CN108321511B - 通信基站及其基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基站天线，包括反射板、多个辐射单元及限流板。反射板的侧板沿其延伸方向开设有多个间隔设置的条形通孔，辐射单元发出的部分电磁波可穿过侧板上的条形通孔并产生辐射电流，进而产生新的电磁波。此时，每个条形通孔均相当于一个半波振子。因此，从多个条形通孔发出的电磁波的辐射方向图可与辐射单元发出的电磁波的辐射方向图在空间内叠加，从而对波宽起到收窄作用。而且，限流板可反射电磁波，从而抑制电磁波朝背向承载面的方向辐射，防止降低前后比。可见，上述通信基站及其基站天线有效地改善了水平面半功率波束宽度的收敛性。此外，本发明还提供一种通信基站。

Description

通信基站及其基站天线

技术领域

本发明涉及移动通讯技术领域，特别涉及一种通信基站及其基站天线。

背景技术

随着移动通信网络的不断发展，基站天线是蜂窝移动通信网络中的关键部件，随着移动通信网络在容量和质量上的不断提升，***对基站天线的电性能指标提出了越来越高的要求。其中，水平面半功率波束宽度收敛性是衡量基站天线性能的一项重要指标。波束收敛性好的天线可以提供优质的覆盖性能，从而有效地减少弱覆盖和过覆盖的问题，并减少相互之间的干扰，利于网络优化。

然而，受限于基站天线的尺寸及结构，现有基站天线的半功率波束宽度的波宽收敛性依然较差。

发明内容

基于此，有必要针对现有基站天线半功率波束宽度收敛性较差的问题，提供一种能有效改善半功率波束宽度收敛性的通信基站及其基站天线。

一种基站天线，包括：

反射板，所述反射板包括底板及沿所述底板的边缘延伸的侧板，所述底板具有承载面，所述侧板相对于所述底板朝所述承载面一侧弯折，且所述侧板沿其延伸方向开设有多个间隔设置的条形通孔；

多个辐射单元，安装于所述承载面，所述多个辐射单元沿所述侧板的延伸方向间隔设置，且所述多个辐射单元与所述多个条形通孔的位置一一对应；及

限流板，设置于所述侧板背向所述底板的一侧并与所述反射板耦合，所述限流板的纵长方向与所述侧板的延伸方向一致，，且所述限流板的宽度方向朝背向所述侧板的方向延伸。

在其中一个实施例中，所述底板及所述侧板均为长条形的矩形板状结构，所述侧板为两个，所述两个侧板设置于所述底板相对的两侧并垂直于所述承载面，所述多个辐射单元沿所述底板的轴线间隔设置。

在其中一个实施例中，所述条形通孔的长度为0.5λ，所述λ为所述基站天线工作频带内水平面波束宽度最大的频点对应的波长。

在其中一个实施例中，所述条形通孔为矩形孔，且所述条形通孔的宽度为2毫米至5毫米。

在其中一个实施例中，所述多个条形通孔与所述侧板的水平中轴线重叠。

在其中一个实施例中，所述限流板具有条形的限流槽，所述限流槽沿所述限流板的延伸方向设置，且所述限流槽的开口方向与所述承载面的朝向相同。

在其中一个实施例中，所述限流板由板体垂直弯折形成，且形成多个呈矩形槽结构的所述限流槽。

在其中一个实施例中，所述限流板由板体弯折形成，且形成多个呈V形槽结构的所述限流槽。

在其中一个实施例中，所述限流板与所述反射板一体成型。

一种基站天线，包括如上述优选实施例中任一项所述基站天线及信号收发器，所述信号收发器与所述基站天线通讯连接。

上述通信基站及其基站天线，辐射单元发出的部分电磁波可穿过侧板上的条形通孔并产生辐射电流，进而产生新的电磁波。此时，每个条形通孔均相当于一个半波振子。因此，从多个条形通孔发出的电磁波的辐射方向图可与辐射单元发出的电磁波的辐射方向图在空间内叠加，从而对波宽起到收窄作用。而且，限流板可反射电磁波，从而抑制电磁波朝背向承载面的方向辐射，防止降低前后比。可见，上述通信基站及其基站天线有效地改善了水平面半功率波束宽度的收敛性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中基站天线的结构示意图；

