基站天线和多频带基站天线制造技术

本实用新型专利技术涉及基站天线，包括被配置为发出第一频带内的电磁辐射以形成第一天线波束的第一阵列，所述第一阵列包括大致沿所述基站天线的第一纵向轴线被布置的第一列辐射元件，所述第一列包括第一辐射元件和第二辐射元件对，其中，所述第一辐射元件为交叉偶极子辐射元件；以及所述第二辐射元件对包括彼此面对地被布置在所述第一纵向轴线两侧的一对第二辐射元件，其中每个第二辐射元件包括大致沿所述第一纵向轴线分别向相反方向延伸的第一和第二辐射臂、以及大致垂直于所述第一和第二辐射臂朝向所述第一纵向轴线延伸的第三辐射臂。本实用新型专利技术还涉及多频带基站天线。

Base station antenna and multi band base station antenna

【技术实现步骤摘要】
基站天线和多频带基站天线
本技术涉及通信领域，更具体地，涉及基站天线和多频带基站天线。
技术介绍
蜂窝通信系统中的每个小区拥有为了向在地理上位于给定小区内的移动用户提供双向无线/射频(RF)通信而配置的一个或多个基站天线。通常使用多个基站天线并且每个基站天线配置成向小区的一个扇区提供服务。在具有常规3扇区配置的蜂窝基站中，每个扇区天线通常被期望具有大约65°的波束宽度(本文中当提及“波束宽度”，除非特别指明，均是指方位角平面(azimuthplane)半功率(-3dB)波束宽度)。图9是常规的基站60的结构示意图。基站60包括可以安装在凸起结构30上的基站天线50。凸起结构30可以是天线塔。但应当理解，可以使用多种安装位置，包括例如，电线杆、建筑物、水塔等。基站60还包括基站设备，例如基带单元40和无线电设备42。为了简化附图，图9中示出了单个基带单元40和单个无线电设备42。但是应该理解，可以提供多于一个的基带单元40和/或无线电设备42。另外，虽然无线电设备42被示为与凸起结构30的底部处的基带单元40共同定位，但是应当理解，在其他情况下，无线电设备42可以是安装在凸起结构30上的邻近天线的远程无线电头。基带单元40可以从另一个源(例如，回程网络(未示出))接收数据，并且可以处理该数据并向无线电设备42提供数据流。无线电设备42可以生成包括在其中编码的数据的RF信号以及可以放大并将这些RF信号传送到基站天线50，以便通过电缆连接44进行传输。还应该理解，图9的基站60通常可以包括各种其他设备(未示出)，例如电源、备用电池、电源总线、天线接口信号组(AISG)控制器等。现有技术中已知一种三极子辐射元件，如图10A所示。三极子辐射元件10具有三个辐射臂(例如可以是偶极子臂)：两个侧臂11、12和中心臂13。每个臂的长度可以为操作频带的大约1/4波长。侧臂11、12分别与用于馈电的同轴线16、17的中心导体连接。中心臂13与同轴线16和17的外导体连接。同轴线16和17的外导体与反射器20连接，反射器20与侧臂11、12及中心臂13间隔开大约1/4波长的距离。在图10A所示的实例中，同轴线16和17被用来对三极子辐射元件馈电。但是，其他类型的传输线(例如，微带传输线、带状传输线、共面波导传输线等)也可以用于对三极子辐射元件馈电。三极子辐射元件10可以看作是2个偶极子辐射元件的组合，每个偶极子辐射元件被弯折以使得其两个辐射臂之间夹角大致为90°。参照图10B，示出了每个辐射臂上的电流以及辐射场的极化矢量(+45和-45斜极化)。需注意的是，+45°倾斜和-45°倾斜是相对于侧臂11和12的。因而，侧臂11和12可以相对于反射器20的纵向轴线水平或垂直地取向以获得±45°极化。这与交叉偶极子辐射元件形成对比。在交叉偶极子辐射元件中，每个偶极子的辐射场相对于偶极子臂倾斜0°，因此每个偶极子必须被定向为与反射器20的纵向轴线成±45°以获得±45°的倾斜极化。这使得具有±45°的倾斜极化的三极子辐射元件的尺寸小于具有±45°的倾斜极化的交叉偶极子辐射元件的尺寸。例如，三极子辐射元件的宽度(在平行于反射器20的平面上沿与纵向轴线垂直的方向的尺寸)可以为大约0.25波长(约为中心臂的长度)，交叉偶极子辐射元件的宽度为大约0.35波长。三极子辐射元件的这个特征对于多频带天线的应用是友好的。