一种新型小型化多频天线阵列的制作方法

1.本实用新型涉及无线通讯技术领域，具体的说是一种新型小型化多频天线阵列。


背景技术：

2.随着5g基站在全球的铺设，铁塔上可利用的空间越来越少，将3g/4g/5g基站结合为一体显得迫在眉睫。然而，将不同频段的天线放在同一个阵列中，会造成跨带干扰，使得方向图和隔离度变差，辐射效率变低。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供一种新型小型化多频天线阵列，其中包括基站天线的大规模阵列，基站天线，侧边反射阵列，阵元新型分布方式，隔离条，移相电路和功分电路结构，增益比同类阵列高，尺寸更小，交叉极化比高，高度低，成本较低，易于生产，且使得产品的辐射性能提升，在市场上具有较强的竞争力。
4.本实用新型通过以下技术方案来实现：
5.一种新型小型化多频天线阵列，包括实现各种功能的天线结构、由各种反射电路及隔离条所组成的电路阵列以及由移相电路和功分电路所组成的电路板块。
6.进一步的，所述天线结构包括：工作在0.69-0.96 ghz的高增益小型化偶极子天线，工作在0.69-0.96 ghz的小型化偶极子滤波天线，工作在1.7-2.7 ghz的半波偶极子天线。
7.进一步的，若干个高增益小型化偶极子天线和小型化偶极子滤波天线均位于阵列中线上且处于同一条轴线上，两者共同完成一路基站天线的工作；所述半波偶极子天线分为四组，其关于阵列中心轴线对称，且四组半波偶极子天线在纵向上均具有水平差。
8.进一步的，所述高增益小型化偶极子天线位于同列的小型化偶极子滤波天线的两端，两列半波偶极子天线分别位于高增益小型化偶极子天线以及小型化偶极子滤波天线的两侧，在小型化偶极子滤波天线的下方还设置有两列半波偶极子天线，且小型化偶极子滤波天线的四个振子臂分别对应延伸至位于阵列中线上的半波偶极子天线上方，位于阵列中线上的半波偶极子天线与位于小型化偶极子滤波天线两侧的半波偶极子天线交错设置。
9.进一步的，所述的高增益小型化偶极子天线由两部分组成：一部分为不需要滤波电路结构的高增益偶极子，另一部分为用于连接振子与电路模块的馈电电路模块ⅰ。
10.进一步的，所述的小型化偶极子滤波天线由四部分组成：第一部分为电路尺寸较小且其上设有带阻滤波电路结构的偶极子辐射面，所述偶极子辐射面介电常数为3.0且基板形状为蝶型，所述偶极子辐射面上的电路由四个关于轴心对称的部分组成，相对两个为一组偶极子，相邻两个相互正交，整个偶极子辐射面为双极化偶极子辐射面；
11.第二部分为连接振子辐射面的两个阻抗匹配电路及巴伦电路，两个阻抗匹配电路及巴伦电路相互正交且分别与连接振子辐射面上两个相互正交的极化电路相连接；
12.第三部分为放置在接地地面上的引线基板，其上布有连接两个阻抗匹配电路及巴
伦电路的50ω电路，两个阻抗匹配电路及巴伦电路分别插在引线基板上；引线基板的另一端连接外部电路模块，第四部分为支撑整个天线结构的塑料件。
13.进一步的，所述半波偶极子天线由四部分组成：第一部分为压铸振子；第二部分为嵌在振子中且与振子耦合连接的两块巴伦基板；第三部分为振子上方10mm处的引向片；第四部分为连接振子与功分馈电网络的馈电电路模块ⅱ。
14.进一步的，所述电路阵列包括：工作在1.7-2.7 ghz的隔离条和反射带，和工作在0.69-2.7 ghz的反射阵列。
15.进一步的，所述隔离条分布在每一列天线结构之间，由铝条制成；所述反射带分布在阵列外侧，由铝制板材组成；所述反射阵列处于反射带上方，由在pcb板上印刷各种电路组成。
16.进一步的，所述电路板块包括：工作在1.7-2.7 ghz的两个移相电路，工作在1.7-2.7 ghz的两个功分馈电网络，以及工作在0.69-0.96 ghz的电路模块。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.（1）本实用新型在保证阵列小型化的基础上，大幅减小了应用于3g/4g/5g基站天线中用于某一工作频段的天线对工作在其他行列的天线的干扰；
19.（2）采用宽频滤波天线，有效滤除来自其他频带的同极化或非同极化的电波；
20.（3）将高增益天线与滤波天线结合组阵，在保证其他频带天线工作正常的情况下，增大了天线阵列的增益，同时使天线的成本和重量得以控制；
21.（4）通过新型拓扑方式，使四路振子以较高增益和高隔离度的状态工作在原本只能容纳三列振子的空间中；
22.（5）当阵列拓扑结构过于小型化时，常规反射板无法对天线产生良好反射效应。本实用新型提供了一种反射技术，使天线波宽有效变小，整个工作频段的增益均有提高；
23.（6）对于工作在1.7-2.7ghz的天线，采用特殊拓扑方式，在保证其任意两列间的隔离度达标的情况下，整体增益保持在较高的水准。
附图说明
24.图1是本实用新型的完整阵列模型简图，其中天线结构1和电路阵列2用实线表示，电路板块3均用虚线表示；
25.图2是本实用新型的高增益小型化偶极子天线的结构示意图；
26.图3是本实用新型的小型化偶极子滤波天线的结构示意图；
27.图4是本实用新型的半波偶极子天线结构示意图；
28.图5是本实用新型的隔离条的结构示意图；
29.图6是本实用新型的反射带的结构示意图；
30.图7是本实用新型的反射阵列的结构示意图；
31.图8是本实用新型四路工作在1.7-2.7 ghz的高增益偶极子的具体分布方式；
