[发明专利]用于多频带基站天线的宽带辐射元件

说明书

双极化偶极天线，其辐射部设置在双面印刷电路板上。印刷辐射部的顶面包含四个偶极臂，每个偶极臂由两个彼此呈90度的导电段组成，它们在开始处相交，并沿着两个正交轴发散，与其他偶极臂形成十字形的发射部。不同极化的偶极臂的导电段的端部通过导电线段连接，与偶极臂之间的两个正交间隙形成一个闭环。在印刷辐射单元的底面上，在偶极臂的导电段之间，有四边形金属化元件，它们与所描述的结构一起形成集成滤波器，用于辐射部中不需要的高频。偶极子的馈电部分包括两个开放式短截线巴伦，一个用于极化，位于印刷电路板上。双极化低频天线元件旨在显著减少基站天线中低频天线元件和高频天线元件之间的不需要的干扰。

技术领域

本发明涉及一种双极化天线。更具体地，本发明涉及具有紧密接近的低频带和高频带偶极子的多频带基站天线。

背景技术

随着当今手机使用量的高速增长，手机运营商需要利用手机流量的容量来保持所有网络用户的稳定。考虑到现有的对一个基站可部署的天线数量的要求，该问题的解决方案是存在一种天线，该天线可以容纳在不同频率范围内运行的多个线性辐射元件阵列，以支持多个手机运营商。此外，这种天线的宽度应该尽可能小，以便提供最小的逆风横截面积。这是对基站天线的风载荷的要求。

当今流行的双频带天线之一包括两种线阵列,它们是在690-960MHz频率范围内提供通信的低频辐射元件，以及在1700-2700MHz频率范围内提供通信的高频辐射元件。两个频段的这些线性行并排位于天线阵列的同一面上。对于在低频和高频范围内运行的紧凑型天线阵列的需求产生许多麻烦。特别是，位于平面反射器的690-960MHz低频范围的简单交叉偶极子，在1300-2900MHz频带内具有一个至少单频谐振。结果，当低频范围和高频范围的线性序列会聚在天线阵列的一个面上时，就会产生由这些单频谐振引起的不必要的相互耦合和再辐射，这会扭曲其他频段的方向图和增益。创建双频段紧凑型天线时的另一个重要考虑因素是它们是否适合大规模生产。对于某些类型的设计，在天线阵列中存在大量辐射天线元件会显著提高最终产品的组装速度，并降低其质量。因此，有必要提供一种小尺寸、高频范围隐藏、便于量产的天线元件。

专利CN 110957569A描述了一种交叉偶极型双极化天线，偶极子的每个辐射部都有两个相互正交连接的臂，并且一个附加的隔离元件连接在两个臂之间，在偶极子的每个部分形成一个闭合回路。附加的去耦元件包含一个介电基板和一个施加在其上的导电层。介电基板的两端与偶极子的两臂相连，导电层与两臂形成闭合电路。这种双极化天线如图1a和1b所示。位于偶极子臂上的介电基板上提供附加导电元件，在臂之间提供电连接，可以减小偶极子的横向尺寸并改善其方向特性，但是这种设计具有许多缺点。第一个缺点是偶极子的馈电部分，馈电部分有两条合适的电缆，连接到每个极化-/+45度的辐射部，在巴伦上有一个焊接点，在偶极子的第二个臂上有两个焊接点。这种电源方案通过在调谐天线阵列时向巴伦添加匹配网络来限制额外匹配的可能性。在大规模生产中，它可能会引入无源互调的额外问题。第二个缺点是位于偶极子臂上的闭合导电元件，它位于天线阵列中的高频元件的正上方。采用这种布置，该元件将扭曲其中一个极化-/+45度的高频行的方向图案。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术和在多频带天线阵列中使用的其他已知双极化天线的缺点。

基于上述现有技术，本发明的第一个目的是提供一种双极化宽带天线，其半功率波束宽度为60-65度，在690-960MHz的+/-60度区的边缘，交叉极化比优于-10dB。第二个目的是创建一个宽带天线元件，该天线元件将在其预期的特定频带中运行，但同时对位于天线阵列同一面上的其他天线元件发射的另一个频带是透明的。第三个目的是创造一种宽带天线，它易于连接到波束成形网络，便于批量生产。