一种混合多波束天线的制作方法

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种混合多波束天线。

背景技术：

随着移动互联网的迅猛发展，移动通信网络中的数据流量激增，对移动通信带宽容量产生巨大压力，特别是在用户密集的区域。例如市区的大型广场、交通枢纽、开放式体育场馆、大型运动场馆、文艺汇演场馆、旅游景点、高校宿舍楼群等，这些区域的数据流量巨大，目前移动通信网络的带宽容量难以满足移动互联网中图像和视频业务的需求，影响用户上网速度和体验。为了扩充网络容量，传统方案采用缩小天线覆盖区域增加载波，但是增加了基站数目，会面临站址选择和物业协调的难题，成本高，容量提升程度有限，难以满足用户密集区域的网络容量要求。

另一方面，目前为了满足移动通信中对高速数据传输的要求，国内外各大运营商正在普及td-lte和fdd-lte两种制式为主的第四代(简称4g)移动通信技术。使得如今，2g，3g和4glte网络并存。为了兼容多种通信制式，节约站址资源，减少天线数目，使多个不同频段的系统同时存在，需要使用能解决信号覆盖问题适用不同的通信制式，同时也能提升网络容量的混合多波束天线。

现有专利号为201621099895.x的中国专利提出了一种双频双波束天线，但由于该天线低频和高频都是双波束，故天线宽度较宽，体积较大，且有的频段传统的单波束天线能够满足其覆盖要求，故需要开发一种既能满足覆盖又能解决容量不足的小型化天线。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种混合多波束天线。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种混合多波束天线，包括反射板以及均安装于反射板上、相互嵌套的低频常规波束天线阵列、高频常规波束基站天线阵列和高频双波束天线阵列；其中低频天线阵列、高频常规波束天线阵列和高频双波束天线阵列分别组成常规的低频单波束天线系统、高频单波束天线系统和高频双波束天线系统；所述低频天线阵列包括至少一列低频辐射单元；所述高频常规基站天线阵列包括至少一列高频辐射单元；所述高频双波束天线阵列包括至少两个高频辐射单元第一子阵列，且水平方向相邻子阵列错开排列组成，每个高频双波束辐射单元第一子阵列由两行等间距直线排列的第二子阵列组成，每行高频双波束辐射单元第二子阵列由不小于3个的高频双波束辐射单元直线排列组成。

进一步地，双波束相邻高频辐射单元子阵列水平方向错开排列，错开间距为0.4～0.7倍的高频双波束辐射单元之间的列间距。

进一步地，每行高频双波束辐射单元之间的列间距相等，列间距为二分之一高频中心波长。

进一步地，所述高频常规波束辐射单元之间采用直线排列，行间距相等。

进一步地，所述低频基站天线阵列由两列等间距的低频辐射单元组成，两列低频辐射单元分别形成两个独立的低频天线系统，一个低频系统的首个低频辐射单元与其它辐射单元水平错开排列，放置于两低频系统中间，垂直方向间距相等，另一个低频系统的最后一个低频辐射单元与其它辐射单元水平错开排列，放置于两低频系统中间，垂直方向间距相等。

进一步地，位于相邻两个低频辐射单元之间的两行高频双波束辐射单元的行间距为第一间距；位于同一个低频辐射单元两侧的相邻高频双波束辐射单元的行间距为第二间距；第一间距和第二间距之和等于低频辐射单元之间的行间距。

进一步地，所述第二间距大于第一间距。

进一步地，所述高频常规波束天线阵列由两列高频辐射单元组成，两列高频常规波束辐射单元分别组成两个独立的高频系统，两个高频系统的列间距为0.7～1.5倍高频中心波长，辐射单元的行间距相等。

进一步地，所述高频常规波束天线阵列由两列高频辐射单元组成，两列高频常规波束辐射单元分别组成两个独立的高频系统，两列高频单波束系统分别分布在高频双波束系统的两侧，且各系统中辐射单元的行间距相等。

进一步地，所述低频天线阵列工作频段范围为694～960mhz；高频单波束天线阵列工作频段范围为1695～2690mhz，高频双波束天线阵列工作频段范围为1695～2690mhz。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明的一种混合多波束天线由低频天线阵列、高频常规波束天线阵列和高频双波束天线阵列彼此嵌套，实现了天线小型化。其中低频常规波束天线和高频常规波束基站天线可以解决信号覆盖问题，高频双波束天线可以解决容量不足问题，且高频双波束辐射单元第一子阵列采用相互错开的方式，能得到良好的水平旁瓣抑制的双波束方向图，有效降低了对相邻小区的干扰。该天线使多个不同频段的系统同时存在,兼容多种通信制式，在不增加天线站址和天面资源的条件下实现相邻小区的频率复用，提高网络容量，节约站址资源，减少天线数目。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中的混合多波束天线阵列排布图；

图2为实施例二中的混合多波束天线阵列排布图；

附图标记说明：

1-反射板；2、3、4-低频常规波束天线系统辐射单元；5-高频双波束天线系统辐射单元第二子阵列；6-高频单波束天线系统辐射单元；7、8、9-高频单波束天线系统辐射单元边界；10-高频双波束辐射单元；11-高频双波束天线系统辐射单元第一子阵列。

