一种天线阵列、双极化天线及基站系统的制作方法

本实用新型涉及移动通信领域，具体而言，本实用新型涉及一种天线阵列、双极化天线及基站系统。

背景技术：

随着4G移动通信网络布网的逐步加速，同时为实现系统容量的提升，目前通用的实现手段为MIMO(Multiple-Input Multiple-Output多入多出系统)，配合的基站天线技术方案为side by side两天线阵列并列设置，在现有技术基础上，采用传统的两列布局来实现双频阵列天线,即双频阵列天线由水平排布的两个辐射阵列构成。而此种天线的水平宽度尺寸宽大，不适合构建小型化的多频阵列天线，若简单通过减小辐射阵列间距来缩小天线的水平宽度尺寸，则辐射阵列互耦将加大导致天线的水平波束宽度变宽、增益降低等问题。

然而，随着建站空间的限制、物业协调难度的增大，小型化需求成为天线的发展趋势。特别是铁塔公司成立后，为确保多家运营商能够实现共站址建站，对基站天线的小型化、多系统、宽频化需求日益加深。随着频带的拓宽，天线的尺寸也相应地增大，造成了安装的不便，常规方案天线尺寸收窄后增益、水平面波束宽度和前后比指标都急剧恶化，虽然尺寸减小，却带来网络覆盖质量的降低。

现有技术中为解决尺寸减小辐射指标变差的方案为：参考图1，通过将两列辐射阵列首部或者尾部两个单元并联作为一个阵因子与其中一个辐射阵列组阵，通过引入一个窄波束阵因子来缩小阵列水平面波束宽度，然而该方案在同样的物理长度尺寸下，垂直面组阵单元数减少导致阵列垂直面波束宽度变宽增益降低；另一种方案为：参考图2，通过将个别辐射单元在水平方向上的错位排布来实现双频阵列，虽然通过辐射单元的错位排布能使天线的水平尺寸减小，但由于个别辐射单元偏离辐射阵列的轴线，使得辐射单元的排布关于阵列轴线不对称，导致天线方向图出现不对称的副瓣、增益降低影响网络覆盖性能。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的旨在提供一种减小天线尺寸的情况下收窄水平面波束宽度，进而提升天线增益及前后比指标的天线阵列。

本实用新型的第二目的旨在提供一种应用该天线阵列的小型化双极化天线。

本实用新型的第三目的旨在提供一种运用该双极化天线的基站系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种天线阵列，包括并排设置的第一列元和第二列元，所述第一列元包含至少一个第一辐射单元，所述第二列元包含至少一个第二辐射单元，所述第一列元中的第一辐射单元均接入第一列元的移相馈电网络，所述第二列元中的第二辐射单元均接入第二列元的移相馈电网络，所述第一列元中还设有一个第二辐射单元，所述第二列元中设有一个与所述第一列元中的第二辐射单元平齐排列的第一辐射单元；

所述第一列元中任意和所述第二辐射单元相邻的第一辐射单元与所述第二列元中的第一辐射单元并联作为第一阵因子接入第一列元的移相馈电网络；

所述第二列元中任意与所述第一辐射单元相邻的第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元并联作为第二阵因子接入第二列元的移相馈电网络。

优选地，所述第一阵因子间的第一辐射单元之间的连线和所述第二阵因子间的第二辐射单元之间的连线相交，并且四个辐射单元所围成的中心区域可容置一个第一辐射单元或第二辐射单元。

优选地，所述第一列元中的第一辐射单元与所述第二列元中的第二辐射单元一一对应平齐排列。

优选地，所述第一列元中的第二辐射单元及所述第二列元中的第一辐射单元均设于阵列的首部，所述第一列元中的首个第一辐射单元与所述第二列元中的第一辐射单元组成所述第一阵因子，所述第二列元中的首个第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元组成所述第二阵因子。

优选地，所述第一列元中的第二辐射单元及所述第二列元中的第一辐射单元均设于阵列的尾部，所述第一列元中的最后一个第一辐射单元与所述第二列元中的第一辐射单元组成所述第一阵因子，所述第二列元中的最后一个第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元组成所述第二阵因子。

