[发明专利]一种用于移动通信基站的双极化八波束天线

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信基站用的天线，具体涉及一种应用于移动通信环境下的低旁瓣的移动通信基站双极化八波束天线。

背景技术

多波束天线的概念最早出现在卫星通信中，在卫星上使用多波束天线，用不同的波束覆盖不同的区域范围。用在卫星上的多波束天线主要有多波束透镜天线、多波束反射面天线以及多波束相控阵天线等。这些天线的工作频率均为卫星通信的频段，频率不同，采用的技术也不同。

在移动通信系统中，基站采用智能天线技术以实现空分多址，可以增加网络覆盖距离，扩大通信网络系统容量，降低通信系统的灵敏度要求，改善链路通信质量，提高抗多径衰落的能力等优点。由于智能天线的优异性能，近几年来已成为移动通信技术中的关键技术与研发热点。

传统基站天线通过在覆盖区域产生一个固定的宽波束来进行通信，这样由于容易产生干扰而使通信容量降低，多波束天线为了适应移动环境高通信容量的性能需求，采用了多个固定的波束来覆盖工作区域。

而在现有技术中，通常使用双层微带辐射单元，其频带虽有所展宽，但结构复杂、成本高，可靠性有所下降，使得双频的辐射单元难以形成。本发明天线单元采用单根天线实现8个窄辐射波束，同时可以有效地拓展带宽。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于移动通信基站双极化八波束天线，以克服现有移动通信基站天线普遍采用一个固定的宽波束，需要空间分集和抗干扰能力差等缺点，提高移动通信基站的通信容量。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于移动通信基站的双极化八波束天线，包括天线阵列、金属底板、2个巴特勒矩阵馈电网络和若干个功分器，天线阵列固定在金属地板上表面，巴特勒矩阵馈电网络、功分器固定在金属地板下表面，巴特勒矩阵馈电网络的输出端口与功分器的输入端相连，功分器的输出端口与辐射单元相连，所述巴特勒矩阵馈电网络包括1个8路巴特勒矩阵；所述天线阵列包括至少8列直线天线阵，直线天线阵中的辐射单元包括-45°和+45°两个极化方式排列的贴片天线。

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案，每列直线天线阵包括至少2个所述辐射单元。

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案各直线天线阵相互平行，且所有直线天线阵的两端相互对齐。 

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案，各直线天线阵相互平行，且相邻两列直线天线阵的两端不对齐，以最边上的一列直线天线阵为第一列，其中所有奇数列的两端相互对齐，所有偶数列的两端相互对齐。

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案，把所述若干功分器分为两组，每组结构一样，每组功分器的个数和直线天线阵的列数相同；每个功分器的输出端口的数量和直线天线阵中辐射单元的个数相同；对于其中一组功分器，每个功分器的各个输出端口各自与同一列直线天线阵中各辐射单元的+45°极化贴片天线连接；对于另一组功分器，每个功分器的各个输出端口各自与同一列直线天线阵中各辐射单元的-45°极化贴片天线连接。

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案，其中一个巴特勒矩阵馈电网络的输出端口和一组功分器的输入端口相连，另外一个巴特勒矩阵馈电网络的输出端口和另一组功分器的输入端口相连。

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案，每个巴特勒矩阵馈电网络有8个输入端口，输出端口的数目和直线天线阵的数目相同。

作为上述的移动通信基站双极化八波束天线的优化方案，当直线天线阵的数目为8列时，巴特勒矩阵馈电网络由1个8路巴特勒矩阵组成，8路巴特勒矩阵由12个90°混合器、8个移相器组成，每个90°混合器具有2个输入端口和2个输出端口，12个90°混合器为3行4列的矩阵排列，第一行的4个90°混合器的输入端口作为巴特勒矩阵馈电网络的输入端口，这4个90°混合器各有一个输出端口自经过一个移相器接到第二行的4个90°混合器的输入端，这4个90°混合器的另外4个输出端口直接连接到第二行的4个90°混合器的输入端，第二行的4个90°混合器各有一个输出端口经过一个移相器后接到第三行的4个90°混合器的输入端，另外4个输出端口直接连接到第三行的4个90°混合器的输入端，第三行的4个90°混合器的8个输出端口作为巴特勒矩阵馈电网络的输出端口。