[发明专利]一种带扼流特性的背腔5G基站天线

说明书

本发明公开了一种带扼流特性的背腔5G基站天线，包括背腔、扼流腔、同轴端口及置于背腔内的辐射基板、支架和腔内底板；辐射基板通过支架架设在腔内底板上方，支架由两块垂直交叉的支撑板组成，每块支撑板两侧面各设有馈电线和导体，辐射基板顶面设有四片金属辐射体，呈“田”字形分布，两块支撑板的导体分别与对角线上的两个金属辐射体对应相接，扼流腔包围着整个背腔外围，其作用是对背腔进行扼流，腔内底板位于背腔底部上方，形成一高台结构；腔内底板中央开有用于天线馈电的圆孔，同轴端口外导体与内腔底板相连，内导体与馈电线底部相连。本发明通过独特的扼流背腔结构，每个天线的交叉极化比更小，单元独立性更高，单元间的隔离得到有效的提升。

技术领域

本发明涉及无线通信的技术领域，尤其是指一种带扼流特性的背腔5G基站天线。

背景技术

5G技术的快速发展使得5G基站天线的数量需求量呈现爆炸式增长。5G基站天线中Massive MIMO技术和波束赋形技术都需要采用大规模阵列来实现。考虑到天线阵列时端口隔离度会变差，方向图会由于振子之间距离过近而畸变得严重。

目前，5G天线单元的设计和制作工业相对成熟。为了提高天线之间的隔离，业内主要采用的是加入挡板、隔离条的方案，或直接利用解耦表面法。但是加入挡板或者隔离条可以提升端口隔离度，但是如果继续提高隔离度，挡板就需要进一步提高，这对于方向图的影响是巨大的；利用解耦表面也可以有效的去耦，但是其结构太复杂，对于形状以及高度的敏感性太强，调节周期较长，且不适用于工业生产中，而且上述方法的共同点是先设计好天线单元，通过加载隔离措施，实现天线单元以及阵列之间的去耦。同频阵子之间如何有效的去耦是现在的重点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种带扼流特性的背腔5G基站天线，通过对于天线自身的改造，借鉴挡板法提高天线之间的隔离度，为了抵消由于挡板引起的极化隔离变差以及方向图偏移的影响，先将天线四周围上金属板，形成双极化背腔基站天线，但是由于背腔距离天线过近，背腔上感应出的电流严重影响天线的匹配以及辐射性能，参照λ/4套筒扼流的方法，再在背腔外侧加一层金属腔，对于背腔上的电流进行扼制，保证天线指标符合基站天线的指标之外，还提高了天线的独立性，使之应用在天线阵列中，在不加任何去耦措施的情况下，初始端口隔离高于传统振子天线以及振子天线之间加载挡板的情况。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种带扼流特性的背腔5G基站天线，包括背腔、扼流腔、同轴端口及置于背腔内的辐射基板、支架和腔内底板；所述辐射基板通过支架架设在腔内底板上方，所述支架由两块垂直交叉的支撑板组成，所述支撑板垂直于腔内底板和辐射基板，每块支撑板的一侧面设有馈电线，另一侧面设有导体，所述馈电线和导体相耦合，所述辐射基板的顶面设有四片金属辐射体，该四片金属辐射体呈“田”字形分布在辐射基板上，为天线实现双极化功能，两块支撑板的导体分别与对角线上的两个金属辐射体一一对应相接，即对角线上的两个金属辐射体靠近辐射基板中央的两个部分连接一块支撑板的导体，所述背腔为金属腔，所述扼流腔为尺寸比背腔大的金属腔，所述扼流腔包围着整个背腔外围，并与背腔之间保持间距，且扼流腔的高度是特定值，为扼流频率的0.25波长，其作用是对于背腔上边缘的强电流进行扼流，所述腔内底板为金属板，并位于背腔底部上方，形成一高台结构，使天线的主要辐射集中在金属辐射体上；所述腔内底板的中央开有供同轴端口穿过的圆孔，用于天线馈电，所述同轴端口的外导体与内腔底板相连，其内导体与馈电线的底部相连。

进一步，还包括外围地板，其作用是一方面参与稳定天线辐射方向图的稳定性，另一方面是进行组阵时对于天线的固定；所述外围地板为金属板，置于扼流腔外围，并与背腔和扼流腔底部相连。

进一步，所述辐射基板中央附近刻有四个大小相同并贯穿四片金属辐射体的插槽用于连接支架，即一个插槽对应一片金属辐射体；所述支架的顶部形成有一对顶部插脚，通过顶部插脚连接辐射基板，所述支撑板的导体顶部在相应插槽位置与金属辐射体完成连接，所述导体底部与腔内底板相连。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：