[发明专利]一种倾角可电调的天线阵列

说明书

本发明公开了一种倾角可电调的天线阵列，包含至少一个具备独立的垂直面倾角调节功能的子阵列，每个子阵列包含天线辐射单元阵列、多个功分器、多个数字移相器、控制电路和功率分配网络；天线辐射单元阵列包含一列多个辐射单元，功分器的输出端连接相邻的两个辐射单元或者相邻的三个辐射单元的同一个极化；数字移相器为恒定相位偏移的多位移相器形式，包含输入端、输出端以及控制端，输入端与功分网络输出端连接，输出端与功分器的输入端相连，控制端与控制电路相连；功分网络输入端为子阵列的射频输入端口。本发明包含5G系统的多频段阵列天线，具有部件集成度高、尺寸小和装配简单等优点。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种倾角可电调的天线阵列。

背景技术

在移动通信系统中，基站天线使用移相器对垂直面的下倾角度进行调节，以优化蜂窝小区的信号覆盖效果。移相器的输入端连接阵列天线的射频输入端口，移相器的多个输出端连接阵列天线的各个辐射单元。现有技术采用专利号US6850130B1披露的指针式或者专利号CN104037475A所述的腔体结构，通过介质在传输线上的滑动来调节移相器输出端的相位，从而调节阵列单元的相位实现下倾角度的连续调节。

现有技术使用的指针式或者腔体式移相器，属于机电式结构，需要配合传动杆、马达和控制电路板等部件来实现相位的调节。该方案体积大，结构复杂，在多系统天线里面布局较困难。目前5G制式Sub-6GHz频段比4G系统频段更高，阵列单元组之间的间距更小，留给移相器布局的空间非常有限，传统的机电式结构移相器在尺寸小型化上很难突破；同时，随着频率的升高，移相器的性能一致性对腔体或者指针结构的尺寸的精度要求升高，加工难度很高，生产成本急剧升高。5G系统商用步伐越来越快，为了推动新一代移动通信技术的发展，有必要开发一种小型化、结构简单而且容易装配的移相器结构以及由其构成的包含5G系统的多系统天线。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种倾角可电调的天线阵列，使用数字移相器来实现对阵列单元的相位调节，从而实现下倾角的调节。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种倾角可电调的天线阵列，包含至少一个具备独立的垂直面倾角调节功能的子阵列，每个子阵列包含天线辐射单元阵列、多个功分器、多个数字移相器、控制电路和功率分配网络；天线辐射单元阵列包含一列多个辐射单元，功分器的输出端连接相邻的两个辐射单元或者相邻的三个辐射单元的同一个极化；数字移相器为恒定相位偏移的多位移相器形式，包含输入端、输出端以及控制端，输入端与功分网络输出端连接，输出端与功分器的输入端相连，控制端与控制电路相连；功分网络输入端为子阵列的射频输入端口。

一种倾角可电调的天线阵列，包含至少一个具备独立的垂直面倾角调节功能的子阵列，每个子阵列包含天线辐射单元阵列、多个数字移相器、控制电路和功率分配网络；天线辐射单元阵列包含一列多个辐射单元；数字移相器为恒定相位偏移的多位移相器形式，包含输入端、输出端以及控制端，输入端与功分网络输出端连接，输出端与天线辐射单元阵列相连，控制端与控制电路相连；功分网络输入端为子阵列的射频输入端口。

优选地，所述天线辐射单元阵列采用塑料材质一体化注塑再局部电镀或者使用印刷电路PCB蚀刻电镀制作。

优选地，所述辐射单元包括辐射金属片、匹配电路以及金属地；辐射金属片与金属地相互平行，匹配电路位于金属片与金属地之间。

优选地，所述数字移相器直接表贴于天线辐射单元阵列的金属地背面或者位于金属地下方的PCB电路板上，辐射金属片与匹配电路位于金属地的正面。

优选地，所述辐射单元为双极化或者单极化的天线单元。

优选地，所述数字移相器为工作在射频的模块式或者分布式移相器；所述数字移相器，其供电和控制都通过天线的射频输入端口实现，即天线阵列拥有Bias Tee功能。