一种阵列天线及天线隔离组件的制作方法

【技术领域】

本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种由成对的谐振环组成的隐形隔离组件，以及采用上述隐形隔离条改善隔离效果的阵列天线。

背景技术：

天线作为无线通信系统的关键前端部件，其性能的优劣对运营商的网络质量起到决定性作用。近年来，随着移动用户数量的急剧增长，通信系统在不断更新与扩容，对天线的设计提出越来越高的要求。随着基站天线向小型化、轻量化发展，与此同时，无线通信提出高增益、宽频/多频、多波束、低副瓣、高隔离等更高的性能指标，高低频，甚至不同极化方向的阵子嵌套安装在促狭的天线内部空间，传统的隔离手段，如隔离条、金属隔板、寄生单元或因为空间不够无法安装，或因为寄生效应过于显著而无法实施。从原理上讲，常规的隔离手段利用电磁波在金属板、金属条或狭缝处的散射或谐振达到对入射场的减弱，从而减少近场耦合，虽有隔离效果，却难免产生新的极化分量，引起交叉极化变差；且金属隔板或隔离条距离阵元太近时会引起较大的寄生电感或寄生电容，从而严重影响阻抗匹配。对于小间距(间距小于中心波长一半)的阵列天线，缺乏有效的隔离，必然会导致严重的性能指标恶化，如：交叉极化、旁瓣电平升高、增益下降、波束偏离、方向图一致性变差等。

因此，提供一种小型化、紧凑、隔离效果好、交叉极化低的阵列天线实为必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种小型化、紧凑、隔离效果好、交叉极化低的阵列天线。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：

本发明提供一种阵列天线，其包括反射板，设置在反射板上的高频谐振单元、低频谐振单元、c形谐振环，所述c形谐振环在所述高频谐振单元外侧相对轴线成对设置，并且成对的c形谐振环的开口朝向面对面放置。

本发明利用成对组合使用的c形谐振环作为阵列天线隐形隔离条，从而解决了常规隔离手段因为内部空间紧张而无法实施的问题，既不占用阵元安装空间又能实现较强的隔离效果，并对交叉极化有较强抑制作用。本发明所述之c形谐振环隐形隔离条基于谐振环之间的电磁耦合，使阵元之间的电磁场局限在c形谐振环之间，改变了电磁场的传播通道，从而减弱或消除了阵元之间的耦合。此外，因谐振环自身的散射截面小，滋生的交叉极化远远低于常规手段。

具体实施方式中，所述高频谐振单元为高频振子，所述低频谐振单元为低频振子，或是高低频嵌套振子。该c形谐振环可以应用在高频振子和低频振子共轴阵列天线，具体的，其中低频振子中可嵌套部分所述高频振子，该高低频嵌套振子与其余高频振子间隔排布。

优选的，所述反射板两侧设有向上延伸的侧板，所述侧板在设置高频谐振单元的对应位置设有缺口，所述c形谐振环设置在所述缺口对应位置的侧板内侧。

优选的，所述c形谐振环是通过钣金加工而成的c形金属薄片。

优选的，所述c形谐振环包括基部，由基部上下两端向外延伸出的伸展部，由两个伸展部末端相对延伸出的收合部，上下两个收合部末端形成c形谐振环的开口。

优选的，所述c形谐振环的基部的高度h取值范围在50mm±5mm，宽度d取值范围在20mm±5mm。

优选的，所述c形谐振环的伸展部的延伸长度w取值范围在18mm±5mm。

优选的，所述c形谐振环上下两个收合部末端之间的距离取值范围在g＝15mm±5mm。

本发明还提供一种天线隔离组件，其包括在阵列天线中成对设置的c形谐振环，并且成对的c形谐振环的开口朝向面对面放置。

优选的，所述c形谐振环包括基部，由基部上下两端向外延伸出的伸展部，由两个伸展部末端相对延伸出的收合部，上下两个收合部末端形成c形谐振环的开口。

对比现有技术，本发明具有以下优点：

本发明阵列天线利用成对的c形谐振环(或c形谐振环二元组)之间的电磁耦合，改变了电磁场传播通道，从而减弱或消除了阵元之间的耦合，其散射截面低，产生交叉极化分量少，副作用小，解决了高密度阵列中常规手段难以实施的问题。

