一种宽带双频移动通信基站天线制造技术

本实用新型专利技术适用于移动通信基站天线领域，公开了一种宽带双频移动通信基站天线，包括低频辐射单元阵列、高频辐射单元阵列、低频馈电网络、高频馈电网络、反射板。低频单元通过引入寄生辐射贴片增强带宽。高频辐射单元的二对辐射臂末端弯折，高频辐射单元阵列嵌套于低频辐射单元阵列所留空白区域中，在反射板轴向固定设置辐射单元阵列。高、低频辐射单元蚀刻于天线辐射体介质基板的同一面，L形耦合微带馈线蚀刻于天线辐射体介质基板的另一面。设置于反射板上的高、低频微带功分器通过同轴线分别与高、低频辐射单元连接，将每路信号分别等幅等相输入到各阵列对应的辐射单元上，这种对称馈电机制确保天线获得良好方向图特性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种移动通信领域使用的天线，尤其涉及一种宽带双频移动通信基站天线。
技术介绍
随着移动通信技术的发展，基站天线作为移动通信无线接入系统的重要组成部分，也随着通信系统更替而改进，其性能直接影响整个无线网络的整体性能。飞速发展的移动通信技术要求基站天线小型化、宽带化、多频段化、高效率和更能适应系统的各种要求。随着用户密度的不断增加，蜂窝小区的覆盖半径减小，造成在很多地方基站林立的局面，在人口密集的城区，基站天线占地昂贵；随着人们环保意识的增加，对基站站址的选择要求越来越高；另外，由于基站天线长期处于室外，维护工作日趋繁重；因此减少天线数量已经成为选择基站天线的重要考虑。移动通信技术发展至今，已经出现了多种通讯标准。经历了第一代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统、第三代个人通信系统的发展，现在已经逐渐步入下一个时代。在中国，随着3G时代的到来，出现了 3G通信系统和2G通信系统共存的局面，同时由于4G通信系统的发展，对LTE2300/LTE2500频段的覆盖成为了新的需求。在日本，无线通信频段划分有900MHz/1500MHZ/2000MHZ等频段。随着移动用户的迅速增长，通信系统不断扩容，多种制式系统并存，多个系统共用一套天线，使得基站天线的设计要求天线能在宽频带范围内工作，支持不同的子系统。要实现2G、3G、4G (LTE)频段的覆盖，需要天线具有824_960MHz，I. 71-2. 69GHz的带宽覆盖，而目前的多频宽带基站天线在带宽覆盖上都有不足。一般来说基站天线采用直立振子或者多层贴片层叠的形式，三维立体结构复杂。为方便进行波形和方图下倾控制，用于移动通信系统的基站天线一般需要采用阵列方式。组阵时，当间距的电长度大于半波长，就可能出现栅瓣。若高频辐射部分和低频辐射部分组建在同一个天线单元中，组阵时高频辐射部分和低频辐射部分的间距相同，而高频辐射单元间距的电长度大于低频辐射单元的电长度，当高频中心频率和低频中心频率比约为2:1时，等间距均匀组阵，高频段方向图可能出现大的栅瓣。因此，既保证天线结构简单，同时又避免在高频段出现大的栅瓣是要解决的问题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种全平面结构的、性能良好的宽带双频移动通信基站天线。在不增加基站天线数量和不降低天线性能指标的前提下，用一副天线同时支持GSM900/1800、CDMA、PCS、TD-SCDMA/WCDMA/cdma2000、LTE2300、LTE2500、以及日本的 900MHz(810-950MHz)、1500MHz (1429_1516MHz)，和 2000MHz (1710_2690MHz)频段。满足移动通信系统多性能的需要，达到有效减少天线数量的目的。