[发明专利]一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线

说明书

本发明公开了一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，属于室内基站移动通信技术领域。本发明所述天线包括圆柱形介质支撑柱、微带天线阵列和部分反射表面。微带天线阵列包括金属反射地板、第一介质基板、辐射阵列和匹配哑源阵列；部分反射表面包括第二介质基板、外环有限金属贴片和内环有限金属贴片；四个圆柱形介质支撑柱连接第一介质基板和第二介质基板，用于支撑微带天线阵列和部分反射表面。本发明克服了现有的幅相加权赋形技术的不足，采用等幅同相馈电，具有重量轻、口径小、结构简单、成本低、信号覆盖范围广等优点。

技术领域

本发明属于室内基站移动通信技术领域，具体涉及一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线。

背景技术

为满足大型车站、体育馆、会议厅等室内空间对数据流量的爆发式需求，通常需要赋形天线在一定区域范围内提高信号覆盖强度。为减小相邻区域的信号干扰程度，还要求赋形主波束在半功率角外能快速跌落。

目前的赋形技术主要是通过幅相加权的方式实现，这种赋形方式可以实现较低的旁瓣和较快的3dB到20dB的跌落效果。但幅相加权赋形技术的缺点也十分明显，具体来讲有以下两点：

一是幅相加权赋形技术需要设计复杂的馈电网络控制激励幅度与激励相位，因此该赋形技术会增加天线整体的复杂度与加工成本。

二是幅相加权赋形技术在保证3dB到20dB较快跌落的前提下，用于实现较宽的3dB波束宽度时，需要较多的阵元数目。因此幅相加权赋形技术难以实现小口径情况下的较宽的3dB波束宽度。

申请号为201811144089.3、发明名称为“一种小型化宽频矩形赋形阵列天线”的中国专利申请公开了一种矩形平顶赋形阵列天线，实现了1710MHz～2690MHz范围内的宽频工作，但需要加载五个五路功分器来控制幅度，3dB波束宽度在频带内为39°至54°之间。

申请号为201911418270.3、发明名称为“矩形赋形阵列天线及室内基站”的中国专利申请公开了一种矩形平顶赋形阵列天线，使用3×3阵列保证较小口径的情况下，在2510MHz～2680MHz频带范围内3dB波束宽度在42°至46°之间，同时也需要加载功分器、移相器来实现幅相加权。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，包括圆柱形介质支撑柱100、微带天线阵列200和部分反射表面300；

微带天线阵列200包括金属反射地板201、第一介质基板202、辐射阵列204和匹配哑源阵列203；辐射阵列204和匹配哑源阵列203位于第一介质基板202的上表面，金属反射地板201位于第一介质基板202的下表面；辐射阵列204位于第一介质基板202上表面的中心，匹配哑源阵列203环绕辐射阵列204放置；

部分反射表面300包括第二介质基板301、外环有限金属贴片302和内环有限金属贴片303；外环有限金属贴片302和内环有限金属贴片303都位于第二介质基板301的上表面；内环有限金属贴片303位于第二介质基板301上表面的中心，外环有限金属贴片302环绕内环有限金属贴片303；

四个圆柱形介质支撑柱100连接第一介质基板202和第二介质基板301，用于支撑微带天线阵列200和部分反射表面300。

进一步的，天线的增益指向为β时，部分反射表面300作用下附加增益ΔG的分布为：

其中，Γ为电磁波垂直入射部分反射表面300时的反射系数；α为电磁波垂直入射部分反射表面300时的反射相位；θ为天线法线方向到水平面的夹角；