一种超表面加载基站天线的制作方法

本发明涉及无线通信，尤其涉及一种超表面加载基站天线。

背景技术：

1、基站是当代无线通信的基础性设施，基站天线的性能决定了整个无线系统的性能和质量。随着以5g、物联网为代表的无线通信技术的全面推进，迫切需要开发合适其应用场景的高品质天线组件。5g通信系统频段变多，对基站天线的性能提出了更高的要求。

2、目前常用的双频基站天线为了避免遮挡主要有以下几种方案：1、通过在低频天线上设计特殊结构（开槽，添加枝节等）使高频天线在低频天线上产生的减小或者抵消，使低频天线在特定频段实现等效的“电磁透明”效果。具有电磁透明效果的低频天线可以和高频天线在空间上高度集成，减小了天线体积。2、通过改变天线布局，使高频天线布局在低频天线上面，将低频天线充当高频天线的地，由于高频天线的体积较小，因此对低频天线的方向图影响较小，但低频天线依然会影响高频天线的方向图和交叉极化电平。此类方法的改进版是在低频天线与高频天线之间插入一层频率选择表面（fss），使高频天线与低频天线等效的隔离开来，此时fss只有低频频段能通过，因此可以充当高频天线的地，而高频频段不能通过fss，因此低频天线的结构不会影响高频段的方向图。此类方法的缺点是天线结构比较复杂，架设比较困难，并且天线整体的剖面较高，需要做低剖面设计。3、通过改变天线的设计，使低频天线和高频天线融合在一起，使高频天线成为低频天线的一部分，二者结构复用，理论上遮挡问题会大大减小。此类方法的缺点是高频天线与低频天线的集成度过高，组成较大阵列的时候高频天线单元的组阵灵活度下降。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种超表面加载基站天线，解决了现有双频基站天线存在的不足。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种超表面加载基站天线，它包括低频天线和高频天线，所述低频天线包括设置在低频基板底面四角上的低频环形偶极子，位于对角线上的两个低频环形偶极子上设置y形馈电枝节，y形馈电枝节与低频馈电同轴线的一端连接，低频馈电同轴线的另一端馈入低频金属地板内，在低频馈电同轴线的外壳上连接有馈电线扼流枝节，在低频基板正面设置有多个超表面，所述低频基板通过支撑柱固定在低频金属板上，低频天线通过y形馈电枝节进行馈电；

3、所述高频天线设置在低频天线的下方，高频天线包括设置在高频基板背面四角上的高频环形偶极子，高频环形偶极子与馈电结构的一端连接，馈电结构的另一端设置在高频金属板上，高频金属板设置在低频金属板上。

4、所述馈电结构包括印制在两个pcb基板上的第一高频段微带巴伦和第二高频段微带巴伦，两个pcb基板交叉放置实现双极化，在第一高频段微带巴伦和第二高频段微带巴伦上设置有高频馈电同轴线，所述第一高频段微带巴伦和第二高频段微带巴伦通过电容耦合结构与高频环形偶极子连接。

5、所述第一高频段微带巴伦和第二高频段微带巴伦包括微带线和巴伦地，巴伦地和电容耦合结构之间隔着pcb基板，形成叠层电容，所述高频馈电同轴线的内芯连接微带线，外壳与巴伦地连接，微带线将单端信号转换为差分信号，在巴伦地的两端形成差分信号，差分信号耦合到电容耦合结构上，电容耦合结构再接入到高频环形偶极子上。

6、所述低频环形偶极子的四角进行切角处理，改变切角的大小以调整低频环形偶极子的周长，从而调节低频环形偶极子的谐振频率。

7、所述超表面设置在低频环形偶极子的范围内，其由n×n的金属小贴片组成，超表面与低频环形偶极子在高频段形成电磁头透明效果，当高频天线工作时，超表面被激励实现再次辐射。

8、本发明具有以下优点：一种超表面加载基站天线，加载超表面实现了对高频天线的电磁透明，降低了低频天线对高频天线的影响，超表面的使用也可以调控低频天线的工作频率；馈电线扼流枝节的使用降低了高频天线的交叉极化电平，在水平面的高频方向图中±60°范围内交叉极化隔离度高于8db；使用电容耦合结构提高了高频天线端口与低频天线端口之间的隔离度，降低了高频天线对低频天线方向图的影响。

技术特征：

1.一种超表面加载基站天线，其特征在于：它包括低频天线和高频天线，所述低频天线包括设置在低频基板（4）底面四角上的低频环形偶极子（1），位于对角线上的两个低频环形偶极子（1）上设置y形馈电枝节（3），y形馈电枝节（3）与低频馈电同轴线（6）的一端连接，低频馈电同轴线（6）的另一端馈入低频金属地板（5）内，在低频馈电同轴线（6）的外壳上连接有馈电线扼流枝节（7），在低频基板（4）正面设置有多个超表面（2），所述低频基板（4）通过支撑柱（13）固定在低频金属板（5）上，低频天线通过y形馈电枝节（3）进行馈电；

2.根据权利要求1所述的一种超表面加载基站天线，其特征在于：所述馈电结构包括印制在两个pcb基板上的第一高频段微带巴伦（12）和第二高频段微带巴伦（14），两个pcb基板交叉放置实现双极化，在第一高频段微带巴伦（12）和第二高频段微带巴伦（14）上设置有高频馈电同轴线（11），所述第一高频段微带巴伦（12）和第二高频段微带巴伦（14）通过电容耦合结构（15）与高频环形偶极子（8）连接。

3.根据权利要求2所述的一种超表面加载基站天线，其特征在于：所述第一高频段微带巴伦（12）和第二高频段微带巴伦（14）包括微带线（17）和巴伦地（16），巴伦地（16）和电容耦合结构（15）之间隔着pcb基板，形成叠层电容，所述高频馈电同轴线（11）的内芯连接微带线（17），外壳与巴伦地（16）连接，微带线（17）将单端信号转换为差分信号，在巴伦地（16）的两端形成差分信号，差分信号耦合到电容耦合结构（15）上，电容耦合结构（15）再接入到高频环形偶极子（8）上。

4.根据权利要求1所述的一种超表面加载基站天线，其特征在于：所述低频环形偶极子（1）的四角进行切角处理，改变切角的大小以调整低频环形偶极子（1）的周长，从而调节低频环形偶极子（1）的谐振频率。

5.根据权利要求1所述的一种超表面加载基站天线，其特征在于：所述超表面（2）设置在低频环形偶极子（1）的范围内，其由n×n的金属小贴片组成，超表面（2）与低频环形偶极子（1）在高频段形成电磁头透明效果，当高频天线工作时，超表面（2）被激励实现再次辐射。

技术总结
本发明涉及一种超表面加载基站天线，属于无线通信技术领域，它包括低频天线和高频天线，低频天线包括设置在低频基板底面四角上的低频环形偶极子，位于对角线上的两个低频环形偶极子上设置Y形馈电枝节，其与低频馈电同轴线的一端连接，低频馈电同轴线的另一端馈入低频金属地板内，在低频馈电同轴线的外壳上连接有馈电线扼流枝节，低频天线固定在低频金属板上；高频天线包括设置在高频基板背面四角上的高频环形偶极子，高频环形偶极子与馈电结构的一端连接，馈电结构的另一端设置在高频金属板上。本发明加载超表面实现了对高频天线的电磁透明，降低了低频天线对高频天线的影响，超表面的使用也可以调控低频天线的工作频率。

技术研发人员：董元旦,罗颖川,程洋,黄春生
受保护的技术使用者：微网优联科技（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12