为解决上述技术问题，本技术提供一种耦合馈电、高低频辐射单元共轴嵌套排布的全平面结构的定向宽带双频基站天线。技术方案如下该天线包括天线辐射体、馈电网络、介质基板、反射板、支撑结构和固定结构，所述介质基板包括天线辐射体介质基板和馈电结构介质基板；馈电网络蚀刻在馈电结构介质基板上，馈电结构介质基板设在反射板上表面；天线辐射体采用印刷振子天线阵列形式，蚀刻在天线辐射体介质基板上，天线辐射体介质基板通过固定结构安装在支撑结构上，支撑结构安装在反射板正上方。天线辐射体包括低频辐射单元阵列和高频辐射单元阵列，低频辐射单元阵列包括η (η=1, 2，3，…)个低频福射单元,高频福射单元阵列包括2η个高频福射单元；优选的，低频福射单元阵列包括4个低频福射单元,高频福射单元阵列包括8个高频福射单元。每两个高频辐射单元分别嵌套设在同一个低频辐射单元的两侧剩余空间里；高频辐射单元阵列和低频辐射单元阵列共面且共轴线，其轴线位于反射板纵向中轴线上。相邻的高频辐射单元间距相等，相邻的低频辐射单元间距相等，低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的2倍。低频辐射单元包括一个低频振子、两个寄生辐射贴片、L形的第一馈线和低频辐射单元的共面微带线；低频振子由两个低频印刷半波振子并联而成；低频振子、寄生辐射贴片、共面微带线共面印刷于天线辐射体介质基板的背面，第一馈线印刷于天线辐射体介质基板的正面；两个寄生辐射贴片放置于低频振子上下两侧。寄生辐射贴片优选采用与振子臂宽度相同，长度范围为O. 3 λ f0. 8 λ 2的长方形贴片。低频振子的臂长基本确定了低频谐振频段800-980ΜΗΖ。第一馈线的特性阻抗为50 Ω，长度范围为O. I λ 2 0. 3 λ 2，低频辐射单元的共面微带线长度范围为O. 3 λ f O. 8 λ 2 ;其中λ 2为天线辐射体介质基板内高频段中心频率O. 89GHz所对应的波长。高频辐射单元包括高频振子、L形的第二馈线和高频辐射单元的共面微带线；高频振子由两个高频印刷半波振子并联而成，高频振子臂末端弯折。高频振子和共面微带线共面印刷于天线辐射体介质基板的背面，第二馈线印刷于天线辐射体介质基板的正面；高频辐射单元的臂长(包括弯折部分的长度)基本确定了高频谐振频段I. 42-2. 7GHz。第二馈线的特性阻抗为50 Ω，第二馈线的长度范围为O. 15 λ f O. 4 λ 3,高频辐射单元的共面微带线长度范围为O. 25 λ 3^0. 85 λ 3其中λ 3为天线辐射体介质基板内高频段中心频率2. 05GHz所对应的波长。所述馈电网络包括低频馈电网络、高频馈电网络；由低频馈电网络和高频馈电网络分别对低频辐射单元阵列和高频辐射单元阵列进行馈电。低频馈电网络由低频微带功分器和4根等长度的同轴线构成；高频馈电网络由高频微带功分器和8根等长度的同轴线构成。低频微带功分器为一分四微带功分器，由一分二的功分器级联构成，每个一分二的功分器都采用50-100 Ω的阻抗变换器结构，每一级变换线的长度近似为馈电结构介质基板内低频段中心频率O. 89GHz所对应波长的四分之一。同轴线的特性阻抗为50 Ω，同轴线的内芯一端穿过低频辐射单元上非金属化过孔与第一馈线相连，另一端与低频微带功分器输出端口的微带线相连，同轴线的外导体一端与低频辐射单元的共面微带线相连，另一端与低频微带功分器背面的金属地相连。所述连接方式，可采用焊接等电连接方法。高频微带功分器为一分八微带功分器，由一分二的功分器级联构成，每个一分二的功分器都采用50-100 Ω的二级阻抗变换器结构，每一级变换线的长度近似为高频段中心频率2. 