一種寬頻陣列天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通信領域，具體涉及一種寬頻陣列天線。
【背景技術】
[0002]第四代移動通信技術4G/LTE規模商用后，移動互聯網快速發展，智能手機和平板電腦越來越普及，移動通信的數據流量呈現爆發式增長。移動通信用戶密集的熱點區域，包括大型體育場館，演藝中心，會展中心，高鐵車站，候機樓以及市民廣場等，現有移動通信網絡已難以滿足高速實時的網絡流量需求，并且傳統的增加載波等技術方案也難以解決高數據流量區域的網絡容量問題。
[0003]開放式場館人流密度大，話務量高，可供使用的頻率資源又相當有限，因此需要采用大量的頻率復用來達到最佳容量。為了滿足網絡容量需求，大型場館等通信熱點區域規劃較多的小區進行覆蓋。
[0004]傳統的解決方案使用覆蓋區域為圓形的天線進行多小區覆蓋，方向圖如圖1所示，3dB到20dB功率下降角度大于60度，下降緩慢。采用該天線的系統，相鄰小區重疊區域較大，干擾大，嚴重影響通信系統的傳輸速率，對于系統的通信容量提升有限。因而有必要針對以上問題，開發一種寬頻天線，在保證覆蓋區域的前提下，通過快速的波束收斂降低相鄰小區的干擾，提高場館等熱點區域的通信容量。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于，克服現有技術中存在的缺陷，提供一種寬頻陣列天線，其水平方向圖為矩形賦形，以降低大型場館等熱點區域的鄰區重疊與干擾，實現相鄰小區頻率復用，提高網絡容量。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]—種寬頻陣列天線，包括金屬反射板，安裝在金屬反射板上的饋電網絡和輻射單元陣列；
[0008]所述輻射單元陣列包含至少一個水平方向的子陣列，每一個子陣列包含多個振子，沿水平方向排列；
[0009]所述的寬頻陣列天線的水平面方向圖為矩形，主波束方向3dB范圍內幅度穩定且擁有至少2個的波峰，主波束范圍以外功率快速下降，3dB至20dB功率下降角度小于25度。
[0010]進一步地，所述水平方向排列的子陣列由5個振子組成。
[0011]進一步地，所述每一行子陣列的多個振子沿一水平參考線排列；所述各個子陣列對應的參考線之間沒有交疊。
[0012]進一步地，所述水平方向子陣列振子間距相等。
[0013]進一步地，所述多個水平子陣列沿垂直方向排列，子陣列的垂直間距相等。
[0014]進一步地，所述饋電網絡包含水平功率分配網絡與垂直功分移向網絡；所述子陣列與水平功率分配網絡的輸出端口連接，而水平功率分配網絡的輸入端口與垂直功分移相網絡輸出端口連接。
[0015]進一步地，振子水平方向間距相等，為陣列水平間距；振子的垂直方向的間距相等，為陣列垂直間距；所述陣列垂直間距大于或等于陣列水平間距。
[0016]進一步地，所述振子包括輻射臂以及連接輻射臂之間的匹配電路；所述匹配電路垂直安裝于水平功率分配網絡上；所述水平功率分配網絡固定在金屬反射板上。
[0017]進一步地，所述輻射單元陣列包含25個振子，水平功率分配網絡與垂直功分移相網絡形成一個子系統。
[0018]進一步的，所述子系統的個數為多個，所述子系統工作在低頻段，中頻段以及高頻段三種；所述低頻子系統工作于698-960MHZ頻段范圍，所述中頻段子系統工作在1710-2200MHZ頻段范圍，所述高頻段子系統工作于2300-2700MHZ頻段范圍。不同頻段的子系統通過合路器進行信號合路，以共享輸出端口。
[0019]采用本實用新型的結構，可以保持寬頻段陣列天線在超寬帶范圍內的具有較快的波束收斂能力，降低場館等熱點區域的鄰區干擾，實現相鄰小區的頻率復用，提高網絡容量。本實用新型陣列天線兼容移動通信中的2G，3G和4G LTE多種制式，不僅可以減少基站所用的天線數目，減少布站成本，也可以減少運營維護費用。同時，本實用新型結構也可以運用在對覆蓋區域界線要求很高的國家和地區邊境線上，極大程度減少對邊境線外的信號干擾。
