一种天线子阵
阅读：839发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种天线子阵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种天线子阵，特别是用于5G大规模阵列天线的子阵，包括：N个（N≥2）双极化 辐射 单元，用于发射或接收所述 电磁波 ；反射板，用于反射电磁波以提高天线 信号 的灵敏度；馈 电网 络，设置在所述反射板上，与所述辐射单元电性连接；所述辐射单元包括振 子板 和 巴伦 支架 。与 现有技术 相比，本 申请 的天线子阵，可共用一个射频前端，降低系统成本及能耗。，下面是一种天线子阵专利的具体信息内容。
1.一种天线子阵，其特征在于，包括：
N个（N≥2）双极化辐射单元，用于发射或接收所述电磁波；
反射板，用于反射电磁波以控制波束并提高天线的增益；
馈电网络，设置在所述反射板上，与所述辐射单元电性连接；
所述辐射单元包括振子板和巴伦支架。
2.根据权利要求1所述的天线子阵，其特征在于，所述振子板的两对辐射振子相互正交形成两对正交的对称辐射组合；
所述辐射振子包括主体结构和位于主体结构末端的振子臂，所述振子臂分裂为两条连接臂；
相邻辐射振子，其相邻的连接臂之间相连接形成回路；所述回路将相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构。
3.根据权利要求2所述的天线子阵，其特征在于，相邻辐射振子之间具有间隙，所述间隙处形成有齿状陷波结构；所述齿状陷波结构与第一陷波结构连接。
4.根据权利要求2所述的天线子阵，其特征在于，所述辐射振子的主体结构具有镂空孔；所述两条连接臂之间的间隙与镂空孔连通。
5.根据权利要求2所述的天线子阵，其特征在于，所述振子板和巴伦支架均由PCB工艺制作而成；所述巴伦支架由两片巴伦板十字交叉拼接而成；所述巴伦板上具有通过印制板工艺制作的微带线和巴伦；所述巴伦板的微带线、巴伦与振子板的辐射振子连接。
6.根据权利要求5所述的天线子阵，其特征在于，所述微带线和巴伦的距离为6 13mm，~
所述传输微带线10宽度和巴伦11的宽度相等；所述微带线的特性阻抗为30Ω 200Ω。
~
7.根据权利要求1所述的天线子阵，其特征在于，所述巴伦板的长度L在1/6工作波长到
1/3工作波长之间。
8.根据权利要求1所述的天线子阵，其特征在于，所述馈电网络为一种主线配相式馈电网络，包括N个输出端口；
所述馈电网络包括主传输线、末级传输线、N-1个功率分配器；所述功率分配器均包括一个输入端和两个输出端；
所述功率分配器依次通过主传输线相连；
所述功率分配器包括一个主功分器和N-2个辅功分器；
所述主功分器，其输入端接入馈电端，其两个输出端分别通过主传输线与下级的辅功分器的输入端连接；
所述末级传输线包括第一末级传输线和第二末级传输线，
位于中间的辅功分器，其第一输出端通过主传输线与下级辅功分器连接，其第二输出端通过第一末级传输线与一输出端口连接；
位于末端的辅功分器，其第一输出端通过第二末级传输线、第一末级传输线与一输出端连接，其第二输出端通过第一末级传输线与一输出端口连接；
所述第一末级传输线的长度相同。
9.根据权利要求8所述的天线子阵，其特征在于，所述馈电网络系在双面覆铜板上通过PCB工艺制作而成；包括两条独立的主线配相式馈电网络，分别为两个极化的天线提供馈电。
10.根据权利要求1所述的天线子阵，其特征在于，所述天线子阵还包括连接器。
一种天线子阵
技术领域
[0001] 本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及一种天线子阵。
背景技术
[0002] 大规模天线阵列Massive MIMO被认为是5G核心技术之一。
[0004] 理想的大规模天线阵列的每个天线单元上连接有完整的射频前端，包含双工器/开关、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、移相器等。由于存在多路射频前端，存在电路
复杂度高、散热处理难、校准复杂和成本高等缺点。
复杂度高、散热处理难、校准复杂和成本高等缺点。
[0005]
发明内容
[0007] 为了达到上述目的，本发明采用如下所述的技术方案：本申请提供了一种天线子阵，包括：
N个（N≥2）双极化辐射单元，用于发射或接收所述电磁波；
反射板，用于反射电磁波以控制波束并提高天线的增益；
馈电网络，设置在所述反射板上，与所述辐射单元电性连接；
所述辐射单元包括振子板和巴伦支架。
N个（N≥2）双极化辐射单元，用于发射或接收所述电磁波；
反射板，用于反射电磁波以控制波束并提高天线的增益；
馈电网络，设置在所述反射板上，与所述辐射单元电性连接；
所述辐射单元包括振子板和巴伦支架。
