[实用新型]一种集成天线单元及多阵列天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通讯，尤其涉及一种集成天线单元及多阵列天线。

背景技术

常规天线系统受到以下挑战：

高层建筑覆盖率：有限的定向天线(在方位/仰角平面内)导致在高阶分区方面的局限性。

宏站和上行覆盖能力和容量限制：对于给定的分配时频，由于只有小量的现有天线能够定向方位窄波束而使小区间和小区内的干扰有效地调零，因此在不同用户的复用过程中仍然存在挑战。此外，随着业务扩张，难以获取UL：DL=1：3的新站点。

楼内高容量的发展：即使是声称的SU-MIMO，也因为使用者设备的有限尺寸而并未得到充分使用。此外，楼内系统的成本更高，其WLAN性能也很差。

最近发展大规模MIMO天线以解决上述挑战和发展4.5G或更高级别的关键技术。具有垂直波束调整的智能同位或共形天线阵列能提高频谱效率。总之，标准的3D MIMO正在努力推动，原型与网络部署试点。从长远来看，高频率的波束形成和硬件进展将被考虑。

在传统的大规模MIMO天线中，通常在天线背面使用背腔滤波器，其输出端数量与天线端口的数目相同。且滤波器的输入端连接到多个发射/接收电路（Transmitting/Receiving circuits）（自RRU）。除了昂贵的开发和实施资源，还导致诸如重量、尺寸和集成灵活性等，因为不同的硬件进行集成之前必须分别设计。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种集成天线单元，其具有低频辐射（切断更高的频率）且具有改进的端口间隔离度。

本实用新型的另一目的是提供一种多阵列天线，该阵列天线的带通滤波器不需要低通滤波，从而改善传统带通设计的复杂性且提高成本效应。

为达到上述主要目的，本实用新型的实施例提供一种集成天线单元，包括：两个辐射元件和一个将两个辐射元件支撑其上的集成滤波装置。各集成滤波装置包括两个带通滤波器和PCB，PCB用作两个带通滤波器的滤波器盖而盖设于两个滤波器的顶端。两个辐射元件从PCB的顶面向上延伸。

进一步地，两个双向功分网络设置于PCB的顶面。每一辐射元件包括一辐射面以及辐射面下方的巴伦。每一带通滤波器有一个输入端和一个输出端。带通滤波器的每一输出端相应地连接于双向功分网络的一输入端。

每一辐射元件是双极化，一个单极对应一种极化。 每个单极包括两个辐射臂和一个巴伦。双极化有两个相互交叉的巴伦以及四个臂，四个臂设计为其上具有辐射面的辐射板。两个辐射元件的同一极化通过所述两个双向功分网络而连接起来。

每一巴伦包括一个基板、在基板一个面上印刷的主馈线、以及在基板另一面上印刷的辅助馈线。主馈线用作来自给定源的信号输入的馈送和传送点，辅助馈线作为主馈线的接地支撑。双向功分网络的两个输出分别将具有同一极化的两个辐射元件的主馈线连接起来。

主馈线内形成一个主槽；主馈线内进一步地形成一个与所述主槽相邻的副槽；主槽和副槽的组合有低频截止。

主馈线从巴伦底端延伸到顶端从而连接辐射板；主槽和/或副槽形状为正方形、长方形或圆形。副槽位于主槽上方。

沿辅助馈线蚀刻至少一个第三槽，第三槽用作改进谐振特性以及两个极化之间的隔离。

有两个第三槽沿辅助馈线并排蚀刻。

PCB用作两个辐射元件的反射板，因此不需要额外的反射器，从而降低集成天线单元的重量并使其节省成本。

两个平行的反射壁在两个带通滤波器的边缘延伸以支撑所述滤波器的腔体且控制波束宽度。

两个反射壁控制辐射元件产生的方位波束为3dB。

用作滤波器盖的PCB，其形状配合所述两个带通滤波器的顶端，且覆盖于所述两个带通滤波器的顶端；PCB固定在两个带通滤波器的顶端。

每一带通滤波器包括一个滤波器外壳，带通滤波器的输出端设置在滤波器的顶端表面上，带通滤波器的输入端设置在滤波器外壳的底端表面上；两个带通滤波器的两输入端连接到一组发射器/接收器单元。

为获得本实用新型的目的，本实用新型的实施例提供一种多阵列天线，包括多个集成天线单元阵列。多阵列天线包括多列辐射元件以及集成在所述集成天线单元的多个PCB上的多个带通滤波器；每一个PCB用作一个滤波器盖且覆盖在同一集成天线单元的两个的滤波器顶端。

一种多阵列天线由多个集成天线单元构成，其中带通滤波器的输入端可以连接到射频单元；从而获得多阵列有源天线。