为了射频(RF)信号的高效发送和接收，辐射元件的尺寸典型地与预定的操作频带的波长匹配。例如，上述三极子辐射元件可以被设计为操作在617MHz～960MHz频带内的至少一部分。多频带天线还可以包括具有较高操作频带的辐射元件，例如被设计为操作在1695MHz～2690MHz频带内的至少一部分。具有较高操作频带的辐射元件从平板状反射器向前延伸的长度小于具有较低操作频带的辐射元件从反射器(例如平板状反射器)向前延伸的长度。在多频带天线的一个实例中，不同操作频带的辐射元件相互邻近地被布置在平板状反射器上，这使得具有较低操作频带的辐射元件可能引起具有较高操作频带的辐射元件的辐射信号散射(scatter)。
技术实现思路
本技术的目的之一是提供基站天线和多频带基站天线。根据本技术的第一方面，提供了一种基站天线，包括被配置为发出第一频带内的电磁辐射以形成第一天线波束的第一阵列，所述第一阵列包括大致沿所述基站天线的第一纵向轴线被布置的第一列辐射元件，所述第一列包括第一辐射元件和第二辐射元件对，其中，所述第一辐射元件为交叉偶极子辐射元件；以及所述第二辐射元件对包括彼此面对地被布置在所述第一纵向轴线两侧的一对第二辐射元件，其中每个第二辐射元件包括大致沿所述第一纵向轴线分别向相反方向延伸的第一和第二辐射臂、以及大致垂直于所述第一和第二辐射臂朝向所述第一纵向轴线延伸的第三辐射臂。根据本技术的第二方面，提供了一种多频带基站天线，包括：辐射元件的第一阵列，被配置为工作在较低的第一频带，包括三极子辐射元件，所述三极子辐射元件包括分别与所述基站天线的主表面基本平行地延伸的第一至第三辐射臂，其中各辐射臂被定向为第一和第二辐射臂的延伸方向之间、以及第二和第三辐射臂的延伸方向之间均大致呈直角；以及辐射元件的第二阵列，被配置为工作在较高的第二频带，包括第一辐射元件，其中，所述第一至第三辐射臂中的至少一个辐射臂被配置为在所述第二频带中减少被激励到所述至少一个辐射臂上的电流，所述至少一个辐射臂大致沿平行于或垂直于所述基站天线的纵向轴线的方向延伸。根据本技术的第三方面，提供了一种多频带基站天线，包括：第一阵列，包括被配置为工作在较高频带的第一辐射元件；第二阵列，包括被配置为工作在较低频带的三极子辐射元件，所述三极子辐射元件包括分别与所述基站天线的主表面基本平行地延伸的第一至第三辐射臂，其中各辐射臂被定向为第一和第二辐射臂的延伸方向之间、以及第二和第三辐射臂的延伸方向之间均大致呈直角，并且第一至第三辐射臂中的至少一个大致沿平行于或垂直于所述基站天线的纵向轴线的方向延伸；以及第三阵列，包括被配置为工作在较低频带的交叉偶极子辐射元件，其中，所述交叉偶极子辐射元件的至少一个偶极子臂被配置为在所述较高频带中减少被激励到所述至少一个偶极子臂上的电流。根据本技术的第四方面，提供了一种基站天线，包括：第一射频端口；第二射频端口；以及辐射元件的第一阵列，被配置为工作在第一频带，所述第一阵列包括第一辐射元件和第二辐射元件，其中，所述第一辐射元件被配置为在所述第一频带中的阻抗低于在第二频带中的阻抗，所述第二频带内的至少部分频率高于所述第一频带内的频率；所述第二辐射元件被配置为在所述第一频带中的阻抗不低于在所述第二频带中的阻抗；以及所述第一和第二辐射元件中的每个耦接到所述第一和第二射频端口两者。根据本技术的第五方面，提供了一种基站天线，包括：第一射频端口；第二射频端口；垂直延伸的辐射元件阵列，其中该阵列中的每个辐射元件耦接到第一射频端口和第二射频端口，该阵列包括至少一个交叉偶极子辐射元件、和具有垂直延伸的偶极子臂或水平延伸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基站天线，包括被配置为发出第一频带内的电磁辐射以形成第一天线波束的第一阵列，所述第一阵列包括大致沿所述基站天线的第一纵向轴线被布置的第一列辐射元件，所述第一列包括第一辐射元件和第二辐射元件对，其中，/n所述第一辐射元件为交叉偶极子辐射元件；以及/n所述第二辐射元件对包括彼此面对地被布置在所述第一纵向轴线两侧的一对第二辐射元件，其中每个第二辐射元件包括大致沿所述第一纵向轴线分别向相反方向延伸的第一和第二辐射臂、以及大致垂直于所述第一和第二辐射臂朝向所述第一纵向轴线延伸的第三辐射臂。/n