[0008] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，所述振子板的两对辐射振子相互正交形成对称辐射组合；所述辐射振子包括主体结构和位于主体结构末端的振子臂，所述振
子臂分裂为两条连接臂；相邻辐射振子，其相邻的连接臂之间相连接形成回路；所述回路将
相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构。本申请相邻的两个辐射振子之间通过末端的连
接臂连接，使得辐射振子末端的残余电流与相邻辐射振子形成回路并释放掉，从而减少残
余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结
构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优。
子臂分裂为两条连接臂；相邻辐射振子，其相邻的连接臂之间相连接形成回路；所述回路将
相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构。本申请相邻的两个辐射振子之间通过末端的连
接臂连接，使得辐射振子末端的残余电流与相邻辐射振子形成回路并释放掉，从而减少残
余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结
构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优。
[0009] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，相邻辐射振子之间具有间隙，所述间隙处形成有齿状陷波结构；所述齿状陷波结构与第一陷波结构连接。该齿状陷波结构可
减少辐射单元之间的相关性，进一步提高隔离度。
减少辐射单元之间的相关性，进一步提高隔离度。
[0010] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，所述辐射振子的主体结构具有镂空孔；所述两条连接臂之间的间隙与镂空孔连通。辐射振子为镂空结构，通过镂空加长振子臂
的有效长度。
的有效长度。
[0011] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，所述振子板和巴伦支架均由PCB工艺制作而成；将天线子阵用于5G大规模阵列天线中，具有易于集成、工艺一致性好、可维护
性好的特点；所述巴伦支架由两片巴伦板十字交叉拼接而成；所述巴伦板上具有通过印制
板工艺制作的微带线和巴伦；所述巴伦板的微带线、巴伦与振子板的辐射振子连接。
性好的特点；所述巴伦支架由两片巴伦板十字交叉拼接而成；所述巴伦板上具有通过印制
板工艺制作的微带线和巴伦；所述巴伦板的微带线、巴伦与振子板的辐射振子连接。
[0012] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，所述微带线和巴伦的距离为6~
13mm，所述传输微带线10宽度和巴伦11的宽度相等；所述微带线其特性阻抗为30Ω 200Ω。
~
13mm，所述传输微带线10宽度和巴伦11的宽度相等；所述微带线其特性阻抗为30Ω 200Ω。
~
[0014] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，所述馈电网络为一种主线配相式馈电网络，包括N个输出端口；所述馈电网络包括主传输线、末级传输线、N-1个功率分配器；所
述功率分配器均包括一个输入端和两个输出端；所述功率分配器依次通过主传输线相连；
所述功率分配器包括一个主功分器和N-2个辅功分器；所述主功分器，其输入端接入馈电
端，其两个输出端分别通过主传输线与下级的辅功分器的输入端连接；所述末级传输线包
括第一末级传输线和第二末级传输线；位于中间的辅功分器，其第一输出端通过主传输线
与下级辅功分器连接，其第二输出端通过第一末级传输线与一输出端口连接；位于末端的
辅功分器，其第一输出端通过第二末级传输线、第一末级传输线与一输出端连接，其第二输
出端通过第一末级传输线与一输出端口连接；所述第一末级传输线的长度相同。
述功率分配器均包括一个输入端和两个输出端；所述功率分配器依次通过主传输线相连；
所述功率分配器包括一个主功分器和N-2个辅功分器；所述主功分器，其输入端接入馈电
端，其两个输出端分别通过主传输线与下级的辅功分器的输入端连接；所述末级传输线包
括第一末级传输线和第二末级传输线；位于中间的辅功分器，其第一输出端通过主传输线
与下级辅功分器连接，其第二输出端通过第一末级传输线与一输出端口连接；位于末端的
辅功分器，其第一输出端通过第二末级传输线、第一末级传输线与一输出端连接，其第二输
出端通过第一末级传输线与一输出端口连接；所述第一末级传输线的长度相同。
[0015] 本申请的主线配相式馈电网络，与多个输出端口连接的第一末级传输线相位均可保持为θ0，在功率分配移相网络中，通过移动功率分配器的位置，可调整馈电网络输出端口
