一种多系统多端口基站天线论文和设计-熊兰

全文摘要

本实用新型涉及一种多系统多端口基站天线，包括反射板、TD‑LTE系统、GSM系统和DCS系统，反射板包括第一部分以及连接在第一部分一端的第二部分；TD‑LTE系统包括沿第一部分正面的横向并排设置的四个TD‑LTE辐射阵列；GSM系统包括第一GSM辐射阵列和第二GSM辐射阵列，第一GSM辐射阵列包括呈L形排布的第一子阵列和第二子阵列，第二GSM辐射阵列包括呈L形排布的第三子阵列和第四子阵列；DCS系统包括分别设置在第二部分正面的两侧的第一DCS辐射阵列和第二DCS辐射阵列，第一DCS辐射阵列和第一子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置，第二DCS辐射阵列和所述第三子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置。本实用新型可有效地改善波束的畸变、波束宽度及增益。

主设计要求

1.一种多系统多端口基站天线，包括反射板、TD-LTE系统、GSM系统和DCS系统，其特征在于：所述反射板包括第一部分以及连接在第一部分一端的第二部分；所述TD-LTE系统包括沿所述第一部分正面的横向并排设置的四个TD-LTE辐射阵列；所述GSM系统包括第一GSM辐射阵列和第二GSM辐射阵列，所述第一GSM辐射阵列包括呈L形排布的第一子阵列和第二子阵列，所述第二GSM辐射阵列包括呈L形排布的第三子阵列和第四子阵列，所述第一子阵列和第三子阵列分别设置在所述第二部分正面的两侧，所述第二子阵列和第四子阵列分别设置在所述第一部分的正面且呈错位设置，并位于四个TD-LTE辐射阵列内；所述DCS系统包括分别设置在所述第二部分正面的两侧的第一DCS辐射阵列和第二DCS辐射阵列，所述第一DCS辐射阵列和所述第一子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置，所述第二DCS辐射阵列和所述第三子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置。

设计方案

1.一种多系统多端口基站天线，包括反射板、TD-LTE系统、GSM系统和DCS系统，其特征在于：

所述反射板包括第一部分以及连接在第一部分一端的第二部分；

所述TD-LTE系统包括沿所述第一部分正面的横向并排设置的四个TD-LTE辐射阵列；

所述GSM系统包括第一GSM辐射阵列和第二GSM辐射阵列，所述第一GSM辐射阵列包括呈L形排布的第一子阵列和第二子阵列，所述第二GSM辐射阵列包括呈L形排布的第三子阵列和第四子阵列，所述第一子阵列和第三子阵列分别设置在所述第二部分正面的两侧，所述第二子阵列和第四子阵列分别设置在所述第一部分的正面且呈错位设置，并位于四个TD-LTE辐射阵列内；

所述DCS系统包括分别设置在所述第二部分正面的两侧的第一DCS辐射阵列和第二DCS辐射阵列，所述第一DCS辐射阵列和所述第一子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置，所述第二DCS辐射阵列和所述第三子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置。

2.根据权利要求1所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：每个所述TD-LTE辐射阵列包括沿第一部分正面的纵向间隔设置的第一TD-LTE辐射元、至少一个第二TD-LTE辐射元、第三TD-LTE辐射元和第四TD-LTE辐射元，其中两个TD-LTE辐射阵列与所述第一子阵列相邻且该两个TD-LTE辐射阵列的两个第四TD-LTE辐射元靠近所述第一子阵列，另外两个TD-LTE辐射阵列与所述第三子阵列相邻且该两个TD-LTE辐射阵列的两个第四TD-LTE辐射元靠近所述三子阵列；

所述第一子阵列包括多个沿第二部分正面的纵向间隔设置的第一GSM辐射元，第二子阵列包括一个第二GSM辐射元，所述第三子阵列包括多个沿第二部分正面的纵向间隔设置的第三GSM辐射元，第四子阵列包括一个第四GSM辐射元，所述第四GSM辐射元设置在与第一子阵列相邻的两个TD-LTE辐射阵列的两个第二TD-LTE辐射元和两个第三TD-LTE辐射元之间，所述第二GSM辐射元设置在与第三子阵列相邻的两个TD-LTE辐射阵列的两个第二TD-LTE辐射元和两个第三TD-LTE辐射元之间；所述多个第一GSM辐射元和多个第三GSM辐射元一一对应；所述第二GSM辐射元和第四GSM辐射元呈错位设置；

