用于LAA频段的定向基站天线的制作方法

用于laa频段的定向基站天线
技术领域
[0001]
本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种用于laa频段的定向基站天线。


背景技术：

[0002]
随着lte网络的部署和移动互联网的快速发展，数据业务迎来了大爆发，视频业务成为流量的主要类型，移动宽带数据流量连年呈指数级增长。在这样的情况下，移动运营商要怎样提供如此高的下行吞吐率来保证绝佳的用户体验呢？增加频谱带宽是提升速率最根本且是最重要的方式。然而，作为运营商最重要的资产，频谱资源往往是非常紧缺的。由于授权频谱的短缺，运营商自然而然地把眼光投向了非授权频谱，尤其是未经充分利用的5ghz频段。在非授权频谱上部署lte载波，可以使运营商在几乎不付出任何成本的情况下增加新的可用频谱。此类技术统称为lte-u(lte-unlicensed)。在综合考虑了lte技术实现以及和wlan的公平共存的基础上，3gpp(3rd generation partnership project，第三代合作伙伴计划)在r13版本中正式引入了laa(licence assisted access)技术，并在原有的lte频段分配表上为laa增加了一个新的频段编号：band 46。可以看出，laa频谱当前在3gpp中定义为tdd(时分双工)模式，囊括了从5150mhz到5925mhz这775mhz频段广阔的带宽。
[0003]
现有的用于laa频段的定向基站天线无法实现高质量的无线数据通信，且天线结构复杂，占用空间大。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于laa频段的定向基站天线，能实现超宽带宽，且具有高交叉极化比和高隔离度。
[0005]
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
[0006]
用于laa频段的定向基站天线，包括天线单元，所述天线单元包括支架，所述支架上设有天线振子，所述天线振子上分别设有第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，所述第一缝隙的形状为“十”字型，且所述第一缝隙将所述天线振子平均分为四个辐射部，每一个的所述辐射部上均设有中空部；所述第二缝隙位于所述中空部远离第一缝隙的一侧，且所述第二缝隙的一端与所述中空部连通；所述第三缝隙靠近所述天线振子的边缘设置，且所述第三缝隙的中部与所述第一缝隙的一端连通。
[0007]
进一步的，所述中空部的形状为圆形或多边形。
[0008]
进一步的，所述天线振子的形状为正方形，所述第二缝隙设置于所述天线振子的四个角，所述第三缝隙靠近所述天线振子的四个边设置。
[0009]
进一步的，所述第一缝隙包括四个的缝隙分支，每一个的所述缝隙分支的长度为5.55ghz对应的波长的0.375倍，所述第三缝隙的长度为5.55ghz对应的波长的0.75倍。
[0010]
进一步的，还包括pcb板，所述天线单元设置于所述pcb板上。
[0011]
进一步的，所述支架包括水平支撑板和垂直支撑板，所述天线振子设置于所述水平支撑板上，所述水平支撑板通过所述垂直支撑板设置于所述pcb板上，所述垂直支撑板包
括互为90
°
设置的第一支撑板和第二支撑板。
[0012]
进一步的，所述第一支撑板上设有第一馈电分支，所述第二支撑板上设有第二馈电分支，所述pcb板上设有馈电网络，所述第一馈电分支、第二馈电分支的一端分别与所述馈电网络连接。
[0013]
进一步的，所述第一支撑板和第二支撑板上还分别设有巴伦，所述巴伦位于所述第一支撑板远离第一馈电分支以及所述第二支撑板远离第二馈电分支的一侧面上。
[0014]
进一步的，还包括接地板，所述巴伦与所述接地板连接。
[0015]
进一步的，所述馈电网络包括馈电端口和一分二功分器，所述馈电端口通过所述一分二功分器与所述第一馈电分支或第二馈电分支连接。
[0016]
本实用新型的有益效果在于：通过在天线振子上设置第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，可使天线工作在laa频段(5150mhz～5925mhz)，且具备超宽带宽、高交叉极化比、高前后比和高隔离度的特点；本实用新型的定向基站天线的结构简单，整体体积小，制作成本低，适用于批量化生产。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的整体结构示意图；
[0018]
图2为为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的部分结构示意图；
[0019]
图3为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的另一整体结构示意图；
[0020]
