[发明专利]一种低成本小型化5G基站天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本小型化5G基站天线，主要运用于5G移动通信系统。

背景技术

随着物联网、车联网、工业控制、虚拟现实（VR）、可穿戴设备等相关技术的急速发展，这些应用领域和使用场景对无线通信技术提出了以下要求：单位面积移动数据流量增长1000倍、典型用户数据速率提升100倍、联网设备的数量增加100倍、端到端时延小于1毫秒。相关应用行业因这些“硬需求”对5G通信表达出了强烈的期待，而通信行业也观察到了5G通信广大的市场需求。发展5G通信的商业可行性、必要性、紧迫性已经得到了业界的广泛认可。

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下的频段，随着无线通信的高速发展，射频频段频率资源十分拥挤已经非常紧张，而 5G超高速无线数据传输所需要的超宽信号带宽在传统的射频频段也难以得到满足。而在毫米波频段可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，这使得 5G走向毫米波频段成为必然的选择。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种低成本小型化5G基站天线，简化辐射振子的加工工艺，降低天线的生产成本。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种低成本小型化5G基站天线，包括天线外罩、辐射单元、反射板、HetNet透镜、固定板和天线接头，所述天线外罩和固定板上下固定连接形成一内腔，所述反射板和HetNet透镜上下间隔设置于所述内腔内；所述辐射单元包括32个辐射振子，所述32个辐射振子呈阵列均匀间隔固定在反射板的上表面；每个辐射振子包括一+45°极化天线体和一-45°极化天线体，所述+45°极化天线体和-45°极化天线体分别经第一同轴电缆和第二同轴电缆与HetNet透镜的输入端分别连接；所述天线接头为64个带法兰盘的接头，64个接头呈8*8阵列均匀间隔设置于所述固定板的外表面；每个接头的一端连接一第三同轴电缆，所述第三同轴电缆穿过固定板将法兰盘固定于固定板的外表面，每个接头的另一端经第四同轴电缆与HetNet透镜的输出端分别连接。

进一步的，所述32个辐射振子呈8 X4阵列排列，并且相邻辐射振子之间间隔0.7-0.8个波长。

进一步的，所述反射板下端面经若干个均匀间隔设置的第一定位柱与所述HetNet透镜连接；所述HetNet透镜的下端面经若干个均匀间隔设置的第二定位柱与所述固定板连接；所述反射板、HetNet透镜的固定板之间的间距至少大于1个波长。

进一步的，每个辐射振子由四片金属辐射体、一介质板和一巴伦座组成，四片金属辐射体分别为A-1、A-2、B-1和B-2，所述四片金属辐射体贴附与所述介质板的上表面，所述巴伦座包括一底座以及间隔设置于底座上竖向的第一巴伦臂和第二巴伦臂；其中金属辐射体A-1、A-2在介质板上呈+45°方向分布，金属辐射体B-1、B-2在介质板上呈-45°方向分布，第一同轴电缆的网线与第一巴伦臂和金属辐射体A-1焊接，芯线与金属辐射体A-2焊接，形成所述+45°dipole天线体；第二同轴电缆的网线与第二巴伦臂和金属辐射体B-1焊接，芯线与金属辐射体B-2焊接，形成所述-45°dipole天线体，+45°dipole天线体和-45°dipole天线体呈90°正交。

进一步的，所述第一同轴电缆和第二同轴电缆为RG1.13同轴电缆。

进一步的，所述四片金属辐射体A-1、A-2、B-1、B-2以及介质板均为单面覆铜印制线路板，线路板的板材可为Rogers板材或F4B板材。

进一步的，所述HetNet透镜包括四个呈正十二边形的透镜，每个透镜包括16个输入端和16个输出端，其中16个输入端为直线线型输入端，16个输出端为8个正弦线型输出端和8个余弦线型输出端。

进一步的，所述透镜为双面覆铜印制板，板材可为Rogers板材或F4B或其它材质的双面覆铜板材。

进一步的，所述透镜的背面为金属覆铜层，正面为金属层印制HetNet透镜，中间为高频介质层。

进一步的，所述透镜的左右两边为过孔覆铜的金属覆铜层a和金属覆铜层b，所述金属覆铜层a和金属覆铜层b与背面金属覆铜层相连；每个透镜的上下两端分别有两个接触端，每个接触端处分别焊接有一50Ω的贴片电阻，用于吸收透镜的侧壁反射。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明提供的天线，简化了辐射振子的加工工艺，大大降低了天线的生产成本，具有高增益，小型化大规模MIMO阵列、结构简单、造价低廉等特性，可完美运用于未来的5G移动通信系统。

附图说明