一种宽频阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体涉及一种宽频阵列天线。
【背景技术】
[0002]第四代移动通信技术4G/LTE规模商用后，移动互联网快速发展，智能手机和平板电脑越来越普及，移动通信的数据流量呈现爆发式增长。移动通信用户密集的热点区域，包括大型体育场馆，演艺中心，会展中心，高铁车站，候机楼以及市民广场等，现有移动通信网络已难以满足高速实时的网络流量需求，并且传统的增加载波等技术方案也难以解决高数据流量区域的网络容量问题。
[0003]开放式场馆人流密度大，话务量高，可供使用的频率资源又相当有限，因此需要采用大量的频率复用来达到最佳容量。为了满足网络容量需求，大型场馆等通信热点区域规划较多的小区进行覆盖。
[0004]传统的解决方案使用覆盖区域为圆形的天线进行多小区覆盖，方向图如图1所示，3dB到20dB功率下降角度大于60度，下降缓慢。采用该天线的系统，相邻小区重叠区域较大，干扰大，严重影响通信系统的传输速率，对于系统的通信容量提升有限。因而有必要针对以上问题，开发一种宽频天线，在保证覆盖区域的前提下，通过快速的波束收敛降低相邻小区的干扰，提高场馆等热点区域的通信容量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种宽频阵列天线，其水平方向图为矩形赋形，以降低大型场馆等热点区域的邻区重叠与干扰，实现相邻小区频率复用，提高网络容量。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种宽频阵列天线，包括金属反射板，安装在金属反射板上的馈电网络和辐射单元阵列；
[0008]所述辐射单元阵列包含至少一个水平方向的子阵列，每一个子阵列包含多个振子，沿水平方向排列；
[0009]所述的宽频阵列天线的水平面方向图为矩形，主波束方向3dB范围内幅度稳定且拥有至少2个的波峰，主波束范围以外功率快速下降，3dB至20dB功率下降角度小于25度。
[0010]进一步地，所述水平方向排列的子阵列由5个振子组成。
[0011]进一步地，所述每一行子阵列的多个振子沿一水平参考线排列；所述各个子阵列对应的参考线之间没有交叠。
[0012]进一步地，所述水平方向子阵列振子间距相等。
[0013]进一步地，所述多个水平子阵列沿垂直方向排列，子阵列的垂直间距相等。
[0014]进一步地，所述馈电网络包含水平功率分配网络与垂直功分移向网络；所述子阵列与水平功率分配网络的输出端口连接，而水平功率分配网络的输入端口与垂直功分移相网络输出端口连接。
[0015]进一步地，振子水平方向间距相等，为阵列水平间距；振子的垂直方向的间距相等，为阵列垂直间距；所述阵列垂直间距大于或等于阵列水平间距。
[0016]进一步地，所述振子包括辐射臂以及连接辐射臂之间的匹配电路；所述匹配电路垂直安装于水平功率分配网络上；所述水平功率分配网络固定在金属反射板上。
[0017]进一步地，所述辐射单元阵列包含25个振子，水平功率分配网络与垂直功分移相网络形成一个子系统。
[0018]进一步的，所述子系统的个数为多个，所述子系统工作在低频段，中频段以及高频段三种；所述低频子系统工作于698-960MHZ频段范围，所述中频段子系统工作在1710-2200MHZ频段范围，所述高频段子系统工作于2300-2700MHZ频段范围。不同频段的子系统通过合路器进行信号合路，以共享输出端口。
[0019]采用本发明的结构，可以保持宽频段阵列天线在超宽带范围内的具有较快的波束收敛能力，降低场馆等热点区域的邻区干扰，实现相邻小区的频率复用，提高网络容量。本发明阵列天线兼容移动通信中的2G，3G和4G LTE多种制式，不仅可以减少基站所用的天线数目，减少布站成本，也可以减少运营维护费用。同时，本发明结构也可以运用在对覆盖区域界线要求很高的国家和地区边境线上，极大程度减少对边境线外的信号干扰。
【附图说明】
[0020]图1为现有技术中的一种宽带天线阵列水平辐射方向图；
[0021]图2为本发明实现的宽带天线阵列的矩形赋形水平面辐射方向图；
[0022]图3为本发明实施例一提供的一种单频段阵列天线的结构示意图；
[0023]图4为本发明实施例一中的辐射方向图；
[0024]图5为本发明实施例二提供的一种双频段阵列天线的结构示意图；
[0025]图6为本发明实施例三提供的一种三频段阵列天线的结构示意图；
[0026]图7为本发明实施例四提供的一种阵列天线的辐射方向图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图和具体的实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0028]实施例一
[0029]如图2和3所示，本发明实施例提供的一种宽频段阵列天线，包括金属反射板，以及安装在金属反射板上的水平功率分配网络，固定在水平功率分配网络上的振子，以及垂直功分移相网络。
[0030]所述辐射单元阵列包含至少一个水平方向的子阵列，每一个子阵列包含多个振子，沿水平方向排列；
[0031]所述的宽频阵列天线的水平面方向图为矩形，主波束方向3dB范围内幅度稳定且拥有至少2个的波峰，主波束范围以外功率快速下降，3dB至20dB功率下降角度小于25度。
[0032]优选地，所述辐射单元阵列由25个双极化振子101组成，所述25个振子分成5个子阵列，每一个子阵列包含5个位于水平方向的振子；所述子阵列的5个振子沿着一条水平参考线排列，振子水平间距为dl ;所述多个子阵列的中心沿着一条垂直参考线排列，垂直间距为d2。
[0033]所述子阵列的5个振子与水平功率分配网络102连接，形成一个子天线，每一个子天线与垂直功分移相网络103连接，形成一个双极化的阵列天线；垂直功率分配网络使用连续相位调节网络，可以调节垂直方向的波束指向。
[0034]优选地，振子水平间距与垂直间距相等，即dl = d2，数值为工作频率的半个波长；优选地，垂直功分移相网络的幅度相位分布与水平方向一致。阵列天线的方向图如图4所示。即垂直方向与水平方向辐射方向图接近，呈中间轻微凹陷，两边隆起的矩形赋形形状。所述矩形赋形方向图在主瓣方向有连续2个的波峰，而在主瓣以外方向幅度下降很快。所述子系统的中心频率3dB波束宽度为50度，20dB波束宽度为85度，整个频段范围内3dB至20dB功率下降的角度小于25度，旁瓣抑制优于20dB。
[0035]实施例二
[0036]如图5所示，本发明实施例在实施例一的基础上进行了变化。
[0037]本发明实施例提供的是一款工作在1710-2200和2300_2700ΜΗζ的双频段矩形赋形天线。111、112和113分别是工作在2300-2700ΜΗΖ频段的±45双极化振子单元，水平功率分配网络，以及垂直功分移相网络，组成2300-2700ΜΗΖ频段子系统；所述的振子与馈电网络的连接与实施例一相同；所述振子水平间距为D1H，垂直间距为D1V。211、212和213分别是工作在1710-2200ΜΗΖ频段的±45双极化振子单元，水平功率分配网络，以及垂直功分移相网络，组成1710-2200ΜΗΖ频段子系统；所述的振子与馈电网络的连接与实施例一相同；所述振子水平间距为D2H，垂直间距为D2V。
[0038]所述2300-2700ΜΗζ子系统的+45极化信号Ε1与1710_2200ΜΗζ子系统的+45极化信号Ε3连接到合路器115，形成共享的输出端口 F1 ;类似的，所述2300-2700ΜΗΖ子系统的-45极化信号Ε2与1710-2200ΜΗΖ子系统的-45极化信号Ε4连接到另一块