基站、多频天线及其边界条件

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及一种多频天线边界条件和配置了所述多频天线边界条件的多频天线，以及配置了所述多频天线的基站。

背景技术

随着无线通信技术的发展，现今已进入信息时代，用户对数据服务的需求呈集合增长。国内各大运营商为加快数据的传输，对天线的设计及天线各项性能指标提出了越来越高的要求。随着基站天线的小型化、轻量化及多频化的发展，需要基站天线具有高增益、宽频带、多频段、多波束、低副瓣以及高隔离等性能指。为提高天线的利用率，要求将高低频辐射单元的振子嵌套安装在同一天线反射板上，甚至要求将不同极化方向的振子嵌套安装在同一天线反射板上，以提供利用率。

但是，由于不同频段的辐射单元对辐射边界条件的要求不同，导致将不同频段的辐射单元安装在同一天线反射板上将会影响各辐射单元的辐射性能，同时也会加大天线的设计难度，例如，外形如排气管的基站天线由于其外罩结构的不规则性，导致研发设计难度增大，难以达到预设的天线性能。主要表现为：水平面波束宽度发散，增益降低，30°内旁瓣抑制偏高。而采用常规板状基站天线的辐射边界条件难以满足排气管外罩下基站天线的设计指标要求，尤其是在多端口高低频嵌套方案设置的基站天线中表现尤其明显。

发明内容

本发明的首一目的在于提供一种可提高辐射性能的多频天线边界条件。

本发明的次一目的在于提供一种多频天线。

本发明的再一目的在于提供一种基站。

适应于本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

适于本发明的首一目的而提供一种多频天线边界条件，呈长条板状，以其底侧竖立于天线反射板上以构成该反射板上与其相邻且平行的低频辐射单元列的边界，其顶侧成型有至少一个边界优化器，每个边界优化器包括至少一个边界优化单元，每个边界优化单元包括一对凸片及由该对凸片相间隔形成的凹槽，所述边界优化单元用于在沿反射板的宽度方向的视角上，与所述低频辐射单元列中的低频辐射单元正对设置。

进一步的，所述边界优化器包括相邻接的两个所述的边界优化单元。

进一步的，同一边界优化器中，相邻两个边界优化单元之间，以彼此相邻的一个凸片一体相连成型设置。

进一步的，所述边界条件沿其纵长方向设置有多个边界优化器，以分别一一对应所述低频辐射单元列的各个低频辐射单元。

优选的，每个边界优化单元中，自其一个凸片至其另一凸片所跨越的总长度，大于所述低频辐射单元列的工作频段的十分之一波长而小于其四分之一波长。

较佳的，所述边界优化单元中，其凹槽的深度大于所述低频辐射单元列的工作频段的十六分之一波长。

具体的，所述凸片呈矩形而使所述边界优化单元整体呈方波状。

进一步的，所述边界条件为所述反射板的任意一侧的翻边或独立装设于该反射板上的隔离板。

适于本发明的次一目的而提供一种多频天线，包括相互配合安装的天线罩与反射板，以及以轴线相平行装设在反射板上的低频辐射单元列和高频辐射单元列、构成所述低频辐射单元列的边界条件，所述边界条件为如权利要求1至8中任意一项所述的多频天线边界条件。

进一步的，所述低频辐射单元列与所述高频辐射单元列以彼此的轴线共轴排布设置构成复合嵌套列，其中部分高频辐射单元一一对应与部分低频辐射单元相嵌套安装。

进一步的，所述反射板上并排设置多个所述的复合嵌套列。

进一步的，所述天线罩整体呈管状。

进一步的，所述反射板的横向两侧形成翻边，该对翻边均用于构成所述的边界条件。

进一步的，所述边界条件的顶侧形成高低变化的方波状结构。

适于本发明的再一目的而提供一种基站，该基站配备有如权利要求9至14中任意一项所述的多频天线，用于发射该基站通行的信号。

相对于现有技术，本发明的优势如下：

首先，本发明的多频天线边界条件设置于反射板的侧边上，构成低频辐射单元列的边界条件，边界条件的边界优化单元的对应与一个低频辐射单元正对，边界优化单元的通过一对凸片所形成的凹槽可提高辐射单元的交叉极化比指标，减少增益损耗，提升辐射单元的灵敏度。