图2为图1所示基站天线的侧视图；

图3为图1所示基站天线的横截面示意图；

图4为本发明另一个实施例中基站天线的结构示意图；

图5为图4所示基站天线的横截面示意图；

图6为现有基站天线的辐射方向图；

图7为图1所示基站天线的辐射方向图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种通信基站及基站天线。其中，通信基站包括上述基站天线，以及与上述基站天线通讯连接的信号收发器。信号收发器用于将电信号转化成电磁波信号，电磁波信号可传输至基站天线并由基站天线向空间辐射。而且，信号收发器还可将基站天线接收到的电磁波信号转化成电信号。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的基站天线100包括反射板110、辐射单元120及限流板130。

反射板110主要起到反射及增强电磁波信号的作用，一般为金属板状结构。其中，反射板110可以呈长条形、圆形或矩形。进一步的，反射板110包括底板111及侧板113。侧板113可与底板111一体成型，也可通过焊接等方式固定。底板111具有承载面1112，侧板113沿底板111的边缘延伸，且相对于底板111朝承载面1112一侧弯折。具体的，侧板113可垂直于承载面1112，也可相对于承载面1112倾斜。

此外，侧板113沿其延伸方向开设有多个间隔设置的条形通孔1132。具体的，条形通孔1132可以是矩形孔、椭圆孔等。其中，条形通孔1132在侧板113延伸方向上的尺寸为条形通孔1132的长度，而在垂直于侧板113延伸方向上的尺寸为条形通孔1132的宽度。

辐射单元120用于接收及辐射电磁波，具体可由极化正交的偶极子构成。其中，辐射单元120为多个，多个辐射单元120安装于承载面1112。因此，辐射单元120在向空间辐射电磁波信号时，底板111及侧板113可对电磁波信号进行反射，以使电磁波信号的辐射方向更集中、定向性更好，从而有利于提升基站天线100的前后比。

进一步的，多个辐射单元120沿侧板113的延伸方向间隔设置，且多个辐射单元120与多个条形通孔1132的位置一一对应。

具体的，当侧板113呈长条形结构时，多个辐射单元120则沿直线间隔排列；而当侧板113呈弧形结构时，多个辐射单元120则沿弧线间隔排列。而且，辐射单元120与条形通孔1132的位置对应，指的是辐射单元120发出的部分电磁波信号可穿过条形通孔1132。

电磁波信号穿过条形通孔1132后，会在条形通孔1132的边缘生成辐射电流，进而产生二次电磁振荡从而发出新的电磁波信号。此时，每个条形通孔1132均相当于一个半波振子。因此，从多个条形通孔1132发出的电磁波信号的辐射方向图可与辐射单元120发出的电磁波信号的辐射方向图在空间内叠加，从而对波宽起到收窄作用，进而改善水平面半功率波束宽度的收敛性。

在本实施例中，底板111及侧板113均为长条形的矩形板状结构，侧板113为两个，两个侧板113设置于底板113相对的两侧并垂直于承载面1112。

此时，反射板110为轴对称结构。而且，多个辐射单元120沿底板113的轴线设置。因此，辐射单元120距离反射板110的两侧边界的距离相同、左右边界之间宽度差距小，即对称性更好。对称性改善后，多个辐射单元120的辐射方向图更对称、前后比对称性更好、半功率波束宽度的收敛性也可得到进一步改善。

需要指出的是，以上仅为反射板110一种优选的实施方式。在其他实施例中，反射板110可不限于为上述结构。例如，底板111还可呈圆盘状，侧板113则围绕底板111的周向设置。而且，多个辐射单元120可沿着侧板113呈圆周排列。

