一种MIMO相控阵天线制造技术

一种MIMO相控阵天线，包括：馈电网络转换板，所述馈电网络转换板包括相邻设置的第一馈电网络板和第二馈电网络板；非均匀分布于所述馈电网络转换板正面的双极化微带天线单元，所述第一馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置与所述第二馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置以所述馈电网络转换板的中心成中心对称；设置于所述馈电网络转换板背面的射频连接器；叠放于所述馈电网络转换板下方的金属固定板；设置于所述馈电网络转换板上的天线罩。本实用新型专利技术对馈电网络转换板上双极化微带天线单元的排布位置进行了优化，解决了多用户通信时，用户通信距离、速率、抗干扰能力下降的问题。

A MIMO phased array antenna

A MIMO phased array antenna includes a feed network switchboard comprising a first feed network board and a second feed network board adjacent to each other, a bipolar microstrip antenna unit unevenly distributed on the front of the feed network switchboard, and a bipolar microstrip antenna unit on the first feed network board. The arrangement position of the dual-polarized microstrip antenna unit on the second feeder network board is centrally symmetrical with the center of the feeder network conversion board; the radio frequency connector arranged on the back of the feeder network conversion board; the metal fixing plate overlapped under the feeder network conversion board; and the feeder network conversion board. The radome on the transfer plate. The utility model optimizes the arrangement position of the dual-polarized microstrip antenna unit on the feeder network conversion board, and solves the problem that the communication distance, speed and anti-interference ability of the user decrease when the multi-user communicates.

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO相控阵天线
本技术属于5G移动通信
，尤其涉及一种5G基站的MIMO相控阵天线。
技术介绍
随着移动通信技术的迅速发展，预计5G通信将在2020年后成为主要的移动通信系统。MIMO(多输入多输出)相控阵天线是实现5G通信的核心技术之一。现有5G基站的MIMO相控阵天线基本上都是采用均匀布阵的天线形式。均匀布阵形成的天线辐射方向图3dB波束宽度较宽，因此应用于MIMO系统中时，导致两个距离较近的用户会落在一个主波束覆盖范围内，此时系统会根据用户数在原主波束内生成两个相互独立的波束给每个用户，这将导致原有主波束出现明显的零陷，使得天线增益大幅下降，从而会降低原有用户的通信距离、速率以及抗干扰能力等。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可以改善用户通信距离、速率及抗干扰能力的MIMO相控阵天线。为了实现上述目的，本技术采取如下的技术解决方案：一种MIMO相控阵天线，包括：馈电网络转换板，所述馈电网络转换板包括相邻设置的第一馈电网络板和第二馈电网络板；非均匀分布于所述馈电网络转换板正面的双极化微带天线单元，所述第一馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置与所述第二馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置以所述馈电网络转换板的中心成中心对称；设置于所述馈电网络转换板背面的射频连接器；叠放于所述馈电网络转换板下方的金属固定板；设置于所述馈电网络转换板上的天线罩。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述第一馈电网络板上设置有16组双极化微带天线单元，双极化微带天线单元按以下位置坐标排列：第一双极化微带天线单元的坐标为(0，3.7λ0)，第二双极化微带天线单元的坐标为(0.525λ0，3.1λ0)，第三双极化微带天线单元的坐标为(-0.525λ0，3.1λ0)，第四双极化微带天线单元的坐标为(0，2.7λ0)，第五双极化微带天线单元的坐标为(0.575λ0，2.1λ0)，第六双极化微带天线单元的坐标为(-0.575λ0，2.1λ0)，第七双极化微带天线单元的坐标为(0，1.7λ0)，第八双极化微带天线单元的坐标为(0.975λ0，1.4λ0)，第九双极化微带天线单元的坐标为(-0.975λ0，1.4λ0)，第十双极化微带天线单元的坐标为(0.45λ0，λ0)，第十一双极化微带天线单元的坐标为(-0.45λ0，λ0)，第十二双极化微带天线单元的坐标为(1.2λ0，0.3λ0)，第十三双极化微带天线单元的坐标为(0.675λ0，0.3λ0)，第十四双极化微带天线单元的坐标为(0，0.3λ0)，第十五双极化微带天线单元的坐标为(-0.675λ0，0.3λ0)，第十六双极化微带天线单元的坐标为(-1.2λ0，0.3λ0)，其中，坐标系原点为所述馈电网络转换板的中心点，λ0为相控阵天线中心工作频率对应的空间波长；将所述第一馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置绕馈电网络转换板的中心旋转180°后得到第二馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述第一馈电网络板和第二馈电网络板并排相邻设置。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述第一馈电网络板和第二馈电网络板错位相邻设置。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述第一馈电网络板中心线和所述第二馈电网络板的中心线之间的距离为1.2λ0。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述天线罩为环氧玻璃钢天线罩。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述双极化微带天线单元包括刻蚀在介质板上的4个方形的天线辐射片，4个天线辐射片相对介质板中心对称设置。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述双极化微带天线单元还包括位于介质板下方的凸起固定部，凸起固定部表面附着金属铜箔。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述馈电网络转换板的正面蚀刻有连接双极化微带天线单元与射频连接器的转换微带线，所述转换微带线的线宽为1.6mm，转换微带线的拐角处具有半径为1mm的圆弧。作为本技术MIMO相控阵天线的一种改进，所述金属固定板为铝板。由以上技术方案可知，本技术对馈电网络板上微带天线单元的排布方式进行空间优化，采用非均匀的稀布方式，与现有均匀布阵的MIMO相控阵天线相比，同时实现了比均匀布阵的MIMO相控阵天线水平面主瓣波束窄3°～4°的方向图波束，有效地解决了多用户通信时，用户通信距离、速率、抗干扰能力大幅下降的问题，同时天线垂直面比均匀布阵的MIMO相控阵天线增加10°的扫描角度，有效增加了MIMO相控阵天线的俯仰面扫描角度，解决同一方位上不同高度的用户通信问题。而且在优选方案中，将两块馈电网络板进行错位排列，还能实现比均匀布阵的MIMO相控阵天线水平面主瓣波束窄7°～10°的方向图波束。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图；图2为实施例1的分解结构示意图；图3为实施例1的馈电网络转换板上双极化微带天线单元的排布位置示意图；图4为实施例1双极化微带天线单元的俯视图；图5为实施例1双极化微带天线单元的侧视图；图6为实施例1的天线和现有的均匀布阵天线水平面扫描0度的辐射方向对比图；图7为实施例1的天线和现有的均匀布阵天线水平面扫描60度的辐射方向对比图；图8为现有的均匀布阵天线垂直面扫描10度的辐射方向图；图9为实施例1的天线垂直面扫描15度的辐射方向图；图10为本技术实施例2的第一馈电网络板和第二馈电网络板的位置设置示意图；图11为实施例2的天线和现有的均匀布阵天线水平面扫描0度的辐射方向对比图；图12为实施例2的天线和现有的均匀布阵天线水平面扫描60度的辐射方向对比图。下面结合附图和各实施例对本技术进一步详细说明。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细描述，在详述本技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本技术保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本技术实施例的目的。实施例1如图1、图2和图3所示，本实施例的MIMO相控阵天线包括天线罩1、双极化微带天线单元2、馈电网络转换板3、金属固定板4及射频连接器5。其中，馈电网络转换板3包括第一馈电网络板3-1和第二馈电网络板3-2，本实施例的第一馈电网络板3-1和第二馈电网络板3-2并排相邻设置，即第一馈电网络板3-1的中心线a1和第二馈电网络板3-2的中心线a2重合。本技术的相邻设置是指第一馈电网络板3-1和第二馈电网络板3-2之间没有间隔。双极化微带天线单元2分布于馈电网络转换板3的正面，射频连接器5设置于馈电网络转换板3的背面。金属固定板4位于馈电网络转换板3的下方，馈电网络转换板3与金属固定板4上下叠放在一起。天线罩1罩在馈电网络转换板3上。在第一馈电网络板3-1和第二馈电网络板3-2上分别设置有16组双极化微带天线单元2。第一馈电网络板3-1上双极化微带天线单元2的排布位置与第二馈电网络板3-2上双极化微带天线单元2的排布位置以馈电网络转换板3的中心成中心对称。下面以第一馈电网络板3-1上双极化微带天线单元2的排布方式为例进行说明，第一馈电网络板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MIMO相控阵天线，其特征在于，包括：馈电网络转换板，所述馈电网络转换板包括相邻设置的第一馈电网络板和第二馈电网络板；非均匀分布于所述馈电网络转换板正面的双极化微带天线单元，所述第一馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置与所述第二馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置以所述馈电网络转换板的中心成中心对称；设置于所述馈电网络转换板背面的射频连接器；叠放于所述馈电网络转换板下方的金属固定板；设置于所述馈电网络转换板上的天线罩。