达到设计相位，以满足相应辐射单元的相位要求；区别于常规的分线配相式馈电网络技术，
本发明提出的主线配相式馈电网络，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段传输线，
因此第一末级传输线可以做到更短，进而可以减小传输损耗；因此线路更简洁、线损更低。
达到设计相位，以满足相应辐射单元的相位要求；区别于常规的分线配相式馈电网络技术，
本发明提出的主线配相式馈电网络，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段传输线，
因此第一末级传输线可以做到更短，进而可以减小传输损耗；因此线路更简洁、线损更低。
[0017] 作为本发明提供的天线子阵的一种实施方案，所述天线子阵还包括连接器。
[0019] 馈电网络为一种主线配相式馈电网络，与多个输出端口连接的第一末级传输线相位均可保持为θ0，在功率分配移相网络中，可通过移动功率分配器的位置，调整馈电网络输
出端口达到设计相位，以满足相应辐射单元的相位要求；区别于常规的分线配相式馈电网
络技术，本发明提出的主线配相式馈电网络，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段
传输线，因此第一末级传输线可以做到更短，进而可以减小传输损耗；因此线路更简洁、线
损更低。
出端口达到设计相位，以满足相应辐射单元的相位要求；区别于常规的分线配相式馈电网
络技术，本发明提出的主线配相式馈电网络，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段
传输线，因此第一末级传输线可以做到更短，进而可以减小传输损耗；因此线路更简洁、线
损更低。
[0020] 本发明实施例提出的天线子阵，其辐射单元为一种宽带双极化辐射单元，相邻的两个辐射振子之间通过末端的连接臂连接，使得辐射振子末端残余电流与相邻辐射振子形
成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振
子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带
内的性能更优。
成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振
子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带
内的性能更优。
[0021] 振子板、巴伦支架均由PCB工艺制作而成，将天线子阵用于5G大规模阵列天线中，具有易于集成、工艺一致性好、可维护性好的特点。
[0023] 图1为本发明具体实施例的一种天线子阵的立体图；图2为本发明具体实施例的一种天线子阵的辐射单元的立体图；
图3为本发明具体实施例的一种天线子阵辐射单元的振子板的俯视图；
图4为本发明具体实施例的一种天线子阵辐射单元的巴伦支架的立体图；
图5为本发明具体实施例的一种天线子阵辐射单元的巴伦支架爆炸开后平放在一起的
示意图；
图6为本发明具体实施例的一种天线子阵的馈电网络的结构示意图；
图7为本发明具体实施例的一种天线子阵的三单元双极化的主线配相式馈电网络的示
意图；
图8为图7所示的一种三单元双极化的主线配相式馈电网络的配相结果图。
图3为本发明具体实施例的一种天线子阵辐射单元的振子板的俯视图；
图4为本发明具体实施例的一种天线子阵辐射单元的巴伦支架的立体图；
图5为本发明具体实施例的一种天线子阵辐射单元的巴伦支架爆炸开后平放在一起的
示意图；
图6为本发明具体实施例的一种天线子阵的馈电网络的结构示意图；
图7为本发明具体实施例的一种天线子阵的三单元双极化的主线配相式馈电网络的示
意图；
图8为图7所示的一种三单元双极化的主线配相式馈电网络的配相结果图。
[0024] 附图标注：100-辐射单元、200-馈电网络、300-反射板、400-连接器；
101-振子板、102-巴伦支架、103-辐射振子、104-镂空孔、105-第一陷波结构、106-间
隙、107-齿状陷波结构、108-A巴伦板、109-B巴伦板、110-微带线、111-巴伦线、112-开口、
131-主体结构、132-连接臂、133-条形结构、134-安装孔、181-凸台；
202-主传输线、210-主功分器、220-辅功分器、221-第一辅功分器、222-第二辅功分器、
223-第三辅功分器、224-第四辅功分器、203-末级传输线、231-第一末级传输线、232-第二
末级传输线。
101-振子板、102-巴伦支架、103-辐射振子、104-镂空孔、105-第一陷波结构、106-间
隙、107-齿状陷波结构、108-A巴伦板、109-B巴伦板、110-微带线、111-巴伦线、112-开口、