图4为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的驻波比；
[0021]
图5为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的隔离度测试结果；
[0022]
图6为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的前后比；
[0023]
图7为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线的交叉极化比；
[0024]
图8为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线在h面和e面的波瓣宽度；
[0025]
图9为本实用新型实施例一的用于laa频段的定向基站天线最大增益随频率变化的曲线。
[0026]
标号说明：
[0027]
1、天线单元；11、天线振子；111、第一缝隙；112、第二缝隙；113、第三缝隙；114、中空部；12、水平支撑板；13、垂直支撑板；131、第一支撑板；132、第二支撑板；133、第一馈电分支；134、第二馈电分支；135、巴伦；2、pcb板；3、馈电端口；4、一分二功分器。
具体实施方式
[0028]
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0029]
本实用新型最关键的构思在于：通过在天线振子上设置第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，可使天线工作在laa频段(5150mhz～5925mhz)，且具备超宽带宽、高交叉极化比、高前后比和高隔离度的特点。
[0030]
请参照图1至图3，用于laa频段的定向基站天线，包括天线单元1，所述天线单元1
包括支架，所述支架上设有天线振子11，所述天线振子11上分别设有第一缝隙111、第二缝隙112和第三缝隙113，所述第一缝隙111的形状为“十”字型，且所述第一缝隙111将所述天线振子11平均分为四个辐射部，每一个的所述辐射部上均设有中空部114；所述第二缝隙112位于所述中空部114远离第一缝隙111的一侧，且所述第二缝隙112的一端与所述中空部114连通；所述第三缝隙113靠近所述天线振子11的边缘设置，且所述第三缝隙113的中部与所述第一缝隙111的一端连通。
[0031]
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过在天线振子上设置第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙，通过调整第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙的长度和宽度可使天线工作在laa频段(5150mhz～5925mhz)，第一缝隙可以削弱交叉极化分量，降低两路极化通道之间的耦合；具备超宽带宽、高交叉极化比、高前后比和高隔离度的特点；定向基站天线的结构简单，整体体积小，制作成本低，适用于批量化生产。
[0032]
进一步的，所述中空部114的形状为圆形或多边形。
[0033]
由上述描述可知，中空部的形状可以根据需要进行设置，且中空部的大小也可以根据需要进行调整。
[0034]
进一步的，所述天线振子11的形状为正方形，所述第二缝隙112设置于所述天线振子11的四个角，所述第三缝隙113靠近所述天线振子11的四个边设置。
[0035]
由上述描述可知，第三缝隙处的窄支路使天线振子沿该窄支路的组合电流方向为+45
°
或-45
°
极化方向，可以提高基站天线的交叉极化比；第二缝隙使得末端电流更加集中于第二缝隙的两侧，进一步加强辐射效果，提高增益。
[0036]
进一步的，所述第一缝隙111包括四个的缝隙分支，每一个的所述缝隙分支的长度为5.55ghz对应的波长的0.375倍，所述第三缝隙113的长度为5.55ghz对应的波长的0.75倍。
[0037]
进一步的，还包括pcb板2，所述天线单元1设置于所述pcb板2上。
[0038]
由上述描述可知，可以在pcb板上设置相应的卡槽，便于天线单元的组装。
[0039]
进一步的，所述支架包括水平支撑板12和垂直支撑板13，所述天线振子11设置于所述水平支撑板12上，所述水平支撑板12通过所述垂直支撑板13设置于所述pcb板2上，所述垂直支撑板13包括互为90
°
设置的第一支撑板131和第二支撑板132。
[0040]
进一步的，所述第一支撑板131上设有第一馈电分支133，所述第二支撑板132上设有第二馈电分支134，所述pcb板2上设有馈电网络，所述第一馈电分支133、第二馈电分支134的一端分别与所述馈电网络连接。
[0041]
由上述描述可知，第一馈电分支连接馈电网络的一端可以靠近第二馈电分支连接馈电网络的一端设置，这样可以降低耦合，提高隔离度。