所述第一DCS辐射阵列包括多个第一DCS辐射元和多个第二DCS辐射元，相邻的两个第一GSM辐射元之间设置一个所述第一DCS辐射元，每个第一GSM辐射元的内部中心位置处设置一个所述第二DCS辐射元；所述第二DCS辐射阵列包括多个第三DCS辐射元和多个第四DCS辐射元，相邻的两个第三GSM辐射元之间设置一个所述第三DCS辐射元，每个第三GSM辐射元的内部中心位置处设置一个所述第四DCS辐射元。

3.根据权利要求2所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述第一TD-LTE辐射元、第二TD-LTE辐射元、第三TD-LTE辐射元和第四TD-LTE辐射元为结构相同的TD-LTE辐射振子；所述第一GSM辐射元和第三GSM辐射元为结构相同的碗状低频振子；所述第二GSM辐射元和第四GSM辐射元为结构相同的十字形PCB低频振子；所述第一DCS辐射元、第二DCS辐射元、第三DCS辐射元和第四DCS辐射元为结构相同的DCS辐射振子。

4.根据权利要求3所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述TD-LTE辐射振子包括设置在所述第一部分正面的安装件、设置在安装件上的连接件以及设置在连接件上的辐射主体，所述辐射主体在第一部分正面上的投影位于所述安装件的第一侧；每个所述TD-LTE辐射阵列中，所述第一TD-LTE辐射元的安装件的第二侧和第二TD-LTE辐射元的安装件的第二侧相接触，所述第二TD-LTE辐射元的安装件的第一侧与第三TD-LTE辐射元的安装件的第一侧相靠近，所述第三TD-LTE辐射元的安装件的第二侧与第四TD-LTE辐射元的安装件的第二侧相接触。

5.根据权利要求2所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述第一DCS辐射元、第二DCS辐射元、第三DCS辐射元和第四DCS辐射元分别通过一绝缘块设置在所述第二部分的正面。

6.根据权利要求2所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述第一子阵列和第三子阵列之间设有挡板，所述挡板的底部两端分别设有两个第一缺口，挡板的底部还设有多个沿挡板的长度方向间隔排列的第二缺口，所述多个第二缺口位于所述两个第一缺口之间，每个所述第二缺口对应一个所述第一GSM辐射元和一个所述第三GSM辐射元。

7.根据权利要求6所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述挡板上设有多个沿挡板的长度方向间隔排列的条状贯通孔，每个所述条状贯通孔对应一个所述第一GSM辐射元和一个所述第三GSM辐射元。

8.根据权利要求2所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：相邻的两个所述第一GSM辐射元之间的距离在0.6-0.7个GSM频段波长之间，相邻的两个所述第三GSM辐射元之间的距离在0.6-0.7个GSM频段波长之间，所述第二GSM辐射元和相邻的第一GSM辐射元之间的直线距离在0.5-0.7个GSM频段波长之间，所述第四GSM辐射元和相邻的第三GSM辐射元之间的直线距离在0.5-0.7个GSM频段波长之间。

9.根据权利要求1所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述第一部分和第二部分为一体成型。

10.根据权利要求2所述的多系统多端口基站天线，其特征在于：所述第一部分的两纵向边分别朝第一部分的正面弯折形成第一翻边，所述第二部分的两纵向边分别朝第二部分的正面弯折形成第二翻边，所述第二翻边的顶部具有多个槽口，其中一个第二翻边的每个槽口对应一个所述第一GSM辐射元，另外一个第二翻边的每个槽口对应一个所述第三GSM辐射元。