【技术特征摘要】
1.一种MIMO相控阵天线，其特征在于，包括：馈电网络转换板，所述馈电网络转换板包括相邻设置的第一馈电网络板和第二馈电网络板；非均匀分布于所述馈电网络转换板正面的双极化微带天线单元，所述第一馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置与所述第二馈电网络板上双极化微带天线单元的排布位置以所述馈电网络转换板的中心成中心对称；设置于所述馈电网络转换板背面的射频连接器；叠放于所述馈电网络转换板下方的金属固定板；设置于所述馈电网络转换板上的天线罩。2.根据权利要求1所述的MIMO相控阵天线，其特征在于：所述第一馈电网络板上设置有16组双极化微带天线单元，双极化微带天线单元按以下位置坐标排列：第一双极化微带天线单元的坐标为(0，3.7λ0)，第二双极化微带天线单元的坐标为(0.525λ0，3.1λ0)，第三双极化微带天线单元的坐标为(-0.525λ0，3.1λ0)，第四双极化微带天线单元的坐标为(0，2.7λ0)，第五双极化微带天线单元的坐标为(0.575λ0，2.1λ0)，第六双极化微带天线单元的坐标为(-0.575λ0，2.1λ0)，第七双极化微带天线单元的坐标为(0，1.7λ0)，第八双极化微带天线单元的坐标为(0.975λ0，1.4λ0)，第九双极化微带天线单元的坐标为(-0.975λ0，1.4λ0)，第十双极化微带天线单元的坐标为(0.45λ0，λ0)，第十一双极化微带天线单元的坐标为(-0.45λ0，λ0)，第十二双极化微带天线单元的坐标为(1.2λ0，0.3λ0)，第十三双极化微带天线单元的坐标为(0.675λ0，0.3λ0)，第十四双极化微带天线单元的坐标为(0，0.3λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世东，丁宁，任辉，
申请(专利权)人：西安安列德电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61