具体实施方式

为使本发明上述的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例中的混合多波束天线低频天线阵列工作频段范围为694～960mhz；高频单波束天线阵列工作频段范围为1695～2690mhz，高频双波束天线阵列工作频段范围为1695～2690mhz。

如图1所示，本实施例中的一种混合多波束天线，包括反射板1，以及均安装于反射板1上的低频天线阵列、高频常规波束基站天线阵列和高频双波束天线阵列。其中低频天线阵列、高频天线阵列和高频双波束天线阵列分别组成低频单波束天线系统、高频单波束天线系统和双波束天线系统，从而实现了工作于不同频段的不同系统的天线共用反射板及天线罩，实现了多系统共体设计，有利于天线小型化，节省安装空间。

其中低频天线阵列和高频常规波束天线阵列、高频双波束天线阵列相互嵌套，低频天线阵列由低频辐射单元2等间距l21排列而成，其中由首或尾辐射单元错开排列来控制水平面方向图的波束宽度。每列低频分别形成两个独立的低频系统，低频辐射单元3和低频辐射单元4等间距排列在两列低频辐射单元的中间，其中低频辐射单元3属于高频常规波束天线所在列的低频辐射单元系统，低频辐射单元4属于高频双波束天线所在列的低频辐射单元系统，高频双波束天线阵列由五个高频辐射单元第一子阵列11组成，且相邻高频辐射单元第一子阵列11水平方向错开排列；每个高频双波束辐射单元子阵列11由两行等间距直线排列的高频辐射单元第二子阵列5组成，高频常规波束天线阵列由两列高频辐射单元组成，每列由十个高频常规波束辐射单元6等间距d1直线排列而成，7、8、9为高频常规波束的辐射边界。

本例中每个低频系统由五个低频辐射单元组成，总的低频辐射单元个数为十，高频常规波束和高频双波束辐射单元的行数为十。

每行高频双波束辐射单元第二子阵列5由不小于三个的高频双波束辐射单元10直线排列组成，本例为四。每行高频双波束辐射单元之间的列间距d3相等，列间距为二分之一高频中心波长。相邻高频双波束辐射单元第一子阵列11水平方向上错开排列，错开间距约为l1为0.4～0.7倍高频双波束辐射单元列间距d3。相邻行高频双波束辐射单元10的行间距有两种：

1、双波束位于相邻两个低频辐射单元2之间的两行高频双波束辐射单元10的行间距为第一间距d2；

2、双波束分别位于同一个低频辐射单元2两侧的相邻高频双波束辐射单元10的行间距为第二间距d4。

第二间距d4大于第一间距d2，使低频辐射单元2和高频双波束辐射单元10之间的行距离尽可能拉开，以减少低频辐射单元2对高频双波束辐射单元10的遮挡。第一间距d2和第二间距d4之和等于低频辐射单元2之间的间距l21，两个低频基站天线系统分别位于反射板的两侧，具体排布见图1。

两列高频常规波束辐射单元6形成两个高频常规波束系统，每列分别属于一个高频常规波束天线系统。两个高频常规波束天线系统的列间距d5为0.7～1.5倍高频中心波长。

该实施例中的一种混合多波束天线，在天线小型化的基础上，实现超宽频、多频段、全频段和使网络兼具容量和覆盖的优点，同时可以支持三种不同形式的频段(694-960mhz/1695-2690mhz/1695-2690mhz),使多个不同频段的系统同时存在,兼容多种通信制式，在不增加天线站址和天面资源的条件下实现相邻小区的频率复用，提高网络容量，节约站址资源，减少天线数目。

实施例二

本实施例中的一种混合多波束天线其中低频基站天线阵列的排布和实施例一中的相同；高频双波束天线阵列中心位于底板的中心轴上，两列高频常规波束天线阵列的分别位于双波束的两侧，且相邻高频双波束辐射单元第一子阵列11水平方向错开排列，排列方式与实施例一中的相同；常规波束两行高频辐射单元6水平方向无偏移排列，具体见图2。同列高频常规波束辐射单元6的行间距与实施例一中的相同，双波束相邻高频辐射单元第一子阵列11错开的间距与实施例一中的相同，双波束位于相邻两个低频辐射单元3之间的两行高频双波束辐射单元10的行间距与双波束分别位于同一个低频辐射单元3两侧的相邻高频双波束辐射单元10的行间距也满足实施例一中的关系。低频常规波束天线阵列、高频常规波束天线阵列和高频双波束天线阵列的中心都位于反射板的中心轴向上，具体排布见图2。

本发明的一种混合多波束天线由低频常规波束天线阵列、高频常规波束天线阵列和高频双波束天线阵列彼此嵌套，实现了天线小型化，低频常规波束天线和高频常规波束天线可以解决信号覆盖问题，高频双波束天线可以解决容量不足问题，且高频双波束辐射单元第一子阵列采用相互错开的方式，能得到良好的水平旁瓣抑制的双波束方向图，有效降低了对相邻小区的干扰。该天线多个不同频段的系统同时存在,兼容多种通信制式，在不增加天线站址和天面资源的条件下实现相邻小区的频率复用，提高网络容量，节约站址资源，减少天线数目。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。