优选地，所述第一列元包含至少五个第一辐射单元，所述第二列元包含至少五个第二辐射单元，且所述第一列元及所述第二列元工作于同一频段。

优选地，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元均为±45度极化的辐射单元。

一种双极化天线，包括反射板、设于反射板上的天线阵列及为所述天线阵列馈电的移相馈电网络，所述天线阵列为上述的天线阵列，所述移相馈电网络包括为所述第一列元馈电的第一移相馈电网络和为所述第二列元馈电的第二移相馈电网络。

一种基站系统，包括上述的双极化天线。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

本方案中，所述第一列元中任意和所述第二辐射单元相邻的第一辐射单元与所述第二列元中的第一辐射单元并联作为第一阵因子接入第一列元的移相馈电网络；所述第二列元中任意与所述第一辐射单元相邻的第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元并联作为第二阵因子接入第二列元的移相馈电网络，从而实现在不增加辐射单元数量且减小天线尺寸的情况下收窄水平面波束宽度，进而提升天线增益和前后比指标，实现了天线的小型化设计。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术的一种双极化天线的结构示意图；

图2为现有技术的另一种双极化天线的结构示意图；

图3为本实用新型天线阵列的第一实施例示意图；

图4为本实用新型天线阵列的第二实施例示意图；

图5为本实用新型天线阵列的第三实施例示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图3～5所示，本实施例提供一种天线阵列，包括并排设置的第一列元1和第二列元2，所述第一列元1包含至少一个第一辐射单元，所述第二列元2包含至少一个第二辐射单元，所述第一列元1中还包含一个第二辐射单元，所述第二列元2中还包含一个第一辐射单元，其中，第一列元1中的第二辐射单元与所述第二列元2中的第一辐射单元平行设置。

本方案中，所述第一列元1中任意和所述第二辐射单元相邻的第一辐射单元与所述第二列元2中的第一辐射单元并联作为第一阵因子a接入第一列元的移相馈电网络；所述第二列元中任意与所述第一辐射单元相邻的第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元并联作为第二阵因子b接入第二列元的移相馈电网络，从而实现在不增加辐射单元数量且减小天线尺寸的情况下收窄水平面波束宽度，进而提升天线增益和前后比指标，实现了天线的小型化设计。

优选地，所述第一阵因子间的第一辐射单元之间的连线和所述第二阵因子间的第二辐射单元之间的连线相交，并且四个辐射单元所围成的中心区域可容置一个第一辐射单元或第二辐射单元，本实用新型中，如此设计第一阵因子与第二阵因子间的四个辐射单元之间的空间距离，可进一步保证良好的天线增益和前后比指标。

优选地，所述第一列元及所述第二列元工作于同一频段，且所述第一列元包含至少五个第一辐射单元，所述第二列元包含至少五个第二辐射单元，从而可以保证良好的天线增益和前后比指标。

优选地所述第一辐射单元与所述第二辐射单元均为±45°极化辐射单元。

如图3～5所示，本实用新型的实施例中，以所述第一列元1中包含五个第一辐射单元，所述第二列元中包含五个第二辐射单元为例，有如下三种实施例：

实施例一

所述第一列元中的第二辐射单元及所述第二列元中的第一辐射单元均设于阵列的首部，所述第一列元中的首个第一辐射单元与所述第二列元中的第一辐射单元组成所述第一阵因子，所述第二列元中的首个第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元组成所述第二阵因子。

如图3所示，所述第一列元1包含一个第二辐射单元101且所述第二辐射单元101位于所述第一列元1的首部，所述第一列元1还包含五个第一辐射单元102、103、104、105和106，所述第一列元1的移相馈电网络对应设置有移相输出端口111、112、113、114、115。所述第一辐射单元103、104、105、106一一对应接入移相输出端口112、113、114、115。所述第二列元2包含一个第一辐射单元201且所述第一辐射单元201位于所述第二列元2的首部，所述第二列元2还包含五个第二辐射单元202、203、204、205和206，所述第二列元的移相馈电网络对应设置有移相输出端口211、222、223、224、225。所述第二辐射单元203、204、205、206一一对应接入移相输出端口222、223、224、225。

