[发明专利]同时覆盖3G、4G频段的紧凑滤波型双极化阵列天线

说明书

本发明公开同时覆盖3G、4G频段的紧凑滤波型双极化阵列天线。本发明通过利用添加金属通孔或探针来形成低散射结构从而来降低各个天线单元间的散射影响；低散射设计结构在减小异频单元互耦导致的方向图畸变的问题同时可以较好的抑制单元间的耦合效应。本发明通过相互垂直的开槽或缝隙来实现各个频段单元的宽带化设计，并且通过设计辐射零点来有效抑制各个单元在带外的谐振模式，实现各自较好的带外抑制和滤波功能，这可以进一步抑制不同频率天线单元间的互耦问题。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种同时覆盖3G、4G频段的紧凑滤波型双极化阵列天线。

背景技术

基站天线单元的数量越来越多并且需要同时兼容更多的频段，这导致了天线的规模越来越大。在同一个基站铁塔上需要同时安装3G、4G等诸多频段的天线以满足不同通信运营商的不同频段的需要。因此天线的频段越来越多从而导致铁塔上的空间资源日趋紧张。但由于天线间存在的强电磁耦合，以及不同频段天线不同的安装时间等原因，不同频段的天线只能分开建造，这样既不利于天线安装，也会大大增加了建设成本，同时由于电磁干扰也会降低天线的辐射性能。

为了满足减少铁塔上天线数量的同时还可以覆盖不同频段的需求，目前普遍的方案是采用能够同时覆盖多个频段的阵列天线即将多个频段的天线并列排放，这种方案会导致阵列天线的尺寸过大以及相邻的天线元件之间存在的较强的电磁耦合还会影响天线辐射性能。对此，传统方案是采用诸如双工器或去耦寄生元件等额外的组件来降低这种天线间的电磁耦合。然而这些额外的去耦组件将不可避免地增加设计复杂度，并导致额外的插入损耗。另外并列排放的天线将面临严重的异频互扰，这将会导致出现天线间隔离度恶化、方向图畸变等问题。

因此，在有限的基站铁塔空间资源的情况下，能够设计出可以同时覆盖3G/4G各个频段且天线性能大致不变的紧凑型基站天线，是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对基站铁塔上空间资源不足以同时覆盖如今出现的多个频段的需求、各频段之间存在的较大的耦合效应所导致的方向图畸变的问题，提出一种同时覆盖3G、4G频段的紧凑滤波型双极化阵列天线，通过在天线带外构建非辐射谐振模式或在辐射体上引入寄生结构的方法，在带外产生辐射零点进而抑制天线的耦合效应。不仅不需要额外的去耦器件、减小了系统的体积和重量使天线更加紧凑，而且系统的匹配也可以更容易的控制。本发明还通过利用添加金属通孔或探针的方法使方向图畸变的问题得到了很好的解决。

本发明采用的技术方案如下：

一种同时覆盖3G、4G频段的紧凑滤波型双极化阵列天线，包括多个3G频段天线单元(01)、多个4G频段天线单元(02)。

作为优选，每个3G频段天线单元(01)的四周设置四个4G频段天线单元(02)。更为优选，每个3G频段天线单元(01)的四周设置四个中心对称的4G频段天线单元(02)。

最为优选，相邻3G频段天线单元(01)可以共用4G频段天线单元(02)。

4G频段天线单元(02)与3G频段天线单元(01)之间的距离与具体频率有关。

所述3G频段天线单元(01)包括介质基板(011)、馈电贴片(013)、第一辐射贴片(012)、第一馈电网络(015)。其中介质基板(011)包括第一顶层介质基板(0111)、第一中间介质基板(0112)、第一底层介质基板(0113)。第一顶层介质基板(0111)的上方设置第一辐射贴片(012)。第一顶层介质基板(0111)与第一中间介质基板(0112)之间设置馈电贴片(013)。馈电贴片(013)贴于第一中间介质基板(0112)的上方。第一中间介质基板(0112)与第一底层介质基板(0113)之间设置第一馈电网络(015)。

作为优选，所述第一辐射贴片(012)是长度为一定值的矩形金属贴片。