一種小型化LTE多陣列天線的制作方法

本發明涉及移動通信基站天線設備
技術領域：
，具體的是一種小型化LTE多陣列天線。
背景技術：
：隨著我國移動通信行業的不斷發展，特別是4G的商用，各大運營商的基站密度越來越大，同一個鐵塔上面的基站天線數量也越來越多，進而導致鐵塔天面空間資源越來越緊張。比較于現有的普通產品，小型化的基站天線能節約目前寶貴的天面空間資源條件，同時為了減少普通民眾對于電磁波信號輻射的擔憂，運營商也希望基站天線的尺寸越小越好，尺寸縮小的同時天線重量一般也會降低，更便于天線的安裝施工，能大幅提高通信網絡建設布點的工作效率并降低網絡維護成本。綜合上述因素，基站天線的小型化是行業技術發展的必然。目前行業內的小型化基站天線，為了縮短天線尺寸，大多采用的是減少輻射單元數量進而縮短天線整機長度的方案，但這樣的小型化天線有個缺陷就是在實現了尺寸小的同時，犧牲了天線的增益指標，而天線增益的降低會導致天線覆蓋區域的減小，進而影響網絡的覆蓋效果和通話的質量。技術實現要素：針對現有技術缺陷，本發明的主要目的在于解決現有技術的不足和缺陷，提供了一種使得天線尺寸得到縮小的同時保持天線增益指標的LTE多陣列天線。為實現上述目的，本發明提供一種小型化LTE多陣列天線，包括反射板，設置于反射板正面的四個陣列1、陣列2、陣列3、陣列4，設置于反射板背面的耦合校準網絡，和設置于反射板背面的饋電網絡1、饋電網絡2、饋電網絡3、饋電網絡4，陣列1、陣列2、陣列3、陣列4分別包括若干個等間距排列的輻射單元；每個輻射單元包括雙極化振子以及巴倫1、巴倫2，雙極化振子是兩個分開的偶極子，分別沿不同極化方向放置，沿±45°方向形成±45°兩路極化；兩個偶極子分別連接巴倫1、巴倫2；饋電網絡1、饋電網絡2、饋電網絡3、饋電網絡4分別采用平面結構，網絡各端口之間的饋電點在同一個水平線上；各輻射單元采用強耦合方式放置。而且，陣列1、陣列2、陣列3、陣列4分別包括十個等間距排列的輻射單元。而且，所述各輻射單元采用強耦合方式放置，包括陣列1、陣列2、陣列3、陣列4之間的間距為0.5～0.7λ，各陣列中每個輻射單元間距為0.5～0.7λ，λ為中心頻點的波長。而且，饋電網絡1、饋電網絡2、饋電網絡3、饋電網絡4具有預置下傾角。而且，饋電網絡1、饋電網絡2、饋電網絡3、饋電網絡4中，各個功率分配單元之間用平面微帶線直接連接。而且，巴倫1和巴倫2的高度為0.16λ，λ為中心頻點的波長。與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明提出的一種小型化LTE多陣列天線，采用強耦合輻射單元技術，縮短輻射單元間距，使得天線整機長度更短；采用低剖面輻射單元，使得天線高度得到降低，綜合作用使得天線整體體積僅僅是同類產品的50％，大大縮小了天面空間的占用，與此同時，天線陣列保持了較高的增益、較好的幅度和相位精度，生產一致性好，且輻射方向圖的上副瓣指標優良，結構合理，尺寸緊湊，可以保障使用了該小型化LTE天線的網絡性能，具有重要的市場價值，可以作為一項重要技術打開國外市場。附圖說明圖1為本發明實施例的小型化LTE多陣列天線反射板正面結構圖。圖2為本發明實施例的小型化LTE多陣列天線反射板背面結構圖。圖3為本發明實施例的小型化LTE多陣列天線低剖面輻射單元結構圖。具體實施方式本發明采用平面結構的微帶網絡組成天線的幅度相位控制單元，采用強耦合技術實現輻射單元間距縮小，采用低剖面輻射單元技術降低天線高度，同時天線單元陣列保持高增益，進而實現一種小型化的LTE多陣列天線。下面結合附圖和實施例對本發明進行更加詳細的描述。