在本实施例中，条形通孔1132的长度为0.5λ。其中，λ为基站天线100工作频带内水平面波束宽度偏离中心值最远的频点对应的波长。

具体的，基站天线100均具有其固定的工作频段。例如，常见的低频天线的工作频段为806MHz-960MHz，高频天线的工作频段为1710MHz-2170MHz。在辐射方向图内，每个频率点对应的水平面波束宽度会存在差异。波束宽度偏离中心值越远，则表示该频率点对应的电磁波信号波束宽度收敛性越差。也就是说，λ为基站天线100中水平面波束宽度收敛性最差的电磁波信号的对应频点波长。当电磁波穿过长度为0.5λ的条形孔1132时，在条形孔的周边会激励出类似于半波振子的电流，既该条形孔1132可等效成为一个半波振子，其产生的电磁波与基站天线本身产生的电磁波相互叠加，从而起到提升水平面波束宽度收敛性的作用。

在本实施例中，条形通孔1132为矩形孔，且条形通孔1132的宽度为2毫米至5毫米。

此时，部分收敛性较好的电磁波信号可被阻止穿过条形通孔1132，而部分收敛性较差的电磁波信号则容易穿过条形通孔1132。因此，收敛性较差的电磁波信号可被有效分离并再次利用，从而有利于进一步改善水平面波束宽度的收敛性。

进一步的，在本实施例中，多个条形通孔1132与侧板113的水平中轴线重叠。

此时，条形通孔1132距离侧板的两侧边界的距离相同、对称性更好。而且，由于条形通孔1132相当于半波振子，其功能类似于辐射单元120，故侧板113可看作为上述半波振子的反射板，可用于反射从条形通孔1132处发出的电磁波信号。因此，对称性改善后，从多个条形通孔1132发出的电磁波信号的辐射方向图更对称、前后比对称性更好，从而能再一步改善基站天线100半功率波束宽度的收敛性。

需要指出的是，在其他实施例中，条形通孔1132的长度、宽度在小范围内变化，或者条形通孔1132相对于侧板113的轴线偏离一定程度并不会对基站天线100半功率波束宽度的收敛性产生实质性的影响。

请一并参阅图3，限流板130的材质及功能与反射板110近似，用于反射电磁波信号。其中，限流板130设置于侧板113背向底板111的一侧，且限流板130的纵长方向与侧板113的延伸方向一致，宽度方向朝背向侧板113的方向延伸。因此，限流板130用于反射从条形通孔1132发出的电磁波信号。具体在本实施例中，限流板130呈长条形，且为两个。两个限流板130分别设置于两个侧板113背向底板111的一侧，并沿侧板113的长度方向延伸。

此外，限流板130与反射板110耦合。具体的，限流板130与反射板110可以通过电连接实现电耦合，也可通过中间绝缘连接件实现耦合。具体在本实施例中，限流板130与反射板110一体成型。

一体成型结构可使限流板130与反射板110之间连接更牢固，提升基站天线100结构的稳定性。另一方面，通过一体成型的设置，可使限流板130与反射板110实现稳定的耦合。

基站天线100工作时，从条形通孔1132处发出的电磁波信号会从侧板113的表面向空间辐射。而限流板130可反射电磁波，故可抑制电磁波朝基站天线100背面辐射(背向承载面1112的方向)，从而可防止降低基站天线100的前后比。可见，基站天线100在改善水平面半功率波束宽度收敛性的同时，并不会对其他性能参数造成不利影响。

将图6与图7所示的仿真结果进行比对可知：改进后的基站天线100水平面半功率波束宽度的收敛性得到有效提升。

在本实施例中，限流板130具有条形的限流槽131，限流槽131沿限流板130的延伸方向设置，且限流槽131的开口方向与承载面1112的朝向相同。

具体的，限流槽131可以为多个，且多个限流槽131并列设置。通过设置限流槽131，可有效地增加限流板130的表面积。相应的，限流板130对电磁波信号的反射面积也增加。因此，限流板130对电磁波信号的反射效果更佳，能较好地防止基站天线100的前后比降低。

