[发明专利]一种具有高频带外抑制特性的宽带双极化基站滤波天线

说明书

本发明提供了一种具有高频带外抑制特性的宽带双极化基站滤波天线，用于解决现有天线由于在馈线中引入类似滤波器结构，导致天线本身尺寸增大、引入传输损耗，以及大部分天线极化类型单一、工作带宽较窄的技术问题。本发明的天线中，第一介质基板上的四个第一金属贴片分别形成水平极化和垂直极化，第一介质基板上的金属耦合贴片用于与第一金属贴片产生耦合作用；第二介质基板上的四个第二金属贴片分别与第一金属贴片相连，组成四个1/4波长立体折叠偶极子臂；金属柱上端与相应的金属耦合贴片相连，下端悬空；馈电结构垂直连接于金属基板和第一金属贴片之间，用于将微波信号传输至四个1/4波长立体折叠偶极子臂上。

技术领域

本发明属于天线领域，尤其涉及一种具有高频带外抑制特性的宽带双极化基站滤波天线。

背景技术

随着无线通信系统成为人们现代生活不可或缺的一部分，作为现代移动通信系统重要一环的基站天线也因此受到越来越多的关注。随着通信系统的发展以及手机的广泛普及，越来越多的基站天线逐渐分布在各个地方，但是随着基站数量的增加，可用于安装的地方也越来越少，这就要求基站天线向小型化、低剖面以及宽带化方向发展。基站天线由于其处在发射通道的最末端与接收通道的最前端，其性能的优劣将以指数级的形式呈现到射频前端系统中，因此一个具有优秀基站天线设计的移动通信系统将能给用户提供更为优质的无线通信服务。由于使用具有单一功能的传统天线很可能会导致大量密集的频段之间存在着严重地相互干扰，因此，设计天线具有在工作频带外的辐射抑制特性十分必要，在传统基站天线的基础上设计出具有频带外抑制特性的宽带双极化基站滤波天线才能满足现在及未来基站系统对于射频前端系统的需求。

在现有针对滤波天线的设计中，大都是在天线的馈线中引入滤波器结构，通过滤波器与天线辐射体的级联来获得天线辐射增益的滤波效果。例如，中国专利，公开号：CN206225549U，提供的《一种基于波导结构的角锥喇叭滤波天线》，其滤波功能是由四个矩形谐振腔产生，辐射特性由最后一级谐振腔和角锥喇叭共同产生。但在该专利中，天线的工作带宽较窄，该天线的相对带宽仅为2.4％，且极化方式较为单一。中国专利，公开号：CN109904613B，提供的《一种应用于5G sub 6G基站系统的差分双频双极化天线》，其本质是通过在金属辐射贴片上开槽并在金属馈线上引入阶梯阻抗式开路枝节获得增益的双频滤波特性。但是馈线的引入使得天线整体插入损耗变大，不利于天线的有效辐射。中国专利，公开号：CN111293413B，提供的《基于交叉耦合结构的紧凑型宽带滤波天线》，通过分别控制馈线上的枝节、地板开槽与U形耦合贴片来实现天线的辐射零点，进而获得增益滤波效果。但是在该专利的具体实施方式中记载，该天线相对工作带宽仅为20.6％，同时极化形式较为单一。

由此可见，在以上几种天线均通过在馈线中引入类似滤波器结构的方式获得天线辐射增益的滤波效果，但都使得天线本身的尺寸有所增大，且不可避免地引入了传输损耗，大部分天线极化类型单一，工作带宽较窄，不宜作为基站天线的优选方案。

发明内容

本发明的目的在于解决现有天线在馈线中引入类似滤波器结构的方式，导致天线本身尺寸增大、引入传输损耗，以及大部分天线存在极化类型单一，工作带宽较窄的技术问题，而提供一种具有高频带外抑制特性的宽带双极化基站滤波天线。

为了实现上述目的，本发明提供的技术解决方案为：

一种具有高频带外抑制特性的宽带双极化基站滤波天线，其特殊之处在于，包括金属基板、第一介质基板、四个第二介质基板、四个金属柱以及馈电结构；

所述第一介质基板平行设置于金属基板上方，且第一介质基板远离金属基板的一面为正面；

所述第一介质基板正面设置有四个第一金属贴片和四个金属耦合贴片；四个第一金属贴片沿第一介质基板中心圆周均布，其中相对设置的两个第一金属贴片构成的一对偶极子形成水平极化，另外两个相对设置的第一金属贴片构成的一对偶极子形成垂直极化；四个金属耦合贴片呈矩阵形式分别设置在第一介质基板正面，且每个金属耦合贴片位于相邻的用于水平极化和垂直极化的两个第一金属贴片之间，用于与第一金属贴片耦合；