此發明的小型化的LTE多陣列天線分為反射板正面的輻射單元面和反射板背面的饋電網絡，其中圖1為小型化LTE多陣列天線反射板正面結構圖，圖2為小型化LTE多陣列天線反射板背面結構圖，圖3為小型化LTE多陣列天線低剖面輻射單元結構圖。根據行業標準，智能天線是由四個陣列組成。在本發明實施例所述的小型化LTE多陣列天線包括反射板(1)、設置于反射板正面的四個雙極化輻射單元的陣列，分別記為陣列1(2.1)、陣列2(2.2)、陣列3(2.3)、陣列4(2.4)，設置于反射板背面的耦合校準網絡(3)、設置于反射板背面的饋電網絡1(4.1)、饋電網絡2(4.2)、饋電網絡3(4.3)、饋電網絡4(4.4)，由饋電網絡實現天線幅度和相位的分配。具體實施時，耦合校準網絡(3)可采用現有模塊實現。耦合校準網絡(3)通過同軸電纜實現同饋電網絡1(4.1)、饋電網絡2(4.2)、饋電網絡3(4.3)、饋電網絡4(4.4)的相互連接。在本發明實施例所述的小型化LTE多陣列天線中，陣列1(2.1)、陣列2(2.2)、陣列3(2.3)、陣列4(2.4)均由10個輻射單元等間距的排列組成。具體實施時，輻射單元個數可根據具體情況選取，但需要在保證增益指標的前提下，不增加輻射單元數目。因為輻射單元數目越多，天線長度就越長，小型化也就不可能實現，但數量也不能少，少了增益不夠，本發明提出10個輻射單元是一個最優選的方案。在本發明所述的小型化LTE多陣列天線中，輻射單元為一種低剖面輻射單元。在本發明所述的小型化LTE多陣列天線中，該低剖面輻射單元由雙極化振子(5)、以及巴倫1(6.1)、巴倫2(6.2)組成。這種雙極化振子是兩個分開的偶極子，分別沿不同極化方向放置，沿±45°方向形成±45°兩路極化。即饋電焊接點分別沿輻射面水平方向以及垂直方向放置，具體為以輻射面水平中心線為參考，分別沿±45°方向形成±45°兩路極化。輻射面材料可為PCB介質板，在PCB介質板表面采用微帶線形式，以覆銅來實現輻射臂，每個偶極子中通過L型饋電探針連接兩個輻射臂實現耦合饋電。兩個偶極子分別連接巴倫1(6.1)、巴倫2(6.2)。在本發明所述的小型化LTE多陣列天線中，陣列1(2.1)、陣列2(2.2)、陣列3(2.3)、陣列4(2.4)四個陣列中均采用強耦合輻射單元技術，陣列1(2.1)、陣列2(2.2)、陣列3(2.3)、陣列4(2.4)四個陣列之間的間距為0.5～0.7λ(λ位中心頻點的波長)。并且，在本優選實施例中，陣列1(2.1)、陣列2(2.2)、陣列3(2.3)、陣列4(2.4)中所有輻射單元均采用強耦合技術，輻射單元間距僅為0.5～0.7λ(λ為中心頻點的波長)。因此無論是陣列間還是陣列內，每個輻射單元間距僅為0.5～0.7λ(λ為中心頻點的波長)。參見圖1，40個45度放置的輻射單元構成的行列，各輻射單元間距緊湊，使得天線整機長度更短。在本發明所述的小型化LTE多陣列天線中，饋電網絡1(4.1)、饋電網絡2(4.2)、饋電網絡3(4.3)、饋電網絡4(4.4)為具有預置下傾角的一體化平面結構的微帶網絡，實現天線的幅度和相位分配。具體實施時，可以在天線設計時，預先設計合適的饋電網絡使得天線方向圖主瓣按預先設計好的下傾角度進行下傾，例如預置下傾角6度。常規饋電網絡由各種功分器件、接線端子、同軸電纜組成的一個立體復雜網絡，本發明的饋電網絡，輻射單元之間通過平面微帶線相連接，整體成型，整個饋電網絡是一個平面結構，各端口間的饋電點是在同一個水平線上。這樣，不需要同軸電纜連接，避免了同軸電纜連接時焊點數量多，互調指標不可控；而這種饋電網絡體積小，整體成型后期裝配簡單，可靠性高。在本優選實施例中，陣列1(2.1)、陣列2(2.2)、陣列3(2.3)、陣列4(2.4)的組陣方案和饋電網絡是一致的。