[发明专利]一种宽带滤波单元以及天线阵列

说明书

本发明提供一种宽带滤波单元，包括接地支撑座、馈电巴伦以及方形辐射面，所述方形辐射面的正反面均覆铜，其中，正面覆铜形状类似于四个组合在一起的正方形结构，位于对角线上的两个正方形结构构成一个极化方向的两个振子臂，每一个振子臂的中部位置均全部掏空，振子臂由多个串接在一起的LC电路组成，振子臂上还设置有多个开路滤波支节，本发明用于多频多阵列组合天线中，能够很好地避免与邻近阵列间的干扰，其特殊的多重滤波结构能够适应于各种异形阵列，有效缩小天线尺寸，提升天线交织阵列的性能，并且结构简单，安装方便，成本低廉；同时，通过调节单元辐射面上的LC电路位置和滤波支节长度，可以实现不同频段的扩展与不同频段的滤波。

技术领域

本发明涉及多频多阵列组合天线技术领域，具体涉及一种宽带滤波单元以及天线阵列。

背景技术

常规的多频多阵列组合天线为了保障各频段的性能指标，会在天线内部各阵列单独划分区域，从而导致天线尺寸大、天线运营成本高等问题。而在控制了尺寸的情况下，阵列布局十分紧凑，互耦影响非常大，从而造成了指标的严重下降。所以天线厂商在控制尺寸的同时，也要解决阵列互耦问题，而解决问题的关键在于天线振子单元的去耦技术。

多频多阵列的宽带天线去耦问题一直是行业内的重要研究领域，同样也一直是难以解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带滤波单元以及天线阵列，本发明在解决天线尺寸问题的同时，也能提供良好的辐射性能，特别在4G和5G结合布网的情况下，将该宽带滤波单元使用在双系统的天线中，能够大幅度降低天线应用成本，提升基站容量和用户体验。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种宽带滤波单元，包括接地支撑座、馈电巴伦以及含有±45°双极化方向的方形辐射面，所述方形辐射面的正反面均覆铜，其中，正面覆铜形状类似于四个组合在一起的正方形结构，位于对角线上的两个正方形结构构成一个极化方向的两个振子臂，每一个振子臂的中部位置均全部掏空，振子臂由多个串接在一起的LC电路组成，振子臂上还设置有多个开路滤波支节，方形辐射面的底部中间位置处连接有用于对方形辐射面进行馈电和起支撑作用的馈电巴伦，馈电巴伦的自由端连接至所述的接地支撑座，通过调节方形辐射面上的多个LC电路的位置和开路滤波支节的长度，可以实现对不同频段的扩展与滤波。

进一步的，方形辐射面反面的覆铜形状为方形环状结构，该方形环状结构的内部掏空，用于耦合四个振子臂的能量，从而形成电流回路来延长振子的电长度。

进一步的，所述振子臂在位于方形辐射面中间位置处的部分与馈电巴伦相连，且该部分为由三个类三角形结构依次连接并一体设置而成的角形结构，其中，位于中间的类三角形结构用于加大馈电焊盘并连接至馈电巴伦，位于两端的两个类三角形结构用于形成谐振腔，以降低振子的回波损耗。

进一步的，所述馈电巴伦采用PCB双面覆铜材料制成，其中一面设置阻抗匹配的微带线，另一面设置接地片。

进一步的，所述LC电路的数量为三个，分别为依次连接的第一LC电路、第三LC电路和第二LC电路，第一LC电路和第二LC电路的结构相同且均为半闭合的长方形结构，第三LC电路由用于连接第一LC电路和第二LC电路的边角和设置在方形辐射面的反面上的L形覆铜条耦合而成，第三LC电路分别与第一LC电路和第二LC电路间形成电容-电感连接，从而达到滤波效果。

进一步的，所述开路滤波支节的长度接近所滤频段的四分之一波长。

一种天线阵列，包括天线阵列和如权利要求1所述的宽带滤波单元，宽带滤波单元上设置的接地支撑座放置于天线阵列的反射板上，并与反射板间形成耦合接地。

进一步的，所述的天线阵列包括但不仅限于FDD天线、FDD+TDD天线和FDD+MIMO天线。