一种阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种阵列天线。
【背景技术】
[0002]随着无线技术的高速发展，无线网络中数据业务迅速增长。据预测，在未来十年间，数据业务将以每年1.6-2倍的速率增长，这给整个无线通信网络带来巨大挑战。
[0003]随着无线宽带业务需求的不断增多，移动运营商需要不断增加空口带宽和基站数量，由此带来的无线接入网络的能源消耗问题变得日益严重，节能减排已迫在眉睫。据统计，基站站点造成的能耗占总能耗的百分之七十以上，因此只有提高接入网能效才能达到降低能耗提高容量的目的。
[0004]大规模天线技术，即在基站部署大规模多天线(如部署128根天线)，利用不同算法来调整不同天线上的信号幅度与相位，进行波束赋形，为网络提供大容量和低能耗的接入。该技术的价值很早就在无线通信领域得到认可，它不仅可以有效提升网络的频谱效率，还不会提高带宽和功率。
[0005]研究表明随着天线数目的增大，系统能效增高。但是在实际天线阵中，天线间存在电磁耦合效应。如图1所示，第一天线A和第二天线B相邻，第一天线A上的时变电流产生时变电磁场，该时变电磁场将会稱合到第二天线B上，形成稱合感应电流，该电流方向如第二天线B上箭头所示。通过仿真发现，当天线数目增加到一定程度之后，例如增加到50个以上时，系统容量受限于天线阵子之间的耦合。
[0006]而目前天线阵子之间的耦合都是通过增加天线阵子之间的距离来解决的。而当天线阵子非常多时，这种解决天线阵子之间的耦合的方案将大大增加天线的体积。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明实施是例的目的在于提供一种阵列天线，该阵列天线可在不过多增加天线系统体积的前提下，有效降低天线之间的耦合效应。
[0008]本发明实施例通过如下技术方案实现:
[0009]根据本发明实施例的一个方面，提供了一种阵列天线，包括多个天线阵子，所述阵列天线还包括:至少一个设置于相邻的第一天线阵子和第二天线阵子之间的阻隔单元，用于利用第一感应电流在所述第二天线阵子上产生第二感应电流，以至少部分抵消所述第二天线阵子上的第三感应电流；所述第一感应电流为所述第一天线阵子上传输的信号电流耦合到所述阻隔单元后产生的感应电流，所述第三感应电流为所述第一天线阵子上传输的信号电流耦合到所述第二天线阵子后产生的感应电流。
[0010]较佳的，所述第二感应电流和第三感应电流大小相同，方向相反。
[0011]可选的，任意两个相邻的天线阵子间均设置有所述阻隔单元。
[0012]优选的，所述阻隔单元的长度在四分之一到一个波长之间。
[0013]可选的，所述天线阵子为非平衡天线阵子，所述阻隔单元与天线地之间间隔一定距离。
[0014]可选的，所述天线阵子为平衡天线阵子，所述阻隔单元上设置有一狭缝结构。
[0015]更佳的，本发明的一些实施例中，还包括:对应于天线阵子设置的信号采集链路，和对应的阻隔单元电连接，用于采集天线阵子上的信号耦合到所述阻隔单元上的第一耦合感应电流，用于阵列天线下行校准，以及向所述阻隔单元输出激励信号，使得激励信号耦合到所述天线阵子产生用于阵列天线上行校准的第二耦合感应电流。
[0016]较佳的，所述信号采集链路为对应的天线阵子的收发链路。
[0017]可选的，所述天线阵子为非平衡天线阵子，所述阻隔单元与天线地之间间隔一定距离。
[0018]可选的，所述天线阵子为平衡天线阵子，所述阻隔单元上设置有一狭缝结构。
[0019]较佳的，所述阻隔单元为相对于定向耦合器的窄带器件。
[0020]较佳的，所述阻隔单元工作于第一天线阵子和第二天线阵子的隔离频点上。
[0021]从上面所述可以看出，本发明及其实施例所提供的阵列天线，在两个天线阵子之间设置阻隔单元，利用第一天线上传输的信号电流耦合到该阻隔单元上的第一感应电流，在第二天线阵子上产生第二感应电流，进一步用该第二感应电流抵消第一天线阵子上传输信号的电流耦合到第二天线阵子上产生的第三感应电流，从而有效降低天线阵子之间的耦合度，缩小大规模天线阵子之间的间距，减小整个阵列天线的面积，提高系统容量。
[0022]此外，本发明实施例中还设有信号采集链路，可采集隔离单元和天线阵子之间的耦合电流，从而能够实现对阵列天线的校准。
[0023]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0024]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0025]图1为现有技术中天线阵子之间的耦合效应示意图；
[0026]图2为现有技术中天线校准电连接示意图；
[0027]图3为本发明一个实施例提供的包含一对天线阵子和一个阻隔单元的阵列天线在俯视方向上一部分结构不意图；