设计说明书

【技术领域】

本实用新型涉及移动通信领域，尤其是涉及一种多系统多端口基站天线。

【背景技术】

多系统多端口天线在蜂窝移动通信中在扇区覆盖、系统扩容和波束指向调节上相较传统的天线有较大优势。但是考虑到天线设计方法，需要在较小空间内放置融合多系统辐射阵列，目前，业内现有的同类2G+4G天线多采用不同辐射阵列上、下排布，或左、右排布的方式，进行结构方面的集成设计。为了更好地服务运营商，将多载波聚合、空间\/极化分集、波束成形等新技术充分转化为生产力，必须首先实现基站天线的精确覆盖，设计重心从加强覆盖转移到增益和方向图精确控制并重。基站天线的小型化使得系统与系统之间的信号耦合愈发严重，相邻系统之间的电磁耦合使基站天线的辐射波束变形严重，水平波宽展宽，増益下降。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种多系统多端口基站天线，可有效地改善波束的畸变、波束宽度及增益。

本实用新型提供的一种多系统多端口基站天线，包括反射板、TD-LTE系统、GSM系统和DCS系统，所述反射板包括第一部分以及连接在第一部分一端的第二部分；所述TD-LTE系统包括沿所述第一部分正面的横向并排设置的四个TD-LTE辐射阵列；所述GSM系统包括第一GSM辐射阵列和第二GSM辐射阵列，所述第一GSM辐射阵列包括呈L形排布的第一子阵列和第二子阵列，所述第二GSM辐射阵列包括呈L形排布的第三子阵列和第四子阵列，所述第一子阵列和第三子阵列分别设置在所述第二部分正面的两侧，所述第二子阵列和第四子阵列分别设置在所述第一部分的正面且呈错位设置，并位于四个TD-LTE辐射阵列内；所述DCS系统包括分别设置在所述第二部分正面的两侧的第一DCS辐射阵列和第二DCS辐射阵列，所述第一DCS辐射阵列和所述第一子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置，所述第二DCS辐射阵列和所述第三子阵列沿同一轴线共轴嵌套设置。

进一步地，每个所述TD-LTE辐射阵列包括沿第一部分正面的纵向间隔设置的第一TD-LTE辐射元、至少一个第二TD-LTE辐射元、第三TD-LTE辐射元和第四TD-LTE辐射元，其中两个TD-LTE辐射阵列与所述第一子阵列相邻且该两个TD-LTE辐射阵列的两个第四TD-LTE辐射元靠近所述第一子阵列，另外两个TD-LTE辐射阵列与所述第三子阵列相邻且该两个TD-LTE辐射阵列的两个第四TD-LTE辐射元靠近所述三子阵列；

进一步地，所述第一TD-LTE辐射元、第二TD-LTE辐射元、第三TD-LTE辐射元和第四TD-LTE辐射元为结构相同的TD-LTE辐射振子；所述第一GSM辐射元和第三GSM辐射元为结构相同的碗状低频振子；所述第二GSM辐射元和第四GSM辐射元为结构相同的十字形PCB低频振子；所述第一DCS辐射元、第二DCS辐射元、第三DCS辐射元和第四DCS辐射元为结构相同的DCS辐射振子。

进一步地，所述TD-LTE辐射振子包括设置在所述第一部分正面的安装件、设置在安装件上的连接件以及设置在连接件上的辐射主体，所述辐射主体在第一部分正面上的投影位于所述安装件的第一侧；每个所述TD-LTE辐射阵列中，所述第一TD-LTE辐射元的安装件的第二侧和第二TD-LTE辐射元的安装件的第二侧相接触，所述第二TD-LTE辐射元的安装件的第一侧与第三TD-LTE辐射元的安装件的第一侧相靠近，所述第三TD-LTE辐射元的安装件的第二侧与第四TD-LTE辐射元的安装件的第二侧相接触。

进一步地，所述第一DCS辐射元、第二DCS辐射元、第三DCS辐射元和第四DCS辐射元分别通过一绝缘块设置在所述第二部分的正面。

进一步地，所述第一子阵列和第三子阵列之间设有挡板，所述挡板的底部两端分别设有两个第一缺口，挡板的底部还设有多个沿挡板的长度方向间隔排列的第二缺口，所述多个第二缺口位于所述两个第一缺口之间，每个所述第二缺口对应一个所述第一GSM辐射元和一个所述第三GSM辐射元。

