[发明专利]一种支持多制式的多天线阵列

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种支持多制式的多天线阵列，本发明可以被广泛应用于移动通信基站天线这一领域。

背景技术

移动通信产业的发展经历了2G到3G、3G到4G的过程，用户的需求也逐步由语音通话转向数据业务，由数据业务转向高速数据业务。在这个过程中，2G、3G以及4G必将长期共存。对于移动通信基站天线而言，多制式系统的存在要求天线可以支持多频段工作。目前，支持多频段工作的基站天线主要有两种设计方式：

（1）设计一种宽频或者超宽频的辐射单元以及一套馈电网络来实现可以同时支持多频段工作；

（2）设计多种辐射单元以及相应多套馈电网络来实现可以同时支持多频段工作。

对（1）方式而言，存在的问题在于：工程上使用支持多频段的基站天线时，常用的做法是在基站天线的信号输入或输出口处加合路器，来实现不同制式的信号分离。但这种方式容易出现信号异频干扰严重，安装出错率高的现象，最主要的局限性在于，不能对支持不同制式的信号进行独立的控制。

对（2）方式而言，存在的问题在于：在设计支持多频段的基站天线时，由于多种辐射单元以及多套馈电网络的存在，为避免不同频段的辐射单元间的相互干扰，势必要对工作于不同频段的辐射单元和馈电网络进行独立设计。尽管该方案可以实现对支持不同制式的信号进行独立控制，但天线的整体尺寸会增加，有时是从天线的长度上增加，有时是从天线的宽度上增加。最主要的问题在于，对基站天线而言，增加一套辐射单元，就会增加设计、加工、安装该辐射单元的成本支出，相应的，还会增加设计、加工、安装该辐射单元对应馈电网络的成本支出。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种支持多制式的多天线阵列。本发明能够提供可独立控制高频信号、低频信号的天线输入输出端口，并分别进行±45°双极化信号覆盖。

本发明的目的是这样实现的：

本发明所述的一种支持多制式的多天线阵列，只采用一种相同形式的辐射单元，一组馈电网络实现支持多频段工作的多天线阵列；

具体包括两个以上相同形式的辐射单元、反射板、馈电网络以及一组天线输入输出端口；辐射单元和馈电网络分别位于反射板的两个不同面；所述两个以上相同形式的辐射单元通过所述馈电网络实现相互之间的电连接，天线输入输出端口与馈电网络连接，通过一组天线输入输出端口接收或传输射频信号。

所述的馈电网络包括依次连接的集成化设计的PCB功分器、微带线形式的合路器以及一组同轴电缆形式或PCB形式的一分二功分器。

所述天线输入输出端口至少包括4个端口，其中至少包括两个低频输入输出端口、两个高频输入输出端口。

所述的集成化设计的PCB功分器是将支持+45°极化、-45°极化、高频工作、低频工作的一分三功分器设计在同一块PCB板上。

所述的辐射单元仅为一种形式的辐射单元，其支持宽频或超宽频的工作频率。

本发明的工作机理：射频信号经高频信号输入端口进入天线，通过同轴电缆进入馈电网络中集成化设计的PCB功分器，此时信号进行第一次功率及相位分配；然后，携带功率与相位分配的信号经同轴电缆进入微带形式的合路器，由于合路器存在频率选择特性，即高频信号端口对于高频信号是高通的，而对低频信号是截止的，固只有高频信号经同轴电缆进入下一级的功分器，此时射频信号进行第二次功率和相位分配；经过两次功率和相位分配的信号，通过同轴电缆进入宽频或超宽频工作的辐射单元，最终以只存在高频信号波束赋型的电磁波辐射出去。射频信号经低频信号输入端口进入天线，通过同轴电缆进入馈电网络中集成化设计的PCB功分器，此时信号进行第一次功率及相位分配；然后，携带功率与相位分配的信号经同轴电缆进入微带形式的合路器，由于合路器存在频率选择特性，即低频信号端口对于低频信号是高通的，而对高频信号是截止的，故只有低频信号经同轴电缆进入下一级的功分器，此时射频信号进行第二次功率和相位分配；经过两次功率和相位分配的射频信号，通过同轴电缆进入宽频或超宽频工作的辐射单元，最终以只存在低频信号波束赋型的电磁波辐射出去。

与现有技术相比，本发明具有下列优点和积极效果：

1、本发明在天线的输入输出端口（使用时，对高频信号和低频信号输入输出端口做明确标识以区分不同的端口）不需要再在天线输入输出端口增加外置的腔体式合路器，从源头减少工程施工可能出现的安装出错机率。