成水平辐射部的折合振子的末端加载垂直向上的竖直弯折臂，实现天线口径缩小和波束宽度的下降，由于竖直弯折部向上弯折，实现能量的汇聚和波束的收敛。

技术领域

本实用新型属于无线通信领域，涉及一种小口径窄波束的基站天线。

背景技术

在移动通信发展的过程中，用户数量的日益增长与天面资源匮乏的矛盾始终存在，尤其在Missive MIMO技术的应用中。为了实现更加全面的信号覆盖面积，保证更多人身处于良好的通信环境中，基站的密集度不断增加，可用的站址空间越发紧张。为了消除这种由于基站过于密集引起的负面干扰，通常选择具有良好的定向辐射特性的基站天线。实现天线定向辐射的传统方法是将金属反射板直接放置在天线的正下方，抑制天线的后向辐射并利用产生的反射波束提高天线的增益。随着移动通信技术的飞速发展，通信系统愈发趋向于集成化，因此电子设备被要求具有更小的空间尺寸、更宽的信号带宽、更多的功能。此外，通讯设备越来越多、传输环境越来越复杂，不同频段、不同天线之间的耦合愈发严重的发展现状对基站天线也提出新的要求。目前，基站天线的研究重点和主要突破点在于基站天线的小型化、多极化、宽带、多频段、低耦合、多功能、集成一体化等方向。

小型化是双极化基站天线设计中非常关键的原则，具有降低成本，方便安装维护、节约制作成本与节约愈发稀少的站址等重要意义。特别是对于后 4G采用的1710GHz-2200GHz频带的32R/T Missive MIMO基站天线，辐射单元的间距明显变小时会造成单元之间互耦强烈，并且由于天线之间的互耦会使得天线的半功率波束宽度往往较宽，此时减小单元尺寸、收窄天线的波束宽度成为技术突破的关键。而且随着一体化基站天线的发展，需要将天线在限定的空间下与射频模块集成，小型化基站天线若体积能够减小50％以上，则对于同样的空间，可以实现多个阵列的布局，且能量进行有效的辐射。如何设计出口径小、波宽收窄的基站天线是目前所要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种缓解天面资源紧张环境下的口径小、波宽收窄的基站天线，口径小可以使得架在室外高处时，有效降低风阻，收窄波宽可以进一步的汇聚能量提高方向性，并对组阵后的天线端口耦合有一定的减弱优势。

本实用新型的技术方案是：一种小口径窄波束的基站天线，所述基站天线包括至少一个天线单元，所述天线单元包括辐射体和连接在所述辐射体上的馈电结构，所述辐射体包括水平辐射部和竖直辐射部；所述水平辐射部的外部轮廓呈正方形，包括交叉极化的四个折合振子、四个共面传输线和四个交叉金属带，每个所述折合振子包括两个驱动臂和一个辐射臂，每个所述折合振子的驱动臂和辐射臂之间设有间隙，所述辐射臂的两端分别与两个所述驱动臂的外侧两端连接，每个所述折合振子的驱动臂的内侧两端垂直连接各自对应的所述共面传输线，四个所述交叉金属带设置在正方形的所述水平辐射部的对角线位置；所述竖直辐射部包括垂直于所述水平辐射部的四组弯折臂，每组所述弯折臂包括对称设置的两个弓形弯折臂，每组所述弯折臂中的两个所述弓形弯折臂的底部连接在对应的所述折合振子的辐射臂的两端；所述竖直辐射部与所述馈电结构分别位于所述水平辐射部的两面。

通过在构成水平辐射部的折合振子的末端加载垂直向上的竖直弯折臂，实现天线口径缩小和波束宽度的下降，相比于不加弯折臂的天线单元，本申请中的天线单元可以将天线口径缩小到0.25λ×0.25λ×0.3λ(λ取中心频点2GHz)，并且由于竖直弯折部向上弯折，实现能量的汇聚和波束的收敛，使得带宽内增益约为8dB±2dB，平均波束宽度约70±2°；交叉金属带的设置多引入一条谐振路径，从而可以改善匹配。