[实用新型]平面阵列天线及通信设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种平面阵列天线及应用该平面 阵列天线的通信设备。

背景技术

天线是移动通信设备中不可或缺的部分，移动通信中基站天线(Basestation antenna)的性能直接影响通信效果的好坏。随着移动通信的发展，用户对高速 数据传输提出了越来越高的要求，同时用户需求的类型也日益多样化，现代移 动通信正在向着多频多模方向发展。移动通信设备的更新换代速度正逐步加快， 而城区可用站点资源的获取却越来越难。多频多模基站天线为移动通信的站点 共用提供了更有效的解决手段，符合在网设备平滑升级和绿色节能要求。因此 多频多模基站天线成为未来基站天线的发展方向之一。多频多模基站天线必须 在同一个天线中包含多个可工作于相同或不同频段的天线阵列，而有限的安装 空间和天线阵列的宽带工作都为天线设计带来了新的挑战。

为了在有限的安装空间内实现满足要求的多频多模天线的电性能指标，现 有技术中的一种方案为：采用传统的两列布局来实现双频阵列天线，即双频阵 列天线由水平排布的两个辐射阵列构成，如图1中所示。然而，该天线的水平 宽度尺寸较宽，不适用构建小型化多阵列天线；若通过减辐射阵列间距来缩小 天线的水平宽度尺寸，则辐射阵列互耦将增大，导致天线的水平波束宽度变宽、 增益降低等问题。因此，为减小阵列天线的水平波束宽度，提升天线增益，现 有技术中的另一种方案为：通过将个别辐射单元在水平方向上的错位排布，来 实现双频阵列天线，如图2所示。然而，虽然通过个别辐射单元的错位排布使 得该天线的水平宽度尺寸较小，但由于个别辐射单元偏离辐射阵列的轴线，使 得辐射单元的排布关于辐射阵列的轴线不对称，导致天线方向图出现不对称的 副瓣异常，且天线增益降低。

实用新型内容

本实用新型提供一种平面阵列天线，以减小天线水平宽度尺寸，使天线的 方向图水平对称，并提升天线增益。

另本实用新型还提供一种应用所述平面阵列天线的通信设备。

第一方面，本实用新型实施例提供一种平面阵列天线，包括沿第一方向排 布的至少一个第一辐射阵列，所述第一辐射阵列包括至少一个第一辐射单元和 至少一个辐射单元对，所述第一辐射单元和所述辐射单元对设置于所述第一辐 射阵列的轴线上，所述辐射单元对包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个 第二辐射单元相对于所述第一辐射阵列的轴线对称。

所述平面阵列天线通过在所述第一辐射阵列中设置包括至少两个第二辐射 单元的辐射单元对，并将所述至少两个第二辐射单元设置为相对于所述第一辐 射阵列的轴线对称，从而使得所述第一辐射阵列中所有的辐射单元(包括第一 辐射单元和第二辐射单元)均相对于所述第一辐射阵列的轴线对称排布，因此， 使得所述平面阵列天线具有较窄的水平面波束宽度，且具有方向图水平对称、 增益高的特点。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述至少两个第 二辐射单元沿第二方向排布，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二 方向与所述第一方向位于同一平面。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述至少两个第 二辐射单元呈单排排布或呈矩阵排布。

所述辐射单元对中的第二辐射单元的排布可以根据所述平面阵列天线在实 际应用中的空间布局需求以及增益需求，在保证所述辐射单元对中所有的第二 辐射单元均相对于所述第一辐射阵列的轴线对称的前提下，可以采用单排的水 平排布方式或者矩阵排布方式来排布所述第二辐射单元。例如，当所述辐射单 元对中包括的第二辐射单元的数量大于或等于四个时，可以采用矩阵排布，以 缩小所述平面阵列天线的水平宽度尺寸。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述平面阵列天 线还包括沿所述第一方向排布的至少一个第二辐射阵列，所述第二辐射阵列与 所述第一辐射阵列沿第二方向间隔排布；所述第二方向与所述第一方向垂直， 且所述第二方向与所述第一方向位于同一平面。

所述平面阵列天线中，因所述辐射单元对中的第二辐射单元相对于所述第 一辐射阵列的轴线对称，从而使得所述第一辐射阵列具有较窄的水平面波束宽 度和较高的增益，通过将所述包括辐射单元对的第一辐射阵列和所述至少一个 第二辐射阵列沿第二方向间隔排布，可以增加所述平面阵列天线的工作频带范 围，从而可以形成多频多模的平面阵列天线。