131-主体结构、132-连接臂、133-条形结构、134-安装孔、181-凸台；
202-主传输线、210-主功分器、220-辅功分器、221-第一辅功分器、222-第二辅功分器、
223-第三辅功分器、224-第四辅功分器、203-末级传输线、231-第一末级传输线、232-第二
末级传输线。
[0025]
具体实施方式
[0026] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范
围。
本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范
围。
[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0028] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。
[0029] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030] 如图1所示，本发明提出了一种天线子阵，包括：辐射单元100、馈电网络200、反射板300、连接器400。
[0031] 辐射单元100为一种双极化辐射单元，数量为N个（N≥2），其用于发射或接收所述电磁波。反射板300用于反射电磁波以控制波束并提高天线的增益。
[0032] 馈电网络200设置在所述反射板上，其与所述辐射单元100电性连接，用于为辐射单元100配相馈电。连接器400为一种快插连接器。
[0033] 如图2 图5所示，本发明提出的辐射单元，其包括振子板101和巴伦支架102。~
[0034] 振子板101包括两对辐射振子103，这两对辐射振子103共面，且环绕振子板101中心均布，两两正交形成两对正交的对称辐射组合。
[0035] 如图2、图3所示，辐射振子103包括主体结构131。辐射振子103在远离振子板101中心具有振子臂，振子臂位于主体结构131的末端并与主体结构131连接。其中，振子臂分裂为
两条连接臂132。彼此相邻的辐射振子103分别有一个连接臂132与对方相邻，相邻的连接臂
132之间相连接形成回路。相邻辐射振子之间，相邻连接臂132之间通过条形结构133连接形
成回路。该回路将两个相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构105。具体的，第一陷波结
构105由相邻的两个辐射振子103的主体结构131、连接臂132、以及它们之间的条形结构133
所围绕形成。
两条连接臂132。彼此相邻的辐射振子103分别有一个连接臂132与对方相邻，相邻的连接臂
132之间相连接形成回路。相邻辐射振子之间，相邻连接臂132之间通过条形结构133连接形
成回路。该回路将两个相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构105。具体的，第一陷波结
构105由相邻的两个辐射振子103的主体结构131、连接臂132、以及它们之间的条形结构133
所围绕形成。
[0036] 可以理解的，条形结构还可以是由连接臂132延伸而形成，相邻连接臂132之间直接连接形成回路。
[0037] 现有的辐射单元，相邻的两个辐射振子103其末端不相连。末端残余电流需要通过对地形成残余电磁波回路释放掉，这些对地的电磁波会引起极化纯度下降的问题。本实施
例的辐射单元，相邻的两个辐射振子103之间通过末端的连接臂132连接，使得辐射振子末
端残余电流与相邻振子形成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度。
例的辐射单元，相邻的两个辐射振子103之间通过末端的连接臂132连接，使得辐射振子末
端残余电流与相邻振子形成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度。
[0038] 第一陷波结构105可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，使得带内的性能更优（驻波特性、隔离特性等）。
[0039] 上述的一种辐射单元，相邻的两个辐射振子之间通过末端的连接臂连接，使得辐射振子末端残余电流与相邻辐射振子形成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提
高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带
外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优。
高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带
