[发明专利]平面宽带双极化基站天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种宽带双极化基站天线，特别涉及一种通过将辐射振子和馈电巴伦分别印制在介质板上的平面宽带双极化基站天线，可应用于移动通信基站天线领域中。

背景技术

移动通信技术给人类带来了快捷的信息沟通，同时需求的增加亦推动了移动通信技术的蓬勃发展。第一代的模拟移动通信系统逐渐淡出我们的视野，到第二代的数字移动通信系统方兴未艾，再到第三代的宽带移动通信系统全世界范围内建设，第四代移动通信技术的试验和建设也如火如荼。然而技术的演进发展并非一撮而就，旧技术与新技术往往有个融合并存期。多网移动通信系统的共存问题要求基站天线能够实现多网共用，即天线能实现宽频带工作。近年来，为了实现频率复用、收发同工、抵抗多径衰落和提高通信系统容量，±45°双极化天线的极化分集技术逐渐代替单极化天线的空间分集技术。与此同时，为了减少天线外部和内部的馈线损耗，提高系统增益与指标余量，扩大覆盖范围，增加系统可集成度，天线被希望与有源器件直接结合，如在天线接口或是天线内部加上有源器件如功率放大器等，以适用于智能天线等多单元、多阵列的天线。这就要求天线在实现宽频带、双极化的同时具有小型化、平面化等特点。

传统的宽带双极化基站天线分为交叉振子基站天线和贴片基站天线两类。为了实现双极化，贴片基站天线多采用多层介质板叠加的结构形式，使得天线损耗大且隔离度低。交叉振子基站天线包括辐射振子、馈电巴伦、反射板三部分，馈电巴伦多采用直立结构，介于反射板和辐射振子之间，起到平衡馈电和支撑辐射振子的作用。如中国专利，授权号CN103904438A名称为“一种宽带双极化基站天线”，该发明公开了一种宽带双极化天线，其结构如图1所示，该天线包括辐射振子、馈电巴伦、反射板。馈电巴伦和辐射对称振子印制在同一个介质板的两侧，通过正交放置的两个线极化辐射单元来实现双极化，通过微带缝隙耦合馈电以获取宽阻抗带宽，通过带有侧边的反射板来满足半功率波瓣宽度、前后比、交叉极化等方向图性能的要求。但由于该基站天线的辐射振子和馈电巴伦采用立体结构，导致了天线整体结构复杂，增加了天线同其他器件的集成难度，同时，天线的反射板添加侧边，使得天线重量、复杂度增加，限制了其在新一代移动通信基站天线领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有基站天线存在的缺陷，提出一种平面宽带双极化基站天线，通过采用辐射振子和馈电巴伦的平面化设计，用于解决现有基站天线结构复杂和同其他器件难以集成的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种平面宽带双极化基站天线，包括辐射振子、馈电巴伦、反射板和介质材料板；所述辐射振子1采用±45°双极化平面振子，所述馈电巴伦2采用±45°平面馈电巴伦，所述反射板3采用方形结构；在介质材料板6的上表面印制有-45°的辐射振子和+45°的馈电巴伦，在其下表面印制有+45°的辐射振子和-45°的馈电巴伦，两个辐射振子和两个馈电巴伦分别在竖直投影方向上正交；该介质材料板6通过四个支撑柱5固定在反射板3上，同轴线4的内芯和外芯分别与馈电巴伦2和辐射振子1相连。

上述平面宽带双极化基站天线，每个辐射振子1是由两个关于介质材料板6中心对称的扇形振子臂组成，该扇形振子臂的圆心处带有切角，四个扇形振子臂排列成一个空间上的圆形结构，圆心处的切角形成一个正方形区域7，相邻振子臂之间形成渐变缝隙结构。

上述的平面宽带双极化基站天线，在扇形振子臂上蚀刻有类似圆形孔12，该类似圆形孔12是由半径为R2和R3的两段圆弧线平滑连接而成，R2的取值范围为19～23mm，R3的取值范围为9～11mm；在扇形振子臂的圆弧两端设置有微带凸起11。

上述的平面宽带双极化基站天线，馈电巴伦2是由扇形微带线21、矩形微带线22和圆环微带线23连接而成；在扇形微带线21上设置有矩形缝隙24，其尺寸为L3×W，L3和W的取值范围分别为3～5mm和0.5～1.5mm；扇形的圆心角为γ,半径为R，其取值范围分别为65°～85°和5～7mm。

上述的平面宽带双极化基站天线，反射板3采用中心设有通孔的正方形金属板材，其边长为L，L的取值范围为130-150mm。

上述的平面宽带双极化基站天线，介质材料板6下表面和反射板3上表面之间的距离为H，H的范围为34～37mm。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：