【技术特征摘要】
20191031 CN 2019110569609;20191031 CN 2019218612441.一种基站天线，包括被配置为发出第一频带内的电磁辐射以形成第一天线波束的第一阵列，所述第一阵列包括大致沿所述基站天线的第一纵向轴线被布置的第一列辐射元件，所述第一列包括第一辐射元件和第二辐射元件对，其中，
所述第一辐射元件为交叉偶极子辐射元件；以及
所述第二辐射元件对包括彼此面对地被布置在所述第一纵向轴线两侧的一对第二辐射元件，其中每个第二辐射元件包括大致沿所述第一纵向轴线分别向相反方向延伸的第一和第二辐射臂、以及大致垂直于所述第一和第二辐射臂朝向所述第一纵向轴线延伸的第三辐射臂。


2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件对被定位在所述第一阵列沿所述第一纵向轴线的端部。


3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一列包括至少两个所述第一辐射元件，所述第二辐射元件对被定位在两个所述第一辐射元件之间。


4.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一列包括至少两个所述第二辐射元件对。


5.根据权利要求4所述的基站天线，其特征在于，两个所述第二辐射元件对被分别定位在所述第一阵列沿所述第一纵向轴线的两个端部。


6.根据权利要求4所述的基站天线，其特征在于，两个所述第二辐射元件对中的一对被定位在所述第一阵列沿所述第一纵向轴线的中部，另一对被定位在所述第一阵列沿所述第一纵向轴线的端部。


7.根据权利要求4所述的基站天线，其特征在于，所述第一列包括至少两个所述第一辐射元件，两个所述第二辐射元件对中的至少一对被定位在两个所述第一辐射元件之间。


8.根据权利要求1所述的基站天线，还包括被配置为工作在第二频带的第三辐射元件的第二阵列，所述第二频带内的至少部分频率高于所述第一频带内的频率，
其中，所述第一辐射元件的至少一个偶极子臂被配置为使所述第二频带中的电流至少部分衰减。


9.根据权利要求8所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件对被定位在所述第二阵列沿所述第一纵向轴线的上方或下方。


10.根据权利要求8所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件对被定位为使得每个第二辐射元件的第一至第三辐射臂在所述基站天线的前视图中不与所述第三辐射元件重叠。


11.根据权利要求1所述的基站天线，还包括被配置为工作在第二频带的第三辐射元件的第二阵列，所述第二频带内的至少部分频率高于所述第一频带内的频率，
其中，至少一个第二辐射元件的至少一个辐射臂被配置为使所述第二频带中的电流至少部分衰减。