05GHz所对应馈电结构介质基板内波长的四分之一。同轴线的特性阻抗为50 Ω，同轴线的内芯一端穿过高频辐射单元上非金属化过孔与第二馈线相连，另一端与高频微带功分器输出端口的微带线相连，同轴线的外导体一端与高频辐射单元的共面微带线相连，另一端与高频微带功分器背面的金属地相连。所述连接方式，可采用焊接等电连接方法。所述天线辐射体与反射板之间用绝缘材料的支撑结构支撑，支撑结构的长度由天线辐射体距离反射板的高度决定，所述高度为O. 2 λ广O. 5 λ i，X1为高频段中心频率2.05GHz所对应自由空间的波长。天线辐射体和支撑结构通过固定结构固定在反射板上。所述支撑结构为塑料棒或木棒，所述固定结构为塑料螺丝。本技术的技术方案相对现有技术具有如下优点和有益效果多频天线的基本单元具有多谐振特性，一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带双频移动通信基站天线，包括天线辐射体、馈电网络、介质基板、反射板、支撑结构和固定结构，所述介质基板包括天线辐射体介质基板和馈电结构介质基板；馈电网络蚀刻在馈电结构介质基板上，馈电结构介质基板设在反射板上表面；天线辐射体蚀刻在天线辐射体介质基板上，天线辐射体介质基板通过固定结构安装在支撑结构上，支撑结构安装在反射板正上方，其特征在于所述天线辐射体包括按同一纵轴线排布的低频辐射单元阵列和高频辐射单元阵列；低频辐射单元阵列包括n个低频辐射单元，高频辐射单元阵列包括2n个高频辐射单元，n为自然数；每两个高频辐射单元分别嵌套设在同一个低频辐射单元的两侧剩余空间里；相邻的高频辐射单元间距相等，相邻的低频辐射单元间距相等，低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的2倍。

【技术特征摘要】
1.一种宽带双频移动通信基站天线，包括天线辐射体、馈电网络、介质基板、反射板、支撑结构和固定结构，所述介质基板包括天线辐射体介质基板和馈电结构介质基板；馈电网络蚀刻在馈电结构介质基板上，馈电结构介质基板设在反射板上表面；天线辐射体蚀刻在天线辐射体介质基板上，天线辐射体介质基板通过固定结构安装在支撑结构上，支撑结构安装在反射板正上方，其特征在于所述天线辐射体包括按同一纵轴线排布的低频辐射单元阵列和高频辐射单元阵列；低频辐射单元阵列包括η个低频辐射单元，高频辐射单元阵列包括2η个高频辐射单元，η为自然数；每两个高频辐射单元分别嵌套设在同一个低频辐射单元的两侧剩余空间里；相邻的高频辐射单元间距相等，相邻的低频辐射单元间距相等，低频辐射单元间距是高频辐射单元间距的2倍。2.根据权利要求I所述的一种宽带双频移动通信基站天线，其特征在于低频辐射单元阵列包括4个低频福射单元,高频福射单元阵列包括8个高频福射单元。3.根据权利要求I或2所述的一种宽带双频移动通信基站天线，其特征在于所述低频辐射单元包括一个低频振子和两个寄生辐射贴片；低频振子由两个低频印刷半波振子并联而成；两个寄生辐射贴片放置于低频振子上下两侧。4.根据权利要求I或2所述的一种宽带双频移动通信基站天线，其特征在于所述高频辐射单元包括一个高频振子；高频振子由两个高频印刷半波振子并联而成，高频振子臂末端弯折。5.根据权利要求I或2所述的一种宽带双频移动通信基站天线，其特征是所述的高频辐射单元阵列和低频辐射单元阵列共面且共轴线，其轴线位于反射板纵向中轴线上。6.根据权利要求5所述的一种宽带双频移动通信基站天线，其特征是所述低频辐射单元还包括L形...

【专利技术属性】
技术研发人员：李融林，崔悦慧，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：