进一步地，所述挡板上设有多个沿挡板的长度方向间隔排列的条状贯通孔，每个所述条状贯通孔对应一个所述第一GSM辐射元和一个所述第三GSM辐射元。

进一步地，相邻的两个所述第一GSM辐射元之间的距离在0.6-0.7个GSM频段波长之间，相邻的两个所述第三GSM辐射元之间的距离在0.6-0.7个GSM频段波长之间，所述第二GSM辐射元和相邻的第一GSM辐射元之间的直线距离在0.5-0.7个GSM频段波长之间，所述第四GSM辐射元和相邻的第三GSM辐射元之间的直线距离在0.5-0.7个GSM频段波长之间。

进一步地，所述第一部分和第二部分为一体成型。

进一步地，所述第一部分的两纵向边分别朝第一部分的正面弯折形成第一翻边，所述第二部分的两纵向边分别朝第二部分的正面弯折形成第二翻边，所述第二翻边的顶部具有多个槽口，其中一个第二翻边的每个槽口对应一个所述第一GSM辐射元，另外一个第二翻边的每个槽口对应一个所述第三GSM辐射元。

本实用新型集成度高，成本低，可降低波束畸变，并可使水平面波束宽度收缩，增益高，并具有良好的前后比交叉极化率等指标。

【附图说明】

图1为本实用新型一实施例提供的一种多系统多端口基站天线的结构示意图；

图2是图1所示多系统多端口基站天线的俯视示意图；

图3是图1所示多系统多端口基站天线的主视示意图；

图4是图1所示多系统多端口基站天线的TD-LTE辐射振子的结构示意图；

图5是图1所示多系统多端口基站天线的一个第一GSM辐射元与其内部中心位置处设置的第二DCS辐射元的爆炸示意图；

图6是图1所示多系统多端口基站天线的第二部分、挡板和第一GSM辐射阵列的竖部的局部示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参考图1至图3，本实用新型提供的一种多系统多端口基站天线，包括反射板10、TD-LTE(分时长期演进)系统、GSM(全球移动通信系统)系统和DCS(分布式控制系统)系统。

反射板10包括第一部分11以及连接在第一部分11一端的第二部分12。优选地，第一部分11和第二部分12为一体成型。

TD-LTE系统包括沿第一部分11正面的横向并排设置的四个TD-LTE辐射阵列20。四个TD-LTE辐射阵列20分别采用直线型馈电方式进行馈电。

GSM系统包括第一GSM辐射阵列31和第二GSM辐射阵列32。第一GSM辐射阵列31包括呈L形排布的第一子阵列31a和第二子阵列31b。第二GSM辐射阵列32包括呈L形排布的第三子阵列32a和第四子阵列32b。第一子阵列31a和第三子阵列32a分别设置在第二部分12正面的两侧。第二子阵列31b和第四子阵列32b分别设置在第一部分11的正面且呈错位设置，并位于四个TD-LTE辐射阵列20内。第一GSM辐射阵列31和第二GSM辐射阵列32分别采用L型馈电方式进行馈电，可使得相应的方向图水平面半功率波束宽度收缩，可改善基站天线的波束离散的情况以及增益、前后比等指标。

DCS系统包括分别设置在第二部分12正面的两侧的第一DCS辐射阵列41和第二DCS辐射阵列42。第一DCS辐射阵列41和第一子阵列31a沿同一轴线共轴嵌套设置。第二DCS辐射阵列42和第三子阵列32a沿同一轴线共轴嵌套设置。第一DCS辐射阵列41和第二DCS辐射阵列42分别采用直线型馈电方式进行馈电。