外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优。
[0040] 辐射振子103的主体结构131具有镂空孔104，使振子为镂空结构，通过镂空加长振子臂的有效长度。辐射振子103的振子臂分裂为两条连接臂132，这两条连接臂132之间具有
间隙；这两条连接臂132之间的间隙与镂空孔104连通。
间隙；这两条连接臂132之间的间隙与镂空孔104连通。
[0041] 在相邻辐射振子103之间具有间隙106，作为优选，辐射振子103在间隙处具有齿状结构，相邻辐射振子103的齿状结构之间形成齿状陷波结构107。该齿状陷波结构107与第一
陷波结构105一起作用可减少辐射单元之间的相关性，进一步提高隔离度。
陷波结构105一起作用可减少辐射单元之间的相关性，进一步提高隔离度。
[0042] 进一步地，本申请的振子板101、巴伦支架102均由PCB工艺制作而成。 PCB工艺制作的辐射单元，以其极高的加工工艺、易于与PCB集成等优点，使其用于5G大规模阵列天线
中。振子板101，系在双面覆铜板上制作有特殊金属图案，以形成双极化平面辐射振子。
中。振子板101，系在双面覆铜板上制作有特殊金属图案，以形成双极化平面辐射振子。
[0043] 本申请的巴伦支架102可以如现有技术CN202839949U所示，包括两个独立的支撑结构。
[0044] 优选的，本申请的巴伦支架102如图4、图5所示，巴伦支架102由两片巴伦板交叉拼接而成，包括A巴伦板108和B巴伦板109。A巴伦板108和B巴伦板109均由PCB工艺制作而成，
为双面印刷电路板。每片巴伦板上通过印制板工艺制作有微带线110和巴伦线111（接地
线）。A巴伦板108和B巴伦板109用作电流平衡变换机构，辐射单元通过微带线110和巴伦线
111与馈电网络电性连接。
为双面印刷电路板。每片巴伦板上通过印制板工艺制作有微带线110和巴伦线111（接地
线）。A巴伦板108和B巴伦板109用作电流平衡变换机构，辐射单元通过微带线110和巴伦线
111与馈电网络电性连接。
[0045] 其中，A巴伦板108上设置有第一开口112，B巴伦板109上设置有第二开口112。第一开口112朝下，第二开口112朝上，第一开口112与第二开口112相互配合，用于使A巴伦板108
和B巴伦板109拼接成十字交叉状。
和B巴伦板109拼接成十字交叉状。
[0046] 优选方案中， A巴伦板108和B巴伦板109的长度L在1/6工作波长到1/3工作波长之间。
[0048] 振子板101上设置有安装孔134，安装孔134可设置在每个辐射振子103处，A巴伦板108和B巴伦板109在靠近振子板的端部位置设置有凸台181，凸台181与安装孔134相适配。
巴伦板的凸台181穿过振子板101的安装孔134，并通过焊接工艺将微带线110、巴伦线111与
振子板101的辐射振子103连接。A巴伦板108和B巴伦板109交叉拼接，并垂直穿过振子板
101，分别与一个极化的辐射振子103相连接。
巴伦板的凸台181穿过振子板101的安装孔134，并通过焊接工艺将微带线110、巴伦线111与
振子板101的辐射振子103连接。A巴伦板108和B巴伦板109交叉拼接，并垂直穿过振子板
101，分别与一个极化的辐射振子103相连接。
[0049] 本发明实施例，传输微带线110和巴伦线111的距离为6 13mm。巴伦板的微带线110~
特性阻抗为30Ω 200Ω之间，传输微带线110宽度和巴伦线111的宽度相等。图5中A巴伦板
~
108的传输微带线110因隐藏在另外一面，因此未示出。
特性阻抗为30Ω 200Ω之间，传输微带线110宽度和巴伦线111的宽度相等。图5中A巴伦板
~
108的传输微带线110因隐藏在另外一面，因此未示出。
[0050] 本发明实施例提出的辐射单元，为一种宽频带高增益双极化辐射单元。
[0051] 在一个具体实施例中，利用本发明研发的一款用于5G大规模阵列天线的辐射单元，振子板101尺寸为57mm*57mm, 巴伦板9的长度L为29mm，工作频段在1710 2170MHz范围
~
内，驻波比小于1.5，单元增益大于9dBi。
~
内，驻波比小于1.5，单元增益大于9dBi。
[0052] 在另一个具体实施例中，利用本方案研发的一款用于5G大规模阵列天线辐射单元，振子板101尺寸为40mm*40mm, 巴伦板9的长度L为25mm，工作频段在2500 2600/3500-
~
3600MHz范围内，驻波比小于1.5，单元增益大于7.5dBi和9dBi。
~
3600MHz范围内，驻波比小于1.5，单元增益大于7.5dBi和9dBi。
[0053] 馈电网络如图6 图7所示。假设天线的辐射单元数量为N，N个辐射单元的设计相位~
分别为P1, P2, … , Pn。那么本申请的主线配相式馈电网络，由N-1个功率分配器、连接相
