[实用新型]一种宽频六波束阵列天线

说明书

本实用新型公开一种宽频六波束阵列天线，涉及通信技术领域，包括金属反射板、辐射单元阵列和波束形成网络；辐射单元阵列包括多个由垂直排列辐射单元构成的子阵列；所有辐射单元排列方式一致；辐射单元阵列中所有相邻子阵列的辐射单元排列方向相同或两侧的部分子阵列的辐射单元排列方向与中间位置的子阵列辐射单元相反；波束形成网络包括8×8巴特勒矩阵电路和用于对信号进行幅度调节的功率分配网络；8×8巴特勒矩阵电路的输出端口的相位存在递增关系；该天线结构简单，网络速率和容量高，此外使用压铸单元装配简单，而且优选的4行14列结构不仅天线尺寸更小、重量更轻，而且垂直面波宽更宽，更利于近距离覆盖。

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种宽频六波束阵列天线。

背景技术

第四代移动通信技术4G/LTE规模商用后，移动通信网络中的数据流量激增，用户密集区域移动通信系统带宽容量面临巨大压力。针对单个小区容量有限的问题，使用多波束天线，常规单个扇区的覆盖区域可细分为多个扇区，无线信道容量成倍增加。公开号为CN102570057 A的实用新型专利提出了一种使用6×6巴特勒矩阵来产生五波束的方法。均匀排布的辐射单元的每一列与垂直功分器相连，再与6×6的巴特勒矩阵输出口相连，每一个极化对应一个6×6巴特勒矩阵。但是该技术工作带宽只有23.7％(1710-2170MHz)，不能同时兼容4G LTE的2300和2600MHz频段，如果频段拓宽至1700-2700MHz频段，方位角面在2700MHz频率会产生非常高约-5dB的栅瓣，对相邻小区干扰非常大。专利201621038190.7利用水平错开的辐射单元排列方式，可以得到较好的栅瓣抑制能力。但是这种技术方案实现固定倾角的宽频五波束天线，一个极化需要2套波束形成网络并结合相位补偿电路，结构复杂，成本高，重量也比较重，大规模应用推广阻力大。

体育场馆在奥运会开幕式等场合聚集数万甚至10万移动通信用户，使用五波束进行小区分裂仍然不足以应付日益增长的流量需求。为了进一步增加容量，需要开发具有更多波束的基站天线，同时简化天线系统结构，降低成本。因此，有必要针对以上问题，设计一种结构简单的方位角面有6个波束的宽频六波束阵列天线，工作频带拓宽至1695-2700MHz，兼容4G、3G制式频段和部分2G制式的频段，且工作频带范围内方位角方向具有良好的旁瓣和栅瓣抑制性能，以克服上述问题。专利号为WO 2017/156635A1的专利提出了一种基于三层贴片天线单元组成的工作频段为1696-2690MHz的六波束天线，采用6行14列阵列，由于该技术的天线单元分层多，塑料支撑件多，生产装配效率低，而且地板上的缝隙对单元性能影响大，控制精度要求高，不利于大规模生产。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术的问题提供一种宽频六波束阵列天线，该天线结构简单，网络速率和容量高，此外使用压铸单元装配简单，而且4行14列结构不仅天线尺寸更小、重量更轻，而且垂直面波宽更宽，更利于近距离覆盖。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种宽频六波束阵列天线，包括：金属反射板、设置于金属反射板的辐射单元阵列和至少一个波束形成网络；

所述的辐射单元阵列包括多个由垂直排列辐射单元构成的子阵列；所述子阵列中的所有辐射单元排列方式一致；所述辐射单元阵列中所有相邻子阵列的辐射单元排列方向相同，或辐射单元阵列两侧的部分子阵列的辐射单元排列方向与中间位置的子阵列辐射单元相反；

优选地，所述的子阵列的个数为14个。

所述波束形成网络包括用于在方位角面形成六个波束的8×8巴特勒矩阵电路和用于对8×8巴特勒矩阵电路输出信号进行幅度调节的功率分配网络。

优选地，所述的8×8巴特勒矩阵电路，包括多级混合器组以及多个移相器，每一级混合器组包括多个90度混合器电路；混合器组之间通过移相器相连接。

优选地，所述的多级混合器组包括第一级混合器组、第二级混合器组和第三级混合器组；其中，