本发明所述之c形谐振环具有隐形分隔的效果，是一项创新性地利用耦合手段实现去耦合的技术发明，具有技术新颖，占用空间少，隔离效果好，对交叉极化具有较强抑制等优点，特别适用于双列或多列宽频、多频天线单元之间的隔离，适用于高密度阵列中常规隔离手段难以实施的场合。

【附图说明】

图1为本发明中的c形谐振环在反射板上安装示意图；

图2为本发明阵列天线实施例的结构示意图；

图3为本发明中的c形谐振环的结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1和图2，本发明阵列天线实施例及c形谐振环在反射板上安装示意图，所述阵列天线包括反射板110，设置在反射板110上的高频谐振单元310、低频谐振单元320、c形谐振环200，在本实施例中，所述c形谐振环200在所述高频谐振单元310外侧相对轴线成对设置，并且成对的c形谐振环200的开口朝向面对面放置。该c形谐振环200的具体位置在实施时根据天线内部空间可做调整。

在本实施例中，所述高频谐振单元310为高频振子，所述低频谐振单元320为低频振子，如图2所示。该c形谐振环200应用在高频振子310和低频振子320共轴阵列天线。

在可替换实施例中，所述低频谐振单元可以是高低频嵌套振子。具体的，其中低频振子中可嵌套部分所述高频振子，该高低频嵌套振子与其余高频振子间隔排布。

如图1和图2所示，所述反射板110两侧设有向上延伸的侧板120，所述侧板120在设置高频谐振单元310的对应位置设有缺口121，所述c形谐振环200设置在所述缺口121对应位置的侧板120内侧。所述c形谐振环200可紧贴侧板120内侧设置，或不紧贴，相对两个c形谐振环200之间距离为s，如图1所示，该距离s根据中心频率、带宽、天线布局和边界等条件而设定。

请参阅图3，所述c形谐振环200是通过钣金加工而成的c形金属薄片，成对使用，采用电耦合方式，c形谐振环缺口朝向面对面放置。所述c形谐振环包括基部210，由基部210上下两端向外延伸出的伸展部220，由两个伸展部220末端相对延伸出的收合部230，上下两个收合部230末端形成c形谐振环的开口。

在本实施例中，所述c形谐振环200的基部210的高度h取值范围在50mm±5mm，宽度d取值范围在20mm±5mm，所述c形谐振环的伸展部220的延伸长度w取值范围在18mm±5mm，所述c形谐振环上下两个收合部230末端之间的距离取值范围在g＝15mm±5mm。

上述关于c形谐振环200各部分的尺寸参数为具体实施例，不作为本发明的限制。在实际部署中应根据中心频率、带宽、天线布局和边界选择适合的参数，具体可利用电磁场仿真软件进行优化使效能得到最大发挥。对于常见的690～960mhz/1710～2690mhz双频天线，优化后的参数如下：h＝50mm,w＝18mm,d＝20mm，g＝15mm，采用图1所示部署方法，本发明对690～960mhz电磁波有良好的隔离效果，显著提高了前后比。

本发明利用成对组合使用的c形谐振环作为阵列天线隐形隔离条，从而解决了常规隔离手段因为内部空间紧张而无法实施的问题，既不占用阵元安装空间又能实现较强的隔离效果，并对交叉极化有较强抑制作用。本发明所述之c形谐振环隐形隔离条基于谐振环之间的电磁耦合，使阵元之间的电磁场局限在c形谐振环之间，改变了电磁场的传播通道，从而减弱或消除了阵元之间的耦合。此外，因谐振环自身的散射截面小，滋生的交叉极化远远低于常规手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。