邻功率分配器首尾的主传输线202，以及功率分配器输出到输出端口的末级传输线203组
成。主线配相式馈电网络还包括一馈电端IN；N个馈电输出端口OUT，用于为N个辐射单元馈
电。
分别为P1, P2, … , Pn。那么本申请的主线配相式馈电网络，由N-1个功率分配器、连接相
邻功率分配器首尾的主传输线202，以及功率分配器输出到输出端口的末级传输线203组
成。主线配相式馈电网络还包括一馈电端IN；N个馈电输出端口OUT，用于为N个辐射单元馈
电。
[0054] N-1个功率分配器依次通过主传输线202相连后形成线形结构，主传输线202为N-2个。每个功率分配器均包括一个输入端和两个输出端。功率分配器包括一个主功分器210和
N-2个辅功分器220。
N-2个辅功分器220。
[0055] 其中，主功分器输入端接入馈电端IN，主功分器210的两个输出端分别通过主传输线202与辅功分器220连接。
[0056] 位于线形结构中间的辅功分器220，其输入端接入上级功分器，其第一输出端通过主传输线202与下级功分器连接，其第二输出端通过第一末级传输线231与输出端口OUT连
接。
接。
[0057] 位于线形结构末端的辅功分器220，其输入端接入上级功分器，其第一输出端通过第二末级传输线232、第一末级传输线231与一个输出端口OUT连接，其第二输出端通过第一
末级传输线231与一个输出端口OUT连接。
末级传输线231与一个输出端口OUT连接。
[0058] 其中，以上的第一末级传输线的长度相同。两个第二末级传输线232的长度可以相同，也可以不同。
[0059] 在本申请提出的主线配相式馈电网络中，保持第一末级传输线231的长度不变，使其相位均保持为θ0。通过移动N-1个功率分配器的位置，可以调整主传输线202以及第二末
级传输线232的长度，对相应的相移量θ1，θ2，…,θn-2进行调整，进而使输出端口OUT的相位
为P1，P2，… , Pn，达到相应辐射单元的设计相位。
级传输线232的长度，对相应的相移量θ1，θ2，…,θn-2进行调整，进而使输出端口OUT的相位
为P1，P2，… , Pn，达到相应辐射单元的设计相位。
[0060] 为了便于理解，下面以6个辐射单元为例，对本发明申请的主线配相馈电网络进行说明。见图6。在该馈电网络中，辐射单元数量N=6，功率分配器的数量为5个。辅功分器220包
括第一辅功分器221、第二辅功分器222、第三辅功分器223、第四辅功分器224。
括第一辅功分器221、第二辅功分器222、第三辅功分器223、第四辅功分器224。
[0061] 主功分器210的两个输出端分别通过主传输线202与下级辅功分器221、223的输入端连接。
[0062] 辅功分器221的第一输出端通过主传输线202与下级辅功分器222连接，辅功分器221的第二输出端通过第一末级传输线231与输出端口OUT3连接。
[0063] 辅功分器223的第一输出端通过主传输线202与下级辅功分器224连接，辅功分器223的第二输出端通过第一末级传输线231与输出端口OUT4连接。
[0064] 辅功分器224、222位于线形结构末端。
[0065] 辅功分器222的第一输出端通过第二末级传输线232、第一末级传输线231与一个输出端口OUT1连接，辅功分器222的第二输出端通过第一末级传输线231与输出端口OUT2连
接。
接。
[0066] 辅功分器224的第一输出端通过第二末级传输线232、第一末级传输线231与一个输出端口OUT6连接，辅功分器224的第二输出端通过第一末级传输线231与输出端口OUT5连
接。
接。
[0067] 如图6所示，设相邻功率分配器之间的相位差定为θ2，θ1，θ4，θ5。
[0068] 辅功分器222和邻近输出端口OUT1的第一末级传输线231之间的相位差定为θ3；辅功分器224和邻近输出端口OUT6的第一末级传输线231之间的相位差定为θ6。
[0069] 那么，输出端口的相位分别为：P1=θ0 + θ1 + θ2 + θ3,
P2=θ0 + θ1+θ2,
P3=θ0 + θ1,
P4=θ0 +θ4
P5=θ0 +θ4+θ5,
P6=θ0 +θ4+θ5+θ6
这样，与输出端口OUT相连接的第一末级传输线231长度不变，使其相位均保持为θ0。通
过移动5个功率分配器210、221、222、223、224的位置，可以调整主传输线202以及第二末级
传输线232的长度，对相移量θ1，θ2，…, θ6进行调整，进而调整每个输出端口OUT的相位P1，
P2，… , P6。
P2=θ0 + θ1+θ2,
P3=θ0 + θ1,
P4=θ0 +θ4
P5=θ0 +θ4+θ5,
P6=θ0 +θ4+θ5+θ6
这样，与输出端口OUT相连接的第一末级传输线231长度不变，使其相位均保持为θ0。通
过移动5个功率分配器210、221、222、223、224的位置，可以调整主传输线202以及第二末级
