[实用新型]一种共轴双频双极化基站天线

说明书

[技术领域]

本实用新型属于移动通信基站天线技术领域，尤其涉及一种共轴双频双极化基站天线。

[背景技术]

随着无线通信市场的迅猛发展，提出了两种工作于不同频段的无线通信制式共用天线的需求，从而产生了双频双极化天线的设计。和传统单频天线相比，双频双极化天线具有减少天线数量、节省基建投资、对站址要求低等优点，故得到了广泛的应用。双频基站天线可通过共用辐射单元实现，但为了实现独立的下倾角设计，一般要求每个频段间采用独立的馈电网络；此时若采用共用辐射单元，则需要在每个辐射单元设置滤波及功分器件，不仅使天线的成本增加，而且还增加天线损耗，从而降低辐射效率。因此，采用独立辐射振子及独立馈电网络，即两频段间为独立阵列，成为了双频双极化天线设计的主流方案。

现有以下两种技术方案实现独立阵列：

一是采用并排的阵列方式，如中国专利号ZL 200520125370.4以及中国专利号ZL 200720121185.7所披露的方案，高频辐射单元阵列与低频辐射单元阵列并排布局，此种设计的水平面方向图存在固有的不对称性，难以纠正，而且天线尺寸偏大；

另一种则为本实用新型采用的共轴设计，如中国专利号ZL200620005795.6所披露的方案，即将高频辐射单元和低频辐射单元上下叠置，这样的设计存在以下问题：首先相邻的高频振子不在同一高度，使阵列的副瓣难以抑制；其次异频隔离度往往不佳；最后是天线厚度一般较大。中国专利号ZL 200720058937.X披露了另外一种高低频间相互镶嵌的共轴设计，所披露的低频辐射单元也是采用四个偶极子组成菱形阵列，但四个偶极子的倾斜角度与本实用新型所采用的角度刚好相反，前者的四个偶极子分别向菱形的几何中心的反方向倾斜，高频振子镶嵌到低频振子圆弧的中心。该设计的最大好处是降低了低频辐射单元一体化设计的成本，但由于低频辐射单元的支撑部分十分靠近高频辐射单元，使高低单元间产生显著的互耦作用，而且由于低频辐射单元的底座较小，无法像本实用新型一样加入金属圈调节半功率角，故总体电性能偏差。

本实用新型正是基于上述背景，提出一种共轴布局的新型紧凑型基站天线，能有效克服上述设计的不足。

[实用新型内容]

本实用新型的目的在于：提供一种共轴布局的双频双极化基站天线，通过共轴和更合理的布局等设计，解决现有技术普遍存在的方向图偏移且难以纠正，天线尺寸较宽，阵列副瓣难以抑制，异频隔离度不够，天线厚度较大等缺陷，实现一种水平面方向图无偏移、结构紧凑以及总体电性能指标优越的双频双极化基站天线。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种共轴双频双极化基站天线，包括低频辐射单元阵列、高频辐射单元阵列和反射板，低频辐射单元阵列和高频辐射单元阵列设于反射板上，所述的低频辐射单元阵列和高频辐射单元阵列分别由两个或两个以上的低频辐射单元和高频辐射单元组成，两个或两个以上的高频辐射单元和低频辐射单元设于同一轴线上，每个高频辐射单元之间间距相等，每个低频辐射单元阵列之间间距相等。

本实用新型相对现有技术的优点在于：通过采用高低频辐射单元共轴的设计，组成相互独立的辐射阵列，使天线布局更合理、紧凑，同时降低了高低频之间的辐射互耦作用，使得高低频之间的隔离性能良好。

作为上述技术方案的改良，本实用新型的进一步技术方案如下：

上述的低频辐射单元由4个半波偶极子组成，每个半波偶极子按相同的预定角度向反射板倾斜，4个半波偶极子相对反射板呈菱形排列，每个半波偶极子都向相对于反射板形成的菱形的几何中心倾斜或者垂直于反射板。

上述的低频辐射单元的4个半波偶极子相对反射板倾斜的夹角为60至90度间。

通过以上改良，使天线布局更加合理，倾斜角度易于控制，且具有更加优异的性能指标。

上述的高频辐射单元设于低频辐射单元的几何中心以及两相邻低频辐射单元的几何中心。

上述的低频辐射单元阵列的延长线上还单独设有一个高频辐射单元。

上述的高频辐射单元阵列和低频辐射单元阵列的轴线位于反射板的中轴线上。

上述的反射板的侧边上设有若干组相对于反射板中轴线对称的凸边，每一组凸边中点的连线刚好通过低频辐射单元的几何中心。

通过对高低频辐射单元的位置作如上改进，实现了方向图无偏移，隔离性能良好且结构紧凑。

上述的低频辐射单元和高频辐射单元之间设有金属圈，金属圈、高频辐射单元和低频辐射单元的几何中心重合。