其次，本发明的结构简单方便加工，边界优化单元由一对凸片及该一对凸片所形成凹槽组成，且多频天线边界条件由边界优化单元所组成的边界优化器所组成，从而使得多频天线边界条件具有简单结构，便于大规模生产制造，成本低下，且因提升多频天线性能优异，安装方式简单，可大规模应用。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的一个实施例的多频天线的俯视图。

图2为图1所示的多频天线的侧视图。

图3为本发明的另一个实施例的多频天线的侧视图。

图4为当测试天线使用本发明的多频天线边界条件和当测试天线未使用本发明的多频天线边界条件时的水平面波形中交叉极化比(轴向)的对比图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的，仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供了一种多频天线边界条件，该多频天线边界条件用于提高多频天线的辐射性能。

在本发明的典型实施例中，所述边界条件设置在天线反射板上，天线反射板上设有低频辐射单元列，该低频辐射单元列由多个低频辐射单元组成，该多个低频辐射单元沿同一轴线设置。多个低频辐射单元列沿反射板的宽度方向并排设置。

结合图1，所述边界条件40呈板状，边界条件40设置于反射板10的长度方向的侧边上，以构成靠近反射板10的长度方向的侧边而设置的低频辐射单元列的边界。边界条件40与低频辐射单元列相平行，由于低频辐射单元列与边界条件40均靠近反射板10的同一侧边(设该侧边为第一侧边)，低频辐射单元列和边界条件40相邻设置，但边界条件40较低频辐射单元列靠近反射板10的第一侧边。低频辐射单元列与边界条件40相靠近但不相交，低频辐射单元列在反射板10底面上的投影与边界条件40在反射板10底面上的投影不相交。

结合图2和图3，在沿反射板10的宽度方向的视角上，低频辐射单元列与边界条件40相互平行，且边界条件40相对于反射板10的高度低于低频辐射单元列相对于反射板10的高度。

边界条件40包括至少一个边界优化器41，边界条件40可由一个或多个边界优化器41组成。边界优化器41包括至少一个边界优化单元42，边界优化器41可由一个或多个边界优化单元42组成。所述边界优化单元42包括一对凸片440及由该一对凸片440相间隔形成的凹槽430。

所述凹槽430可有效调节多频天线的单列辐射边界不对称造成的交叉极化比(轴向)弱化的问题，且能抑制轴向恶化的现象，起到优化多频天线隔离度的目的；优化整机综合性能，进而提高多频天线的覆盖质量和产品竞争力。

从左至右分别称该一对凸片440为第一凸片441和第二凸片442，第一凸片441和第二凸片442相互平行，且具有相同高度，第一凸片441和第二凸片442沿凹槽430在宽度方向的中轴线相对称。优选，凹槽430在第一凸片441与第二凸片442的夹设下构成U形通槽。

可通过改变凹槽430的槽宽和槽深，调节多频天线的交叉极化比指标。优选，第一凸片441和第二凸片442之间相靠近的一侧之间的距离大于低频辐射单元20的工作频段的十分之一波长，但小于低频辐射单元20的工作频段的四分之一波长，也即是说，凹槽430的槽宽大于低频辐射单元20的工作频段的十分之一波长，但小于低频辐射单元20的工作频段的四分之一波长。凹槽430的深度大于低频辐射单元20的工作频段的十六分之一波长。当凹槽430的槽宽和槽深为上述距离时，可较佳的提升天线的交叉极化比指标。

当边界条件40具有多个边界优化器41时，多个边界优化器41的边界优化单元42的凹槽430，可同时起作用共同提升辐射性能，在原有的辐射性能的基础上，强化辐射性能，尤其是天线的交叉极化比指标。

为便于揭示本发明创造，在本发明的典型实施例中，结合图2，所述边界条件40包括多个边界优化器41，该多个边界优化器41依次连接，其中相邻的优化边界器相邻接，每个边界优化器41各包括一个边界优化单元42，称该包括一个边界优化单元42的边界优化器41为第一边界优化器411。

结合图2，在沿反射板10的宽度方向的视角上，低频辐射单元列的每个低频辐射单元20均可各正对第一边界优化器411的一个边界优化单元42。

众所周知，每个低频辐射单元20的辐射面通常均呈规则的中心对称结构，自然也呈轴对称结构，因此，在多频天线的宽度方向上，每个低频辐射单元20均存在一条对称轴线(未示出)，刚好与其所在的低频辐射单元列的纵长轴线相正交，较佳的实施例中，与每个低频辐射单元20相对应的一所述边界优化器，也关于该宽度方向上的对称轴线对称设置。由此，从宽度方向上看多频天线，可见，对于每个低频辐射单元而言20，均有一个第一边界优化器411正好与其规则相对。各个低频辐射单元20均有同类的边界条件结构。