传输线232的长度，对相移量θ1，θ2，…, θ6进行调整，进而调整每个输出端口OUT的相位P1，
P2，… , P6。
[0070] 在本申请提出的馈电网络中，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段传输线，第一末级传输线231可以做到比现有技术的分线配相式馈电网络技术的更短，进而可以
减小传输损耗；对于由微带线构成的馈电网络来说，可以减少PCB面积。
减小传输损耗；对于由微带线构成的馈电网络来说，可以减少PCB面积。
[0071] 作为以上具体实施例的变形，还可以将辅功分器222和输出端口OUT1之间的第一末级传输线231、第二末级传输线232整合为一段第三末级传输线，将辅功分器224和输出端
口OUT6之间的第一末级传输线231、第二末级传输线232整合为一段第三末级传输线。通过
移动5个功率分配器11、221、222、223、224的位置，来调整输出端口OUT的相位P1，P2，… ,
P6。作为优选，与输出端口OUT2、OUT3、OUT4、OUT5相连接的四段第一末级传输线231长度相
等，与输出端口OUT1、OUT6相连接的两段第三末级传输线长度大些。两段第三末级传输线长
度可以相同，也可以不同。
口OUT6之间的第一末级传输线231、第二末级传输线232整合为一段第三末级传输线。通过
移动5个功率分配器11、221、222、223、224的位置，来调整输出端口OUT的相位P1，P2，… ,
P6。作为优选，与输出端口OUT2、OUT3、OUT4、OUT5相连接的四段第一末级传输线231长度相
等，与输出端口OUT1、OUT6相连接的两段第三末级传输线长度大些。两段第三末级传输线长
度可以相同，也可以不同。
[0073] 本申请实施例的馈电网络，可以形成在PCB板上。例如，系在双面覆铜板上通过PCB工艺制作有移相功分网络。
[0074] 本申请实施例的馈电网络，当其应用于天线阵列时，可布置两条独立的主线配相式馈电网络，以分别为两个极化的天线提供馈电。
[0075] 图7给出了一种用主线配相式馈电网络技术设计的一个三单元双极化单元的馈电网络，由PCB工艺制作而成。功率分配器包括一个主功分器210和1个辅功分器220。
[0076] 工作频段为1710 2170MHz；OUT1, OUT2, OUT3的设计相位分别为+32度, 0度, -~
32度，PCB板的大小为250mm*50mm。实现的配相结果见图8。
32度，PCB板的大小为250mm*50mm。实现的配相结果见图8。
[0078] 与现有技术相比，本发明有以下有益效果：可使大规模天线阵列采用由N个辐射单元（N≥2）组合成一个天线子阵，每个子阵共用
一个射频前端的方式，可降低系统成本及能耗。
一个射频前端的方式，可降低系统成本及能耗。
[0079] 馈电网络为一种主线配相式馈电网络，与多个输出端口连接的第一末级传输线相位均可保持为θ0，在功率分配移相网络中，可通过移动功率分配器的位置，调整馈电网络输
出端口达到设计相位，以满足相应辐射单元的相位要求；区别于常规的分线配相式馈电网
络技术，本发明提出的主线配相式馈电网络，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段
传输线，因此第一末级传输线可以做到更短，进而可以减小传输损耗；因此线路更简洁、线
损更低。
出端口达到设计相位，以满足相应辐射单元的相位要求；区别于常规的分线配相式馈电网
络技术，本发明提出的主线配相式馈电网络，由于功率分配器与上级功率分配器共用一段
传输线，因此第一末级传输线可以做到更短，进而可以减小传输损耗；因此线路更简洁、线
损更低。
[0080] 本发明实施例提出的天线子阵，其辐射单元为一种宽带双极化辐射单元，相邻的两个辐射振子之间通过末端的连接臂连接，使得辐射振子末端残余电流与相邻辐射振子形
成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振
子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带
内的性能更优；
振子板、巴伦支架均由PCB工艺制作而成，将天线子阵用于5G大规模阵列天线中，具有
易于集成、工艺一致性好、可维护性好的特点。
成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振
子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带
内的性能更优；
振子板、巴伦支架均由PCB工艺制作而成，将天线子阵用于5G大规模阵列天线中，具有
易于集成、工艺一致性好、可维护性好的特点。
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