所述第一辐射单元102、103、104、105、106与第二辐射单元202、203、204、205、206一一对应且平齐排列。所述第一列元1中的第一辐射单元102与第二列元2中的第一辐射单元201组成第一阵因子a接入第一列元的移相馈电网络的移相输出端口111，所述第二列元2中的第二辐射单元202与第一列元1中的第二辐射单元101组成第二阵因子b接入第二列元的移相馈电网络的移相输出端口221；其中，所述第一辐射单元102、第一辐射单元201、第二辐射单元202和第二辐射单元101所围成的中心区域可容置一个第一辐射单元或第二辐射单元。

实施例二

所述第一列元中的第二辐射单元及所述第二列元中的第一辐射单元均设于阵列的尾部，所述第一列元中的最后一个第一辐射单元与所述第二列元中的第一辐射单元组成所述第一阵因子，所述第二列元中的最后一个第二辐射单元与所述第一列元中的第二辐射单元组成所述第二阵因子。

如图4所示，所述第一列元1包含一个第二辐射单元106且所述第二辐射单元106位于所述第一列元1的尾部，所述第一列元1还包含五个第一辐射单元101、102、103、104和105，所述第一列元1的移相馈电网络对应设置有移相输出端口111、112、113、114和115。所述第一辐射单元101、102、103、104一一对应接入移相输出端口111、112、113、114；所述第二列元2包含一个第一辐射单元206且所述第一辐射单元206位于所述第二列元2的尾部，所述第二列元2还包含五个第二辐射单元201、202、203、204和205，所述第二列元的移相馈电网络对应设置有移相输出端口211、222、223、224、225。所述第二辐射单元201、202、203、204一一对应接入移相输出端口221、222、223、224。

所述第一辐射单元101、102、103、104、105与第二辐射单元201、202、203、204、205一一对应且平齐排列。所述第一列元1中的第一辐射单元105与第二列元2中的第一辐射单元206组成第一阵因子a接入第一列元的移相馈电网络的移相输出端口115，所述第二列元2中的第二辐射单元205与第一列元1中的第二辐射单元106组成第二阵因子b接入第二列元的移相馈电网络的移相输出端口225，其中，所述第一辐射单元105、第一辐射单元206、第二辐射单元205和第二辐射单元106所围成的中心区域可容置一个第一辐射单元或第二辐射单元。

实施例三

如图5所示，所述第一列元1包含一个第二辐射单元102且所述第二辐射单元106位于所述第一列元1的中部，所述第一列元1还包含五个第一辐射单元101、103、104、105和106，所述第一列元1的移相馈电网络对应设置有移相输出端口111、112、113、114和115。所述第一辐射单元101、104、105、106一一对应接入移相输出端口111、113、114、115；所述第二列元2包含一个第一辐射单元202且所述第一辐射单元202位于所述第二列元2的中部，所述第二列元2还包含五个第二辐射单元201、203、204、205、206，所述第二列元的移相馈电网络对应设置有移相输出端口211、222、223、224、225。所述第二辐射单元201、204、205、206一一对应接入移相输出端口221、223、224、225。

所述第一辐射单元101、103、104、105、106与第二辐射单元201、203、204、205、206一一对应且平齐排列。所述第一列元1中的第一辐射单元103与第二列元2中的第一辐射单元202组成第一阵因子a接入第一列元的移相馈电网络的移相输出端口112，所述第二列元2中的第二辐射单元203与第一列元1中的第二辐射单元102组成第二阵因子b接入第二列元的移相馈电网络的移相输出端口222，其中，所述第一辐射单元103、第一辐射单元202、第二辐射单元203和第二辐射单元102所围成的中心区域可容置一个第一辐射单元或第二辐射单元。

如图3～5所示，本实用新型还提供一种双极化天线100，包括反射板(未示出)、设于反射板上的上述天线阵列及分别为两个列元馈电的第一移相馈电网络11和第二移相馈电网络22，所述第一移相馈电网络11为第一列元1的移相馈电网络，所述第二移相馈电网络22为第二列元2的移相馈电网络。由于所述双极化天线100采用了上述的天线阵列，因此，可以在不增加辐射单元数量的情况下收窄水平面波束宽度，进而提升天线增益和前后比指标，有利于天线的小型化设计。

另外，本实用新型还提供了一种基站系统(未示出)，包括上述的双极化天线100，因此可以减小基站系统的占地面积，提高基站系统工作的可靠性。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。