[发明专利]一种微基站天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝移动通信天线设备与技术，特别是涉及一种微基站天线。

背景技术

宏蜂窝天线增益高、架高高、覆盖区域大、服务用户多，具有较好的性价比。依赖部署于广阔地理区域的众多宏站，整个国土范围已实现信号连续覆盖。然而，宏蜂窝难以做到局部精确覆盖和高速数据传输。前者只能靠小或微基站来补盲或增强覆盖，后者将在5G mMIMO时代得以解决。再者，宏基站尺寸大、选址困难、成本较高。相比之下，微基站（Small Cell）则有尺寸小、剖面低、易安装、隐蔽性强、低成本等优势，特别适合用户密集的局域高速数据业务。这类微站天线普遍具有中等增益（8-14dBi）、宽波束（水平波宽65^o、90^o或以上）、双极化（±45°或H/V）、MIMO化等特点，以覆盖较大区域、服务较多用户，从而获得良好覆盖效果和较佳经济性。另外，还具备小尺寸、低剖面、低成本、易量产等优点。

由于低剖面、平面化的要求，常规交叉振子方案并不适合微基站。目前，微基站天线的主流类型为微带天线及其变种，如PIFA天线。众所周知，微带天线具有低剖面、平面化、适合频率宽、易与电路集成、低成本、高精度等优势，是20世纪发明的重要天线类型，已在移动通信、卫星导航、雷达遥感、航空航天等领域获得了广泛应用。然而，微带天线存在带宽较窄、增益偏低、交叉极化比（XPD，Cross Polarization Ratio）较差的缺点。然而，上述问题的解决将变得极具挑战性。

发明内容

本发明解决的技术问题：

提供一种微基站天线，解决现有微带天线存在带宽较窄、增益偏低、交叉极化比（XPD，Cross Polarization Ratio）较差的缺点。

本发明采用以下技术方案：

一种微基站天线，包括微带贴片以及给所述微带贴片馈电的馈电网络，所述至少两个微带贴片以阵元共轴或共面排列的方式形成贴片阵列；每一微带贴片的两条对称线的末端分别开设一个箭头形槽。

所述微带贴片为金属薄片；所述箭头形槽为带弧尾的箭头形槽，槽沿两条对称线方向设置，箭头的头朝外、弧尾在内部。

所述微带贴片几何形状为圆对称；所述两条对称线为所述圆对称图形的对角线，所述箭头形槽分别设置于四角处；箭头长（0.05~0.09）×λ_C，其中λ_C为中心波长；箭头头部张角为90°，头部直角边长为（0.035~0.085）×λ_C，头部底边的弧形边长角度为90°；其弧形尾部（弧尾）弧度为0~90°。

馈电网络的每路极化均为N级的两路功分，其中N≥1；贴片阵列采用双侧对称单馈点；所述馈电网络对应包括两路极化微带馈电支路；相邻贴片的同极化馈点对称分布于贴片中心线或对角线两侧；两微带馈电支路的长度相差半个导波波长。

各贴片的±45°对角线或水平/垂直中心线上设置四个馈电点作为两路极化的馈电点，一路极化的馈电点位于+45°对角线或水平中心线上，关于贴片中心对称，用作+45°极化或H极化的馈电点；另一路极化的馈电点位于-45°对角线或垂直中心线上，关于贴片中心对称，用作-45°极化或V极化的馈电点；各贴片中心开设一固定用的圆孔。

每一路馈电的末端有金属焊盘，焊盘上有馈电柱与馈电点连接，实现对阵列的双侧对称单点馈电；馈电网络的两支路相差0.5×λ_g，其中λ_g为导播波长；每一路馈电的起始端焊接同轴电缆或接头；贴片的馈电点通过金属探针连接下方的馈电网络中的焊盘。

馈电网络包含多节长宽不等的阻抗变换段，其中首节阻抗变换段连接馈电电缆或接头，末节阻抗变换段的焊盘连接馈电探针；网络走线方向与阵列平行或正交；馈点处两极化馈线的最短距离不小于0.08×λ_C，其中λ_C为中心波长。

所述首节阻抗变换段及其连接阻抗变换段长度为（1/4）λ_c，其中λ_C为中心波长；末端阻抗变换段长度大于（1/4）λ_c。