进一步的，在本实施中，限流板130由板体垂直弯折形成，且形成多个呈矩形槽结构的限流槽131。具体的，限流槽131的数量为两个，可由平板状结构的板体经6次弯折形成。此时，限流板130额横截面呈“凸”字形。

请一并参阅图4及图5，进一步的，在另一个实施例中，限流板130由板体弯折形成，且形成多个呈V形槽结构的限流槽131。具体的，限流槽131的数量为两个。此时，限流板130的横截面呈W形。

需要指出的是，以上仅仅是给出了限流槽131两种具体的实现方式。在其他实施例中，限流槽131还可以为异形槽、U形槽等结构。而且，还可通过在限流板130的表面设置凸起或凹陷等方式，而不仅限于通过形成限流槽131来达到增加反射面积的目的。

上述通信基站及其基站天线100，辐射单元120发出的部分电磁波可穿过侧板113上的条形通孔1132并产生辐射电流，进而产生新的电磁波。此时，每个条形通孔1132均相当于一个半波振子。因此，从多个条形通孔1132发出的电磁波的辐射方向图可与辐射单元120发出的电磁波的辐射方向图在空间内叠加，从而对波宽起到收窄作用。而且，限流板130可反射电磁波，从而抑制电磁波朝背向承载面1112的方向辐射，防止降低前后比。可见，上述通信基站及其基站天线100有效地改善了水平面半功率波束宽度的收敛性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基站天线，其特征在于，包括：

反射板，所述反射板包括底板及沿所述底板的边缘延伸的侧板，所述底板具有承载面，所述侧板相对于所述底板朝所述承载面一侧弯折，且所述侧板沿其延伸方向开设有多个间隔设置的条形通孔；所述条形通孔的长度为0.5λ，所述λ为所述基站天线工作频带内水平面波束宽度最大的频点对应的波长；所述条形通孔为矩形孔，且所述条形通孔的宽度为2毫米至5毫米；

多个辐射单元，安装于所述承载面，所述多个辐射单元沿所述侧板的延伸方向间隔设置，且所述多个辐射单元与所述多个条形通孔的位置一一对应；及

限流板，设置于所述侧板背向所述底板的一侧并与所述反射板耦合，所述限流板纵长方向与所述侧板的延伸方向一致，且所述限流板的宽度方向朝背向所述侧板的方向延伸；其中，所述辐射单元发出的部分电磁波信号穿过所述条形通孔后，会在所述条形通孔的边缘生成辐射电流，进而产生二次电磁振荡后发出新的电磁波信号，所述限流板用于反射从所述条形通孔发出的电磁波信号，从多个所述条形通孔发出的电磁波信号的辐射方向图与所述辐射单元发出的电磁波信号的辐射方向图在空间内叠加。

2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述底板及所述侧板均为长条形的矩形板状结构，所述侧板为两个，所述两个侧板设置于所述底板相对的两侧并垂直于所述承载面，所述多个辐射单元沿所述底板的轴线间隔设置。

3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，当所述侧板呈长条形结构时，多个所述辐射单元则沿直线间隔排列；当所述侧板呈弧形结构时，多个所述辐射单元沿弧线间隔排列。

4.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述底板呈圆盘状，所述侧板围绕所述底板的周向设置；多个所述辐射单元沿着所述侧板呈圆周排列。

5.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述多个条形通孔与所述侧板的水平中轴线重叠。

6.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述限流板具有条形的限流槽，所述限流槽沿所述限流板的延伸方向设置，且所述限流槽的开口方向与所述承载面的朝向相同。

7.根据权利要求6所述的基站天线，其特征在于，所述限流板由板体垂直弯折形成，且形成多个呈矩形槽结构的所述限流槽。

8.根据权利要求6所述的基站天线，其特征在于，所述限流板由板体弯折形成，且形成多个呈V形槽结构的所述限流槽。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的基站天线，其特征在于，所述限流板与所述反射板一体成型。

10.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述基站天线及信号收发器，所述信号收发器与所述基站天线通讯连接。