一种5G多频基站天线阵列的制作方法

本发明涉及天线技术领域，是一种适用于5g基站天线的多频天线阵列。

背景技术：

随着5g标准的日益完善，适应时代要求的新型基站的部署迫在眉睫。面对3gpp对5g时代提出的低时延、高用户体验速率等新要求，部署大规模天线阵列基站天线成为业内主要方案。但是由于天面空间和铁塔资源的限制，如何在尽可能节省成本的条件下部署5g基站成为急需解决的问题之一。

为了提高通信容量，对抗多径衰落，目前基站天线通常采用双极化天线。早期的基站各个系统制式单独架设各个频段的天线阵列，提供不同制式的服务。这样不仅会造成天面资源的紧张和浪费，同时也提高了运营维护的成本。因此，如果能够将多个频段的天线集成在一起，用一副天线阵列实现全网络的覆盖，而且各个频段天线的工作相对独立、互不影响，这样就能在很大程度上缓解天面资源紧张的问题，提高资源利用率，同时还可以大大降低生产、运营和维护成本。

为了将多个频段的天线集成在一起形成覆盖全网络的天线阵列，不仅要实现各个频段天线单元的小型化与宽带化，更重要的是要解决不同频段天线单元之间的互相影响，即需要解决天线单元去耦问题。本发明提出一种三频基站天线阵列，通过将三个频段的天线单元高低交错排列，不仅节省了天面资源，还在一定程度上提高了隔离度。

技术实现要素：

本发明为解决5g多频基站天线的阵列布局问题提出一种方案，本发明提供了一种多频基站天线阵列，本发明提供了以下技术方案：

一种多频基站天线阵列，所述天线阵列包括天线罩1、第一中频天线单元2、低频天线单元3、第二中频天线单元4、第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12；

低频天线单元3位于阵列的中心位置上，所述第一中频天线单元2与第二中频天线单元4对称排列在低频天线单元3的左右两侧，所述第一中频天线单元2与第二中频天线单元4与低频天线单元3在水平方向上的距离与天线单元的工作频段有关；所述第一中频天线单元2、低频天线单元3与第二中频天线单元4的最高表面并不位于同一水平面上；

所述第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12从左到右依次排列组成一个线阵列，线阵列平行于所述第一中频天线单元2、低频天线单元3与第二中频天线单元4在水平方向上的公共轴线，线阵列与所述低频天线单元3在水平面上的距离与天线单元工作频段有关，在垂直方向上，线阵列上表面与所述低频天线单元3、第一中频天线单元2、第二中频天线单元4都不在同一水平面上，而是高低交错排列；

所述天线罩1为长方体结构，将所述第一中频天线单元2、低频天线单元3、第二中频天线单元4、第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12全部包围在天线罩内部，所述天线罩1的内壁与所述各天线单元之间留有必要的距离。

优选地，所述天线罩1选用的材料为相对介电常数为4.5的玻璃钢，厚度为2㎜。

优选地，所述低频天线单元3与天线罩1内壁在垂直方向上的距离为2㎜。

优选地，所述第一中频天线单元2、第二中频天线单元4与天线罩1内壁在垂直方向上的距离为15㎜。

优选地，所述第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12与天线罩1内壁在垂直方向上的距离为8㎜。

本发明具有以下有益效果：

本发明将三个频段的天线单元都集成到一个天线阵列中，并通过高低交错的排布方式实现了提高隔离度的目的。

本发明的天线单元排布方式可以将更多天线单元集成到现有基站天线中，本发明天线阵列具有体积小、隔离度高、结构简单易于加工等优点，将其应用在5g新型基站中，可以大大节省天线安装空间，为5g基站天线的部署奠定基础。

附图说明

图1是天线阵列整体结构示意图；

图2是所述第二高频单元6与所述第一高频天线单元5在不同排列方式下的传输系数对比结果图；

图3是所述第四高频单元8与所述第一高频天线单元5在不同排列方式下的传输系数对比结果图；

图4是所述第六高频单元10与所述低频天线单元3在不同排列方式下的传输系数对比结果图；

图5是所述第七高频单元11与所述低频天线单元3在不同排列方式下的传输系数对比结果图；

图中，1-天线罩、2-第一中频天线单元、3-低频天线单元、4-第二中频天线单元、5-第一高频天线单元、6-第二高频天线单元、7-第三高频天线单元、8-第四高频天线单元、9-第五高频天线单元、10-第六高频天线单元、11-第七高频天线单元、12-第八高频天线单元；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

按照图1所示，本发明提供一种多频基站天线阵列，所述天线包括天线罩1、第一中频天线单元2、低频天线单元3、第二中频天线单元4、第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12；

所述天线罩1选用的材料为相对介电常数为4.5的玻璃钢，厚度为2㎜。低频天线单元3位于阵列的中心位置上，所述第一中频天线单元2与第二中频天线单元4对称排列在低频天线单元3的左右两侧，三者拥有相同的水平方向上的轴线，在水平方向上的间距为75㎜。所述第一中频天线单元2、低频天线单元3与第二中频天线单元4的最高表面并不位于同一水平面上，其中第一中频天线单元2第二中频天线单元4的上表面位于同一水平面上，与所述天线罩1的内表面间距为15㎜，所属低频天线单元3的上表面与与所述天线罩1的内表面间距为2㎜；

所述第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12从左到右依次排列组成一个线阵列，线阵列平行于所述第一中频天线单元2、低频天线单元3与第二中频天线单元4在水平方向上的公共轴线，线阵列与所述低频天线单元3在水平面上的距离为45㎜，在垂直方向上，线阵列上表面与所述低频天线单元3、第一中频天线单元2、第二中频天线单元4都不在同一水平面上，线阵列与所述天线罩1的内表面间距为8㎜；

根据图1所示，所述天线罩1为内部挖空的长方体结构，将所述第一中频天线单元2、低频天线单元3、第二中频天线单元4、第一高频天线单元5、第二高频天线单元6、第三高频天线单元7、第四高频天线单元8、第五高频天线单元9、第六高频天线单元10、第七高频天线单元11、第八高频天线单元12全部包围在天线罩内部，所述天线罩1的左右两侧内壁与低频天线单元3的反射板并不重合，左右两侧各分别留有1㎜的空间。

图2到图5给出了该天线阵列的部分仿真结果，其中图2给出了所述第二高频单元6与所述第一高频天线单元5在传统同一平面排列和本发明所提出的高低交错排列两种不同排列方式下的传输系数对比结果，可见本发明所述的排列方式有助于提高隔离度；图3给出了所述第四高频单元8与所述第一高频天线单元5在传统同一平面排列和本发明所提出的高低交错排列两种不同排列方式下的传输系数对比结果，可见本发明所述的排列方式有助于提高同频隔离度；图4给出了所述第六高频单元10与所述低频天线单元3在传统同一平面排列和本发明所提出的高低交错排列两种不同排列方式下的传输系数对比结果；图5给出了所述第七高频单元11与所述低频天线单元3在传统同一平面排列和本发明所提出的高低交错排列两种不同排列方式下的传输系数对比结果，可见本发明所述的排列方式同样有助于提高异频隔离度。

以上所述仅是多频基站天线阵列的优选实施方式，多频基站天线阵列的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。