[发明专利]一种低剖面基站天线及双极化天线阵列

说明书

本发明公开了一种低剖面基站天线及双极化天线阵列，所述低剖面基站天线包括：第一辐射体、第二辐射体、上层介质板、下层介质板、金属地面和支撑柱，所述第一辐射体设置于上层介质板的顶面，所述第二辐射体设置于上层介质板的底面，且所述第一辐射体与第二辐射体的其中一个顶点相互对齐设置；所述上层介质板设置于下层介质板的顶侧，并经支撑柱相连；所述金属地面设置于所述下层介质板的底面上。通过本发明低剖面基站天线的结构设计，无需采用背景技术中提到的多辐射臂技术或者人工磁导体技术，仅依靠改变天线自身结构及工作模式调整天线输入阻抗至匹配，使得天线剖面降低至0.094λc(λc为2350MHz对应的自由空间波长)，并且可覆盖2010‑2690MHz宽频通信频段。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种低剖面基站天线及双极化天线阵列。

背景技术

基站天线是移动通信用户信息与基站设备连接的出口和入口，是载有各种信息的电磁波能量的转换器，在整个通信系统中具有举足轻重的地位。由于第二代至第五代乃至未来第六代通信系统将会长期共存，各个频段基站天线的空间不断被压缩，基站天线技术不断向小型化、低剖面发展。

根据镜像原理，基站天线放置在金属反射板上方时，可以将其等效为基站天线与其镜像天线构成的二元阵，通过分析该二元阵的方向图函数，可知，当基站天线与其镜像天线之间的距离为二分之一空气波长，即基站天线与金属反射板之间的距离为四分之一空气波长时，天线主辐射方向与金属反射板垂直，并且在主辐射方向增益达到最大。但是，将基站天线放置在金属反射板上方四分之一空气波长的高度，并不符合基站天线小型化的趋势。研究人员们正在通过各种技术手段降低天线剖面高度。

2004年，Steven R.Best在“Improving the Performance Properties of aDipole Element Closely Spaced to a PEC Ground Plane”一文中提出，使用具有多个辐射臂且折叠的偶极子天线，可以补偿由于压低剖面带来天线输入阻抗减小的问题，进而实现低剖面，本文偶极子天线与金属反射板之间的距离仅为0.023λ_c(λ_c为279.5MHz对应的自由空间波长)。2020年，申请号为CN202022027285.1，名称为“一种基于AMC的低剖面宽带基站天线及通信设备”的实用新型专利，提出采用人工磁导体这一具有周期性的特殊电磁材料降低天线剖面高度的方法，天线与金属反射板之间的距离可降低至0.154λ_c(λ_c为2050MHz对应的自由空间波长)。

发明内容

本发明的目的在于：公开了一种低剖面基站天线及双极化天线阵列，通过本发明所述低剖面基站天线的结构设置，无需采用背景技术中提到的多辐射臂技术或者人工磁导体技术，仅依靠改变天线自身结构及工作模式调整天线输入阻抗至匹配。

一方面，本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种低剖面基站天线，所述低剖面基站天线包括：第一辐射体、第二辐射体、上层介质板、下层介质板、金属地面和支撑柱，所述第一辐射体设置于上层介质板的顶面，所述第二辐射体设置于上层介质板的底面，且所述第一辐射体与第二辐射体的其中一个顶点相互对齐设置；所述上层介质板设置于下层介质板的顶侧，并经支撑柱相连；所述金属地面设置于所述下层介质板的底面上。

根据一个优选的实施方式，所述第一辐射体为通过在正方形贴片上靠近顶角位置处设置第一扇形槽，并在相邻两顶角位置处设置第二扇形槽和第三扇形槽得到。

根据一个优选的实施方式，所述第二辐射体的形状与第一辐射体的形状相似设置。

根据一个优选的实施方式，所述第一辐射体与第二辐射体相互对齐的顶点位置处附近设有馈电端口，馈电端口同轴线的内芯与第一辐射体相连，馈电端口同轴线的外层金属线与第二辐射体相连，以完成电信号的馈入。