因此，低频辐射单元20在反射板10的宽度方向上的投影与其所对的边界优化单元42在反射板10的宽度方向上的投影相正对。

较佳的实施例中，低频辐射单元20的辐射面高于第一边界优化器411。边界优化单元42的凹槽430在宽度方向上刚好正对低频辐射单元20的中部。低频辐射单元20左右间距，即其辐射面宽度，小于边界优化器的宽度。

边界条件40的多个第一边界优化器411沿同一轴线顺次排列，且该多个第一边界优化器411依次连接，两两第一边界优化器411之间形成连接凹槽450。由此形成的结构为：相邻的两个第一边界优化器411通过连接条相接，其中一个第一边界优化器411的边界优化单元42的第二凸片442与另一个第一边界优化器411的边界优化单元42的第一凸片441通过连接条连接，连接条的相对于反射板10的高度低于第一凸片441和第二凸片442相对于反射板10的高度，从而两个相接的第一边界优化器411之间形成所述的连接凹槽450。优选，连接凹槽450的槽深与凹槽430的槽深相同。

边界条件40的多个第一边界优化器411沿同一轴线顺次排列，相邻的第一边界优化器411之间通过连接凹槽450连接，使得边界条件40形成一个整体。在实际生产过程中，边界条件40可一体成型。在一个实施例中，凸片440呈矩形状，从而使得边界优化单元42、边界优化器41以及边界条件40整体呈方波状。

反射板10上同时布设低频辐射单元列和高频辐射单元列时，高频辐射单元列的部分高频辐射单元30由于未与低频辐射单元相嵌套而在反射板10的宽度方向上正对连接凹槽450，高频辐射单元30的辐射面的高度高于连接凹槽450的槽顶面。优选，连接凹槽450的宽度方向上的中轴线与高频辐射单元30的宽度方向上中轴线相重合，也即是说，连接凹槽450与高频辐射单元30在宽度方向上沿同一中轴线设置。

低频辐射单元列与高频辐射单元列可共轴线或不共轴线设置，或者，低频辐射单元列和高频辐射单元列的部分高频辐射单元30共轴线设置，而高频辐射单元列的其余的高频辐射单元30不与低频辐射单元列共轴线设置。当，低频辐射单元列的低频辐射单元20与高频辐射单元列的高频辐射单元30共轴线设置，低频辐射单元20与高频辐射单元30间隔设置。低频辐射单元20在宽度方向上与其所对应的第一边界优化器411相正对，高频辐射单元30与其所对应的连接凹槽450相正对。

参见图4，当多频天线上采用了本实施例的边界条件和多频天线上未采用本发明的边界条件的水平面波形中交叉极化比(轴向)的对比图。由图4可知，当多频天线上未采用本发明的边界条件时，其主极化和交叉极化均有一定的畸变，进而导致多频天线的交叉极化比(轴向)值只有16.2dB，其±60°交叉极化比值也会较差；当多频天线上采用了本发明的边界条件时，其主极化和交叉极化的畸变效应变弱，其整体所表现出的交叉极化比(轴向)值达到了26.8dB，指标得到有效提高，效果明显。

在另一个实施例中，结合图3，所述边界条件40包括多个边界优化器41，该多个边界优化器41依次连接，其中相邻的边界优化器相隔一定距离设置，每个边界优化器41均包括两个边界优化单元42，称该具有两个边界优化单元42的边界优化器41为第二边界优化器412。

第二边界优化器412的两个边界优化单元42中，以彼此相邻的一个凸片440一体相连接成型设置。具体言之，称第二边界优化器412的两个边界优化单元42为第一边界优化单元421和第二边界优化单元422，第一边界优化单元421的第二凸片442和第二边界优化单元422的第一凸片441相连接形成一个大凸片440。或者，第一边界优化单元421和第二边界优化单元422相连接处共用同一凸片440，例如，第一边界优化单元421仅有第一凸片441，而无第二凸片442；第二边界优化单元422其均具有第一凸片441和第二凸片442；则第一边界优化单元421和第二边界优化单元422以第二边界优化单元422的第一凸片441相互连接。由两个边界优化单元42所组成的第二边界优化器412本身具有对称结构。