12.根据权利要求11所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件对被定位为使得所述至少一个辐射臂在所述基站天线的前视图中与所述第三辐射元件至少部分重叠。


13.根据权利要求11所述的基站天线，其特征在于，所述至少一个辐射臂包括感性元件和容性元件串联耦接形成的谐振电路，所述谐振电路被配置为使得所述至少一个辐射臂使所述第二频带中的电流至少部分衰减并且使所述第一频带中的电流通过。


14.根据权利要求11所述的基站天线，其特征在于，所述至少一个辐射臂包括至少一个感性元件，所述感性元件被配置为在所述第二频带中具有较高的阻抗并且在所述第一频带中具有较低的阻抗。


15.根据权利要求11所述的基站天线，其特征在于，所述至少一个辐射臂包括所述第三辐射臂。


16.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，还包括被配置为发出第三频带内的电磁辐射以形成第二天线波束的第二阵列，所述第二阵列包括大致沿所述基站天线的第二纵向轴线被布置的第二列辐射元件，所述第二列包括第四辐射元件和第五辐射元件对，其中，
所述第四辐射元件为交叉偶极子辐射元件；以及
所述第五辐射元件对包括彼此面对地被布置在所述第二纵向轴线两侧的一对第五辐射元件，其中每个第五辐射元件包括大致沿所述第二纵向轴线分别向相反方向延伸的第四和第五辐射臂、以及大致垂直于所述第四和第五辐射臂朝向所述第二纵向轴线延伸的第六辐射臂。


17.根据权利要求16所述的基站天线，其特征在于，所述第一列和第二列彼此相邻，所述第二辐射元件对和第五辐射元件对被定位在不同的纵向位置。


18.根据权利要求16所述的基站天线，其特征在于，所述第三频带和所述第一频带至少部分重合。


19.一种多频带基站天线，包括：
辐射元件的第一阵列，被配置为工作在较低的第一频带，所述第一阵列包括三极子辐射元件，所述三极子辐射元件包括分别与所述基站天线的主表面基本平行地延伸的第一至第三辐射臂，其中各辐射臂被定向为第一和第二辐射臂的延伸方向之间、以及第二和第三辐射臂的延伸方向之间均大致呈直角；以及
辐射元件的第二阵列，被配置为工作在较高的第二频带，所述第二阵列包括第一辐射元件，其中，
所述第一至第三辐射臂中的至少一个辐射臂被配置为在所述第二频带中减少所述至少一个辐射臂上被激励出的电流，所述至少一个辐射臂大致沿平行于或垂直于所述基站天线的纵向轴线的方向延伸。


20.根据权利要求19所述的基站天线，其特征在于，所述至少一个辐射臂包括感性元件和容性元件串联耦接形成的谐振电路，所述谐振电路被配置为在所述第二频带中减少被激励到所述至少一个辐射臂上的电流。


21.根据权利要求19所述的基站天线，其特征在于，所述至少一个辐射臂包括至少一个感性元件，所述感性元件被配置为在所述第二频带中具有较高的阻抗并且在所述第一频带中具有较低的阻抗。


22.根据权利要求19所述的基站天线，其特征在于，所述三极子辐射元件被定位为使得所述至少一个辐射臂在所述基站天线的前视图中与所述第一辐射元件至少部分重叠。


23.根据权利要求19所述的基站天线，其特征在于，所述第一阵列还包括不具备被配置为在所述第二频带中减少激励电流的辐射臂的第二辐射元件。


24.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件被定位在所述第二阵列沿所述纵向轴线的上方或下方。


25.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件被定位为使得所述第二辐射元件的各辐射臂在所述基站天线的前视图中不与所述第一辐射元件重叠。


26.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，所述第二辐射元件为三极子辐射元件和/或交叉偶极子辐射元件。


27.根据权利要求19所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二阵列中的每个包括一个或多个列，每列包括基本沿所述纵向轴线布置的一个或多个辐射元件。


28.一种多频带基站天线，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴利刚，杨磊，闻杭生，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US