32.附图标记：1、天线结构，11、高增益小型化偶极子天线，111、高增益偶极子，112、馈电电路模块ⅰ，12、小型化偶极子滤波天线，121、偶极子辐射面，124、引线基板，13、半波偶极子天线，131、压铸振子，132、巴伦基板，133、引向片，134、馈电电路模块ⅱ，2、电路阵列，21、隔离条，22、反射带，23、反射阵列，3、电路板块。
具体实施方式
33.下面根据附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.实施例1
35.如图1所示，一种新型小型化多频天线阵列，包括实现各种功能的天线结构1、由各种反射电路及隔离条所组成的电路阵列2以及由移相电路和功分电路所组成的电路板块3。
36.如图1所示，所述天线结构1包括：工作在0.69-0.96 ghz的高增益小型化偶极子天线11，工作在0.69-0.96 ghz的小型化偶极子滤波天线12，采用宽频滤波天线，有效滤除来自其他频带的同极化或非同极化的电波，工作在1.7-2.7 ghz的半波偶极子天线13，将高增益天线与滤波天线结合组阵，在保证其他频带天线工作正常的情况下，增大了天线阵列的增益，同时使天线的成本和重量得以控制；
37.如图1所示，若干个高增益小型化偶极子天线11和小型化偶极子滤波天线12均位于阵列中线上且处于同一条轴线上，两者共同完成一路基站天线的工作；
38.如图1或7所示，所述半波偶极子天线13分为四组，分别定为13a、13b、13c、13d，分别完成不同的工作，其中13a、13b与13c、13d关于阵列中心轴线对称，且四组半波偶极子天线13在纵向上均具有水平差；
39.具体地分布如图1所示，所述高增益小型化偶极子天线11位于同列的小型化偶极子滤波天线12的两端，两列半波偶极子天线13分别位于高增益小型化偶极子天线11以及小型化偶极子滤波天线12的两侧，在小型化偶极子滤波天线12的下方还设置有两列半波偶极子天线13，且小型化偶极子滤波天线12的四个振子臂延伸至位于阵列中线上的半波偶极子天线13上方，位于阵列中线上的半波偶极子天线13与位于小型化偶极子滤波天线12两侧的半波偶极子天线13在径向上交错设置，这样的组阵形式可以达到较好的空间复用效果；进一步减小各个阵列之间的相互耦合，得到更好的隔离效果；
40.如图2所示，所述高增益小型化偶极子天线11由两部分组成：一部分为成本较低、尺寸较小、不需要滤波电路结构的高增益偶极子111，且采用一体化压铸振子来实现；另一部分为用于连接振子与电路模块33的馈电电路模块ⅰ112。
41.如图3所示，所述的小型化偶极子滤波天线12由四部分组成：第一部分为电路尺寸较小且其上设有带阻滤波电路结构的偶极子辐射面121，所述偶极子辐射面121介电常数为3.0且基板形状为蝶型，所述偶极子辐射面121上的电路由四个关于轴心对称的部分组成，相对两个为一组偶极子，相邻两个相互正交，整个偶极子辐射面121为双极化偶极子辐射面；即偶极子辐射面121对角的两个振子臂为一组极化，两组极化方向相反，两组振子臂正交设置形成正负45
°
极化方向分布；
42.第二部分为连接振子辐射面121的两路阻抗匹配电路及巴伦电路122与123，两路阻抗匹配电路及巴伦电路122与123相互正交且分别与连接振子辐射面121上两个相互正交的极化电路相连接，可控制天线在空间中进行+/-45
ꢀ°
极化电场的辐射；
43.第三部分为放置在接地地面上的引线基板124，其上布有连接两路阻抗匹配电路及巴伦电路122与123的50ω电路，两路阻抗匹配电路及巴伦电路122与123分别插在引线基板124上；引线基板124的另一端连接外部电路模块33；第四部分为支撑整个天线结构12的塑料件。
44.如图4所示，所述半波偶极子天线13由四部分组成：第一部分为成本较低、尺寸较
小的压铸振子131；第二部分为嵌在振子中且与振子耦合连接的两块巴伦基板132；第三部分为振子131上方10mm处的引向片133；第四部分为连接振子与功分馈电网络的馈电电路模块ⅱ134。
45.如图5-7所示，所述电路阵列2包括：工作在1.7-2.7 ghz的隔离条21和反射带22，和工作在0.69-2.7 ghz的反射阵列23。
46.其中，所述隔离条21分布在每一列天线结构13之间，由铝条制成，通过隔离条21的设置，使阵元间即便间隔很小，也不会产生明显的耦合效应，反射带22分布在阵列外侧，由铝制板材组成；反射阵列23处于反射带22上方，由在pcb板上印刷各种电路组成。
47.如图1和图7所示，所述电路板块3包括：工作在1.7-2.7 ghz的两个移相电路311和312，工作在1.7-2.7 ghz的两个功分馈电网络321和322，分别为天线单元进行
±
45
°
极化馈电，以及工作在0.69-0.96 ghz的移相电路和功分电路组成的电路模块33。
48.综上所述，本实用新型将高增益天线和滤波天线技术，通过合理的拓扑方式，再搭配多种隔离技术，并将上述技术分布在多频天线阵列中，从而一方面使天线能在保证阵列小型化、轻量化、各自频带良好工作、互不干扰的情况下，辐射出高增益的电场；另一方面使四路振子以较高增益和高隔离度的状态工作在原本只能容纳三列振子的空间中，且整体成本较低，拆卸方便，在未来多天线基站阵列中具有十分强的竞争力。
49.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。