[发明专利]一种双极化矩形赋形场馆稀疏阵列天线

说明书

一种双极化矩形赋形场馆稀疏阵列天线，涉及微波天线技术领域；辐射阵面和馈电网络；其中，辐射阵面包括n个辐射子阵；馈电网络包括n个水平功分网络和1个垂直功分网络；n个辐射子阵竖直排列；每个辐射子阵均与对应的1个水平功分网络的输出端口连通；且n个水平功分网络的输入端口均与垂直功分网络的输出端口连通；垂直功分网络的输入端口与外部合路器连通；n为大于等于3的正整数；本发明提供一种在保证3dB～20dB的跌落电平覆盖角度不大于20°，全空间副瓣电平不大于25dB前提下，天线阵元数目尽量少，天线的馈电网络设计实现模块化设计，设计复杂度简单，从而降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种微波天线技术领域，特别是一种双极化矩形赋形场馆稀疏阵列天线。

背景技术

目前为了解决大型场馆、演艺中心的移动通信数据流量爆发式增长的问题，通常的解决途径多为规划较多的扇区进行分区覆盖。在实际应用中，多采用单一主瓣，3dB波束宽度在45°～50°范围内，3dB到20dB的跌落电平覆盖角度不大于20°，全空间副瓣电平不大于20dB的方向图的覆盖区域为矩形的阵列天线进行多扇区覆盖，在在需要分区数量较多时可以有效消除相邻复用蜂窝区的覆盖重叠或盲区，使扇区间的边界清晰，从而有效提高通信质量。

目前现有技术来实现场馆赋形阵列天线仍有不足及需要改进的地方，例如：张涛等人申请的《矩形赋形天线阵列》国家发明专利(专利申请号：201510936949.7)，采用了共计21辐射单元，配置了4圈圆环阵，对每一圈的子阵单独激励不同的幅度相位来实现特定的方向图赋形效果。该发明实现了在高段频率(2.3GHz～2.7GHz)的副瓣电平不大于17dB，3dB到20dB的跌落电平覆盖角度不大于20°，但是在高段频率上相对带宽较小，利用该技术在实现低段频率(1.71GHz～2.17GHz)上效果会更差一些，同时该技术阵列的阵元数目较多，副瓣电平效果较差，实现阵列馈电网络均较复杂。

徐明明等人申请的《一种半功率角外波瓣快速跌落的矩形波束赋形天线》国家发明专利，(专利申请号：201710322793.2)，该赋形天线共采用16个阵元进行稀疏分布，配置了三圈的圆环稀疏阵列，对每一圈的子阵单独激励不同的幅度相位来实现特定的方向图赋形效果。该发明存在的问题为：1、该专利仅给出了高段频率(2.3GHz～2.7GHz)设计结果，未能给出低段频率(1.71GHz～2.17GHz)设计结果，而低段频率相对带宽更宽，虽然在高段频率上能实现了3dB到20dB的跌落电平覆盖角度不大于18.5°，旁瓣电平抑制优于20dB，然而，利用该技术在低段频率也仅能实现3dB到20dB的跌落电平覆盖角度不大于20°；2、该发明实现的矩形赋形效果较差，等高线的矩形的四边形中间部位会出现内陷；3、该发明需要设计1分16的馈电网络，直接1分16的馈电网络不仅效果较差，而且实现的效果并不很好，这都直接会影响整个阵列天线的性能。

吴泽海等人申请的《一种宽频阵列天线》国家发明专利(专利申请号：201510705631.8)，利用5×5共计25单元实现了3dB～20dB的跌落电平覆盖角度不大于25°，旁瓣电平抑制优于20dB。利用该发明专利存在的问题是：1、阵元数目较多，制造成本上略高；2、3dB～20dB的跌落电平覆盖角度较大，在分区覆盖的时候边界质量差，通信质量会恶化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种双极化矩形赋形场馆稀疏阵列天线，保证3dB～20dB的跌落电平覆盖角度不大于20°，全空间副瓣电平不大于25dB前提下，天线阵元数目尽量少，天线的馈电网络设计实现模块化设计，设计复杂度简单，从而降低生产成本。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种双极化矩形赋形场馆稀疏阵列天线，包括辐射阵面和馈电网络；其中，辐射阵面包括n个辐射子阵；馈电网络包括n个水平功分网络和1个垂直功分网络；每个辐射子阵均与对应的1个水平功分网络的输出端口连通；且n个水平功分网络的输入端口均与垂直功分网络的输出端口连通；垂直功分网络的输入端口与外部合路器连通；n为大于等于3的正整数。