具體的以陣列1(2.1)為例，詳細描述單個陣列的詳細實現方式：1、陣列1(2.1)中的輻射單元1(2.1.1)、輻射單元2(2.1.2)、輻射單元3(2.1.3)、輻射單元4(2.1.4)、輻射單元5(2.1.5)、輻射單元6(2.1.6)、輻射單元7(2.1.7)、輻射單元8(2.1.8)、輻射單元9(2.1.9)、輻射單元10(2.1.10)之間采用強耦合技術，每個輻射單元間距僅為0.5～0.7λ(λ為中心頻點的波長)。為了達成小型化目標，縮小振子之間的間距，可使得每個相鄰振子之間的電磁耦合變得更強。2、陣列1(2.1)中的輻射單元1(2.1.1)、輻射單元2(2.1.2)、輻射單元3(2.1.3)、輻射單元4(2.1.4)、輻射單元5(2.1.5)、輻射單元6(2.1.6)、輻射單元7(2.1.7)、輻射單元8(2.1.8)、輻射單元9(2.1.9)、輻射單元10(2.1.10)均為低剖面輻射單元。3、陣列1(2.1)中的每個低剖面輻射單元均由雙極化PCB振子(5)、以及巴倫1(6.1)、巴倫2(6.2)組成，整體裝配后依次安裝在反射板(1)上面。4、為了實現小型化目標，需要使得振子高度降低，振子高度降低才能使得天線高度降低，才能實現小型化。而巴倫高度也是一個和振子增益和阻抗匹配相關聯的一個參數。陣列1(2.1)中的低剖面輻射單元的巴倫1(6.1)、巴倫2(6.2)的高度僅為0.16λ，在振子增益和高度上達到了最優，而常規天線的巴倫高度為0.25λ，使得整個輻射單元的高度降低了36％。5、陣列1(2.1)的背面通過一體化的饋電網絡1(4.1)將輻射單元1(2.1.1)、輻射單元2(2.1.2)、輻射單元3(2.1.3)、輻射單元4(2.1.4)、輻射單元5(2.1.5)、輻射單元6(2.1.6)、輻射單元7(2.1.7)、輻射單元8(2.1.8)、輻射單元9(2.1.9)、輻射單元10(2.1.10)相連接，組成完整的天線陣列。6、該一體化的饋電網絡1(4.1)的設計使得到達輻射單元1(2.1.1)、輻射單元2(2.1.2)、輻射單元3(2.1.3)、輻射單元4(2.1.4)、輻射單元5(2.1.5)、輻射單元6(2.1.6)、輻射單元7(2.1.7)、輻射單元8(2.1.8)、輻射單元9(2.1.9)、輻射單元10(2.1.10)的功率比為：0.25:0.25:0.5:0.7:0.7:0.7:0.7:0.5:0.25:0.25。具體實施時，相位差可根據天線的預置下傾角和上副瓣抑制指標決定的，可以根據具體天線指標進行改變，本領域技術人員可采用天線幅度相位設計算法確定具體相位差。7、該一體化的饋電網絡1(4.1)的設計使得到達輻射單元1(2.1.1)、輻射單元2(2.1.2)、輻射單元3(2.1.3)、輻射單元4(2.1.4)、輻射單元5(2.1.5)、輻射單元6(2.1.6)、輻射單元7(2.1.7)、輻射單元8(2.1.8)、輻射單元9(2.1.9)、輻射單元10(2.1.10)的相位滿足依次滯后21.5°。8、通過以上設計使得陣列1(2.1)具有單元陣列的高增益和良好的上副瓣抑制指標。在本優選實施例中，陣列1(2.1)在近場測試環境測得單元增益指標如下：頻點(MHz)188519152010202525752635增益(dBi)13.6513.8414.3614.0615.7116.17此指標可以滿足中國移動通信集團最新企業標準中FAD寬頻的單元增益指標要求。以上所述的實施例僅表達了本發明的某種實施方式，其描述較為具體和詳細，對于本領域的普通技術人員來說，通讀本說明書后，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3