具体的，每个TD-LTE辐射阵列20包括沿第一部分11正面的纵向间隔设置的第一TD-LTE辐射元21、至少一个第二TD-LTE辐射元22、第三TD-LTE辐射元23和第四TD-LTE辐射元24。其中两个TD-LTE辐射阵列20与第一子阵列31a相邻且该两个TD-LTE辐射阵列20的两个第四TD-LTE辐射元24靠近第一子阵列31a，另外两个TD-LTE辐射阵列20与第三子阵列32a相邻且该两个TD-LTE辐射阵列20的两个第四TD-LTE辐射元24靠近第三子阵列32a。

第一子阵列31a包括多个沿第二部分12正面的纵向间隔设置的第一GSM辐射元311，第二子阵列31b包括一个第二GSM辐射元312。第三子阵列32a包括多个沿第二部分12正面的纵向间隔设置的第三GSM辐射元321，第四子阵列32b包括一个第四GSM辐射元322。第四GSM辐射元322设置在与第一子阵列31a相邻的两个TD-LTE辐射阵列20的两个第二TD-LTE辐射元22和两个第三TD-LTE辐射元23之间，第二GSM辐射元312设置在与第三子阵列32a相邻的两个TD-LTE辐射阵列20的两个第二TD-LTE辐射元22和两个第三TD-LTE辐射元23之间，第二GSM辐射元312和第四GSM辐射元322的这种设置方式，可减少GSM系统对TD-LTE系统的影响，并大大缩短了基站天线的尺寸。多个第一GSM辐射元311和多个第三GSM辐射元321一一对应。第二GSM辐射元312和第四GSM辐射元322呈错位设置。在馈电方面，多个第一GSM辐射元311的正极化、负极化和第二GSM辐射元312的正极化、负极化分别进行同极化馈电，多个第三GSM辐射元321的正极化、负极化和第四GSM辐射元322的正极化、负极化分别进行同极化馈电。

第一DCS辐射阵列41包括多个第一DCS辐射元411和多个第二DCS辐射元412。相邻的两个第一GSM辐射元311之间设置一个第一DCS辐射元411，每个第一GSM辐射元311的内部中心位置处设置一个第二DCS辐射元412。第二DCS辐射阵列42包括多个第三DCS辐射元421和多个第四DCS辐射元422，相邻的两个第三GSM辐射元321之间设置一个第三DCS辐射元421，每个第三GSM辐射元321的内部中心位置处设置一个第四DCS辐射元422。

本实施例中，相邻的两个第一GSM辐射元311之间的距离在0.6-0.7个GSM频段波长之间，相邻的两个第三GSM辐射元321之间的距离在0.6-0.7个GSM频段波长之间，第二GSM辐射元312和相邻的第一GSM辐射元311之间的直线距离在0.5-0.7个GSM频段波长之间，第四GSM辐射元322和相邻的第三GSM辐射元321之间的直线距离在0.5-0.7个GSM频段波长之间。

相邻的两个TD-LTE辐射阵列20之间设有TD-LTE辐射阵列挡板60，其中，与第一子阵列31a相邻的两个TD-LTE辐射阵列20之间的TD-LTE辐射阵列挡板60是断开的，以便设置第四GSM辐射元322，与第三子阵列32a相邻的两个TD-LTE辐射阵列20之间的TD-LTE辐射阵列挡板60是断开的，以便设置第二GSM辐射元312。

优选地，第一TD-LTE辐射元21、第二TD-LTE辐射元22、第三TD-LTE辐射元23和第四TD-LTE辐射元24为结构相同的TD-LTE辐射振子。第一GSM辐射元311和第三GSM辐射元321为结构相同的碗状低频振子。第二GSM辐射元312和第四GSM辐射元322为结构相同的十字形PCB低频振子。第一DCS辐射元411、第二DCS辐射元412、第三DCS辐射元421和第四DCS辐射元422为结构相同的DCS辐射振子。

