[发明专利]一种LTE频段多天线阵列增益补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LTE频段多天线阵列增益补偿方法，此方法可以被广泛应用于移动通信基站天线这一领域。

背景技术

天线增益是用来衡量天线朝某一特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大接收信号电平的富余量。表征天线增益的参数有dBd和dBi，dBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称振子天线的增益，dBi = dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。

一般来说，提高基站天线增益的方法有：

（1）保持基站天线水平面波瓣宽度不变的同时，通过减小垂直面辐射的波瓣宽度来提高天线增益。具体有，按照确定的阵列间距，增加参与辐射的对称振子数量来提高增益。如将两个半波对称振子增加为4个，乃至8个。对支持1710-2690MHz频段的基站天线，4个半波对称振子排成一个垂直放置的直线阵时，一侧再加有一个反射板就构成四元式直线阵，也就是最常规的板状天线，其增益约14一17dBi，其长度在1.2m左右。同样的八元式直线阵，即加长型板状天线，其增益16一19dBi，其长度也要增加许多，为常规板状天线的1倍，达2.4m左右；或者，保持天线阵列的振子数目不变，在不出现栅瓣的前提下，尽可能的增大振子与振子之间的距离来提高天线阵列的增益；或者，保持天线尺寸不变，增加振子数量的同时，适当减小振子与振子之间的距离来提高天线阵列的增益。

（2）通过增加反射板的办法提高天线增益，平面反射板放在振子的一边就构成扇形区域的覆盖天线。反射板的作用既能把功率反射到单侧方向.也能提高天线的增益。为了进一步改进性能，提高天线增益，反射板还可以做成抛物反射面，使天线的辐射像光学中的探照灯那样，把能量集中到一个小立体角内，从而获得更高的增益。

（3）设计高性能的对称振子，通过提高单个振子的增益，来提高天线阵列的增益。

对于（1）方式，若按照确定的阵列间距，通过增加参与辐射的对称振子数量来提高增益，天线的尺寸会显著增加；若是保持天线阵列的振子数目不变，通过增大振子与振子之间的距离来提高增益，则增益提高的效果不理想，而且还会出现栅瓣；若是保持天线尺寸不变，增加振子数量的同时，适当减小振子与振子之间的距离来提高天线阵列的增益，则天线的隔离度指标可能会恶化，同时由于振子数量增加，原有的馈电网络方案就必须重新设计。

对于（2）方式，在天线的振子数量确定，水平面波瓣宽度确定后，为保证前后比、交叉极化比以及隔离度、驻波比等指标达到设计目标值，反射板的形状已基本稳定在某一特定形状，对增益的贡献已无法进一步提升，即使设计多层反射板，也仅仅只能对天线的前后比、水平面波瓣宽度作小幅度的优化调整。

对于（3）方式，目前已有很多设计，单个振子带宽可以做到支持698-960MHz，或者带宽可以做到支持1710-2690MHz，但以该振子做基本辐射单元组成天线阵列后，仍然会面临某一频段内增益波度大，尤其是到高频的LTE频段，会在部分频点出现增益偏低的情况。

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LTE频段多天线阵列增益补偿方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供一种LTE频段多天线阵列增益补偿方法，主要针对LTE频段多天线阵列增益提升提供一种解决方案。

本发明所述的一种LTE频段多天线阵列增益补偿方法，具体的说，就是在不改变LTE多天线阵列原有结构（反射板、馈电网络、阵列数量、振子数量、阵列间距、振子间距、极化方式、功率分配比例）前提下，根据不同振子的功率分配比例，在阵列中不同的位置引入若干数量的引相器，以此来提高阵列天线的增益。

本发明所述的LTE频段多天线阵列，支持1710-2690MHz工作频段，包括一个以上反射板，每个反射板上安装一列天线辐射振子（对基站天线而言，一般为半波长的对称振子），振子通过设于反射板背部的馈电网络实现相互之间的电连接。安装于反射板背面的馈电网络，其作用是对每个振子进行馈电，并提供特定的功率和相位信息激励。

本发明的特征在于：根据不同天线辐射振子的功率分配比例，在阵列中不同的位置分别引入引相器，以此提高阵列天线的增益。