【附圖說明】
[0020]圖1為現有技術中的一種寬帶天線陣列水平輻射方向圖；
[0021]圖2為本實用新型實現的寬帶天線陣列的矩形賦形水平面輻射方向圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例一提供的一種單頻段陣列天線的結構示意圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例一中的輻射方向圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例二提供的一種雙頻段陣列天線的結構示意圖；
[0025]圖6為本實用新型實施例三提供的一種三頻段陣列天線的結構示意圖；
[0026]圖7為本實用新型實施例四提供的一種陣列天線的輻射方向圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖和具體的實施例，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0028]實施例一
[0029]如圖2和3所示，本實用新型實施例提供的一種寬頻段陣列天線，包括金屬反射板，以及安裝在金屬反射板上的水平功率分配網絡，固定在水平功率分配網絡上的振子，以及垂直功分移相網絡。
[0030]所述輻射單元陣列包含至少一個水平方向的子陣列，每一個子陣列包含多個振子，沿水平方向排列；
[0031]所述的寬頻陣列天線的水平面方向圖為矩形，主波束方向3dB范圍內幅度穩定且擁有至少2個的波峰，主波束范圍以外功率快速下降，3dB至20dB功率下降角度小于25度。
[0032]優選地，所述輻射單元陣列由25個雙極化振子101組成，所述25個振子分成5個子陣列，每一個子陣列包含5個位于水平方向的振子；所述子陣列的5個振子沿著一條水平參考線排列，振子水平間距為dl ;所述多個子陣列的中心沿著一條垂直參考線排列，垂直間距為d2。
[0033]所述子陣列的5個振子與水平功率分配網絡102連接，形成一個子天線，每一個子天線與垂直功分移相網絡103連接，形成一個雙極化的陣列天線；垂直功率分配網絡使用連續相位調節網絡，可以調節垂直方向的波束指向。
[0034]優選地，振子水平間距與垂直間距相等，即dl = d2，數值為工作頻率的半個波長；優選地，垂直功分移相網絡的幅度相位分布與水平方向一致。陣列天線的方向圖如圖4所示。即垂直方向與水平方向輻射方向圖接近，呈中間輕微凹陷，兩邊隆起的矩形賦形形狀。所述矩形賦形方向圖在主瓣方向有連續2個的波峰，而在主瓣以外方向幅度下降很快。所述子系統的中心頻率3dB波束寬度為50度，20dB波束寬度為85度，整個頻段范圍內3dB至20dB功率下降的角度小于25度，旁瓣抑制優于20dB。
[0035]實施例二
[0036]如圖5所示，本實用新型實施例在實施例一的基礎上進行了變化。
[0037]本實用新型實施例提供的是一款工作在1710-2200和2300_2700MHz的雙頻段矩形賦形天線。111、112和113分別是工作在2300-2700MHZ頻段的±45雙極化振子單元，水平功率分配網絡，以及垂直功分移相網絡，組成2300-2700MHZ頻段子系統；所述的振子與饋電網絡的連接與實施例一相同；所述振子水平間距為D1H，垂直間距為D1V。211、212和213分別是工作在1710-2200MHZ頻段的±45雙極化振子單元，水平功率分配網絡，以及垂直功分移相網絡，組成1710-2200MHZ頻段子系統；所述的振子與饋電網絡的連接與實施例一相同；所述振子水平間距為D2H，垂直間距為D2V。
[0038]所述2300-2700MHz子系統的+45極化信號E1與1710_2200MHz子系統的+45極化信號E3連接到合路器115，形成共享的輸出端口 F1 ;類似的，所述2300-2700MHZ子系統的-45極化信號E2與1710-2200MHZ子系統的-45極化信號E4連接