结合图4所示，TD-LTE辐射振子包括设置在第一部分11正面的安装件251、设置在安装件251上的连接件252以及设置在连接件252上的方形的辐射主体253。辐射主体253在第一部分11正面上的投影位于安装件251的第一侧251a。每个TD-LTE辐射阵列20中，如图2所示，第一TD-LTE辐射元21的安装件251的第二侧251b和第二TD-LTE辐射元22的安装件251的第二侧251b相接触，第二TD-LTE辐射元22的安装件251的第一侧251a与第三TD-LTE辐射元23的安装件251的第一侧251a相靠近，第三TD-LTE辐射元23的安装件251的第二侧251b与第四TD-LTE辐射元24的安装件251的第二侧251b相接触。

本实施例中，每个TD-LTE辐射阵列20中，第二TD-LTE辐射元22个数为6个，从而每个TD-LTE辐射阵列20包括9个TD-LTE辐射元，因而TD-LTE系统为四列九单元十六端口的TD-LTE系统。第一GSM辐射元311的个数为4个，从而第一GSM辐射阵列31和第二GSM辐射阵列32分别包括五个GSM辐射元，因而GSM系统为双列五单元四端口的GSM系统。第一DCS辐射元和第二DCS辐射元的个数分别为3个、4个，第三DCS辐射元和第四DCS辐射元的个数分别为3个、4个，从而第一DCS辐射阵列41和第二DCS辐射阵列42分别包括7个DCS辐射元，因而DCS系统为双列七单元四端口的DCS系统。每个TD-LTE辐射阵列20中，第一TD-LTE辐射元21的辐射主体253和相邻的第二TD-LTE辐射元22的辐射主体253之间的距离、相邻的两个第二TD-LTE辐射元22的辐射主体253之间的距离、第三TD-LTE辐射元23的辐射主体253和第四TD-LTE辐射元24的辐射主体253之间的距离互为相等，且略小于第三TD-LTE辐射元23的辐射主体253和相邻的第二TD-LTE辐射元22的辐射主体253之间的距离。

参考图5，第二DCS辐射元412通过一绝缘块43设置在第二部分12的正面。具体的，绝缘块43设置在第二部分12的正面，第二DCS辐射元412设置在绝缘块43上。类似地，第一DCS辐射元411、第三DCS辐射元421和第四DCS辐射元422也分别通过一绝缘块43设置在第二部分12的正面。第一DCS辐射元411、第二DCS辐射元412、第三DCS辐射元421和第四DCS辐射元422的该种设置方式，可保证同一频段不同频率之间的水平半功率角度的一致性。

参考图1、图3和图6，第一部分11的两纵向边分别朝第一部分11的正面弯折形成第一翻边111。第二部分12的两纵向边分别朝第二部分12的正面弯折形成第二翻边121。第二翻边121的高度大于第一翻边111的高度。第二翻边121的顶部具有多个槽口122，其中一个第二翻边121的每个槽口122对应一个第一GSM辐射元311，另外一个第二翻边121的每个槽口122对应一个第三GSM辐射元321。通过该种结构，可进一步地改善基站天线波束的畸变、波束宽度及增益。

第一子阵列31a和第三子阵列32a之间设有挡板50。挡板50的底部两端分别设有两个第一缺口51，两个第一缺口51分别对应第一子阵列31a的首尾两个第一GSM辐射元311、第三子阵列32a的首尾两个第三GSM辐射元321。挡板50的底部还设有多个沿挡板50的长度方向间隔排列的第二缺口52，多个第二缺口52位于两个第一缺口51之间，每个第二缺口52对应一个第一GSM辐射元311和一个第三GSM辐射元321。

挡板50上设有多个沿挡板50的长度方向间隔排列的条状贯通孔53，每个条状贯通孔53对应一个第一GSM辐射元311和一个第三GSM辐射元321。第一缺口51、第二缺口52和条状贯通孔53的大小可根据第一GSM辐射元311和第三GSM辐射元321的位置和频段进行形状和位置的调整。

本实施例中，第二缺口52的个数为两个，条状贯通孔53的个数为四个。两个第二翻边121的槽口122的个数分别为四个。

本实用新型集成度高，成本低，可改善波束畸变，并可使水平面波束宽度收缩，同时提高了增益和前后比。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本实用新型的保护范围。

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一种多系统多端口基站天线论文和设计

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