由此，第二边界优化器412由两个边界优化单元42组成。因，第二边界优化器412的两个边界优化单元42均具有一个凹槽430，且两个边界优化单元42以彼此相近的凸片440相连接，使得第二边界优化器412中具有三个凸片440与两个凹槽430，该三个凸片440与两个凹槽430相互间隔设置。具体言之，从左往右依次称该三个凸片440为第三凸片443、第四凸片444及第五凸片445，从左往右称该两个凹槽430为第一凹槽431和第二凹槽432，第一凹槽431位于第三凸片443和第四凸片444之间，第二凹槽432位于第四凸片444和第五凸片445之间。

在沿反射板10的宽度方向的视角上，低频辐射单元列的每个低频辐射单元20均正对一个第二边界优化器412。低频辐射单元20在反射板10的宽度方向上的投影与第二边界优化器412在反射板10的宽度方向上的投影相正对。

在沿反射板的宽度方向的视角上，低频辐射单元20的辐射面高于第二边界优化器412。第二边界优化器412的第四凸片444正对低频辐射单元20的中部，且第二边界优化器412的宽度方向上的中轴线与其正对的低频辐射单元20的宽度方向上中轴线相重合，也即是说，第二边界优化器412与其所正对的低频辐射单元20均沿宽度方向的同一中轴线设置。

优选的一个实施例中，低频辐射单元20的左右间距小于第二边界优化器412左右间距，也即是说，在宽度方向的投影上，低频辐射单元20居于第二边界优化器412之间。低频辐射单元20的辐射面的左端居于第二边界优化器412的第三凸片443之上，低频辐射单元20的辐射面的右端居于第二边界优化器412的第五凸片445之上。

当边界条件40由多个第二边界优化器412组成时，该多个第二边界优化器412沿同一轴线顺次排列，且该多个第二边界优化器412依次连接，两两第二边界优化器412之间形成连接凹槽450。关于连接凹槽450的形状和连接凹槽450与高频辐射单元列的高频辐射单元30的相对关系可参见上文，为节省篇幅，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述边界条件40可由反射板10的任意一侧的翻边所形成或由独立装设于反射板10上的隔离板所形成。在另一个实施例中，边界条件40可单独生产制造，独立装设与反射板10的侧边上。

在一个实施例中，边界条件40上可同时设置第一边界优化器411和第二边界优化器412，第一边界优化器411和第二边界优化器412沿同一轴线相互连接设置。

在一个实施中，同一反射板10的各侧边上可分别设置相同或不相同的边界条件。

本发明的还提供了一种多频天线，该多频天线包括天线罩(未图示)、反射板10、低频辐射单元列、高频辐射单元列以及上文所述的边界条件40。

低频辐射单元列和高频辐射单元列均设置于反射板10的同一面上，低频辐射单元列和高频辐射单元列可以彼此的轴线共轴排布设置构成复合嵌套列，高频辐射单元列的全部或部分高频辐射单元30对应低频辐射单元列的部分或全部低频辐射单元20相嵌套安装。

所述边界条件40对应低频辐射单元列设置于反射板10的侧边上，构成低频辐射单元列的边界条件40。优选的，所述边界条件40还可对应高频辐射单元列。边界条件40与低频辐射单元列和高频辐射单元列的对应关系可参见上文，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述反射板10上可并排设置多个所述的复合嵌套列。优选的，辐射嵌套列之间可设置隔离板，以隔离多个复合嵌套列，避免影响相互之间的辐射性能。

天线罩和反射板10相互配合安装，反射板10设置于天线罩内。天线罩整体呈管状。

天线罩的长度方向的两端分别为上端和下端，其中天线罩的上端上设有上端盖，天线罩的下端上设有下端盖，上端盖和下端盖通过转接件固定于反射板10上。多频天线的主馈头通过上端盖或下端盖接入反射板10上的低频辐射单元列和/或高频辐射单元列。

本发明还提供了一种基站，该基站设有上文所述的多频天线，用于发射该基站所通行的信号。

综上所述，本发明的多频天线边界条件设置于天线发射板的侧边上，通过多频天线边界条件的边界优化器的一对凸片和该对凸片间隔设置的凹槽，可提高天线的交叉极化比指标，从而提高天线接收信号的灵敏度，减少增益损耗。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中发明的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。