[0028]图4为图3的阵列天线增设阻隔单元后的阵列天线结构示意图；
[0029]图5为本发明另一个实施例提供的包含有一对天线阵子和一个阻隔单元的阵列天线在俯视方向上结构示意图；
[0030]图6为图5的阻隔单元和天线地在组装状态下左视方向上示意图；
[0031]图7为阻隔单元复用作为天线校准时增加的信号采集链路与天线阵子和阻隔单元的连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了给出有效的实现方案，本发明实施例提供了以下实施例，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明。
[0033]根据本发明实施例的阵列天线，包括多个天线阵子，还包括:至少一个设置于相邻的第一天线阵子和第二天线阵子之间的阻隔单元，用于利用第一感应电流在所述第二天线阵子上产生第二感应电流，以至少部分抵消所述第二天线阵子上的第三感应电流；
[0034]上述第一感应电流为所述第一天线阵子上传输的信号电流耦合到所述阻隔单元后产生的感应电流，上述第三感应电流为所述第一天线阵子上传输的信号电流耦合到所述第二天线阵子后产生的感应电流。
[0035]具体的，第一天线阵子和第二天线阵子可以包括环状天线、倒F形天线、条带天线、平面倒F形天线、缝隙天线、腔式天线、单极天线、偶极天线、贴片天线、微带天线等。
[0036]本发明具体实施例中，通过设置一阻隔单元，来实现二次耦合，进而通过二次耦合到天线阵子上的感应电流来抵消天线阵子上由天线阵子之间的一次耦合生成的感应电流，从而能够有效降低天线阵子之间的耦合度，进而在满足耦合度要求的情况下缩小大规模天线阵子之间的间距，减小整个阵列天线的面积。
[0037]本发明的一个实施例所提供的阵列天线结构如图3所示，展示了包含有一对天线阵子和一个阻隔单元的阵列天线在俯视方向上的一部分结构。如图3所示，该阵列天线包括:第一天线阵子301、第二天线阵子302、阻隔单元303。在图3所示的布置中，阻隔单元303设置于第一天线阵子301和第二天线阵子302之间。
[0038]在第一天线阵子301上存在时变电流Iexeited的情况下，根据法拉第电磁感应定理和安培定理，变化电场会产生磁场，变化磁场会产生电场，第一天线阵子301上的电流将耦合到阻隔单元303上,形成第一感应电流Iparasiti。。
[0039]在第二天线阵子302的两端，第一天线阵子301上变化的电场导致产生第三感应电流Idi_t。而由寄生单元上第一感应电流Iparasiti。也会耦合到天线B的中间位置，形成第二感应电流Ieanral，三者上的电流方向如图3所示。由于Ieanral和Idirert方向相反，因而这两路感应电流可以至少部分抵消，从而可有效减少第一天线阵子301和第二天线阵子302之间的耦合效应。
[0040]在实际情况下，阻隔单元303本身会对第一天线阵子301上的时变电流Iexeited所产生的变化磁场进行阻挡，导致在第二天线阵子302上产生的第一耦合电流IpaMsiti。小于不设置阻隔单元303时第二天线阵子302上所产生的感应电流。因而阻隔单元303在本身就对第一天线阵子301和第二天线阵子302之间的耦合效应起到减弱作用。
[0041]图3所示的实施例中，天线阵子采用平衡天线阵子；阻隔单元也可以应用于具有非平衡天线阵子的阵列天线，具体的，将阻隔单元设置于第一天线阵子和第二天线阵子之间，通过同样的原理降低两个天线阵子之间的耦合效应。
[0042]如图5所示，其第一天线阵子501和第二天线阵子502为微带天线的天线阵子，阻隔单元503设置于第一天线阵子501和第二天线阵子502之间。该结构的阵列天线耦合隔离原理与图3所示的实施例相同，在此不再重复描述。
[0043]当天线阵子采用除了微带天线之外的其它非平衡天线时，阻隔单元的设置方式与图3或图5相同。
[0044]阻隔单元的形状，可以采用图3中所示的工字型，也可以采用图5中所示的条形。
[0045]具体的形状以及位置的设计可以通过仿真，或者实际实验得到。
[0046]参照图3，当第二感应电流1_。61和第三感应电流Idirat为方向相反、任意大小的电流时，二者之间至少可以部分抵消，从而对耦合效应起到削减的作用。在最佳情况下，第二感应电流和第三感应电流Idirat应大小相等、方向相反。
[0047]在最佳实施例中，参照图3，调整寄生单元303的设计，则可满足耦合到天线B上电
AlL I direct 矛口 ^cancel
完全相互抵消，满足耦合电流
Icoupled I direct +1 cancel
=0，也就是说Idi
rect
和大小相等，方向相反。如此，寄生单元可以对天线阵子之间的隔离度最高。
[0048]参照图3，在一些具体实施例中，为了提高第二感