[0042]
进一步的，所述第一支撑板131和第二支撑板132上还分别设有巴伦135，所述巴伦135位于所述第一支撑板131远离第一馈电分支133以及所述第二支撑板132远离第二馈电分支134的一侧面上。
[0043]
由上述描述可知，巴伦的高度可以为5.55ghz对应的波长的0.22倍。
[0044]
进一步的，还包括接地板，所述巴伦135与所述接地板连接。
[0045]
进一步的，所述馈电网络包括馈电端口3和一分二功分器4，所述馈电端口3通过所述一分二功分器4与所述第一馈电分支133或第二馈电分支134连接。
[0046]
请参照图1至图9，本实用新型的实施例一为：
[0047]
一种用于laa频段的定向基站天线，如图1所示，包括天线单元1和pcb板2，所述天线单元1设置于所述pcb板2上，天线单元1的数目可以根据需要进行设置，本实施例中，天线单元1的数目为两个。
[0048]
所述天线单元1包括支架，所述支架上设有天线振子11。如图2所示，所述天线振子11上分别设有第一缝隙111、第二缝隙112和第三缝隙113，所述第一缝隙111的形状为“十”字型，且所述第一缝隙111将所述天线振子11平均分为四个辐射部，每一个的所述辐射部上均设有中空部114，所述中空部114的形状为圆形或多边形。本实施例中，所述天线振子11的形状为正方形，第一缝隙111包括四个缝隙分支，但每一个缝隙分支并没有贯穿天线振子11的四条边。所述第二缝隙112位于所述中空部114远离第一缝隙111的一侧，且所述第二缝隙112的一端与所述中空部114连通，优选的，所述第二缝隙112设置于所述天线振子11的四个角，且第二缝隙112贯穿角的边缘。所述第三缝隙113靠近所述天线振子11的边缘设置，且所述第三缝隙113的中部与所述第一缝隙111的一端连通，优选的，所述第三缝隙113靠近所述天线振子11的四个边设置，且第三缝隙113设置于天线振子11的四个边的中部。本实施例中，第一缝隙111的每一个缝隙分支的长度为5.55ghz对应的波长的0.375倍，所述第三缝隙113的长度为5.55ghz对应的波长的0.75倍。
[0049]
本实施例中，所述支架包括水平支撑板12和垂直支撑板13，所述天线振子11设置于所述水平支撑板12上，所述水平支撑板12通过所述垂直支撑板13设置于所述pcb板2上，在pcb板2可以设置相应的卡槽以便于固定和组装垂直支撑板13，所述垂直支撑板13包括互为90
°
设置的第一支撑板131和第二支撑板132。如图3所示，所述第一支撑板131上设有第一馈电分支133，所述第二支撑板132上设有第二馈电分支134，所述pcb板2上设有馈电网络，所述第一馈电分支133、第二馈电分支134的一端分别与所述馈电网络连接。第一馈电分支133连接馈电网络的一端靠近第二馈电分支134连接馈电网络的一端设置，这样可以降低耦合，提高隔离度。所述馈电网络包括馈电端口3和一分二功分器4，所述馈电端口3通过所述一分二功分器4与所述第一馈电分支133或第二馈电分支134连接，此外，馈电网络的走线可以采用50ω的cable线。所述第一支撑板131和第二支撑板132上还分别设有巴伦135，所述巴伦135位于所述第一支撑板131远离第一馈电分支133以及所述第二支撑板132远离第二馈电分支134的一侧面上，优选的，巴伦135的高度可以为5.55ghz对应的波长的0.22倍。本实施例中，定向基站天线还包括接地板，所述巴伦135与所述接地板连接。
[0050]
图4为本实施例的用于laa频段的定向基站天线的驻波比，其中vswr(1)表示其中一个天线端口的驻波比，vswr(2)表示另一个天线端口的驻波比，从图中可以看出两路极化端口的驻波比小于1.45，在5150～5925mhz的频率范围内匹配良好。
[0051]
图5为本实施例的用于laa频段的定向基站天线的隔离度测试结果，从图中可以看出两路端口之间的隔离度大于26db。
[0052]
图6为本实施例的用于laa频段的定向基站天线的前后比，从图中可以看出，前后比大于23db。
[0053]
图7为本实施例的用于laa频段的定向基站天线的交叉极化比，从图中可以看出，交叉极化比轴向大于25db,交叉极化比扇区大于8db。
[0054]
图8为本实施例的用于laa频段的定向基站天线在h面和e面的波瓣宽度，从图中可
以看出h面波瓣宽度在56
°
～73
°
之间，e面波瓣宽度在28
°
～37
°
之间。
[0055]
图9为本实施例的用于laa频段的定向基站天线最大增益随频率变化的曲线，从图中可以看出增益区间在10
±
1dbi的范围内。
[0056]
综上所述，本实用新型提供的用于laa频段的定向基站天线，其结构简单，整体体积小，制作成本低，具备超宽带宽、高交叉极化比、高前后比和高隔离度的特点。
[0057]
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。