本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及一種天線陣列及采用該天線陣列的天線。

背景技術(shù)：

隨著4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)布網(wǎng)的逐步加速，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的提升，目前通用的實(shí)現(xiàn)手段為MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)系統(tǒng)。在現(xiàn)有技術(shù)中，為縮小天線輻射波束的寬度，提升增益，一般采取擴(kuò)大天線輻射單元水平間距的方法，直觀表現(xiàn)為天線寬度尺寸變大，占用的安裝空間較大。

然而，隨著建站空間的限制、物業(yè)協(xié)調(diào)難度的增大，小型化需求已經(jīng)成為天線的發(fā)展趨勢(shì)。為此，業(yè)界急需一種小型化，同時(shí)還能具有滿足多入多出系統(tǒng)的指標(biāo)要求的基站天線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的第一目的旨在提供一種可在縮小天線橫向尺寸時(shí)收窄天線陣列波束的天線陣列。

本實(shí)用新型的第二目的旨在提供一種采用上述天線陣列的體積較小的天線。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：

一種天線陣列，包括并排設(shè)置的第一列元和第二列元，所述第一列元包括至少一個(gè)第一輻射單元，第二列元包括至少一個(gè)第二輻射單元，還包括至少一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)，所述微波網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)輸入端口和兩個(gè)輸出端口，所述兩個(gè)輸入端口相互隔離且分別接入饋電移相網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)輸出端口分別與同一水平方向上的第一、第二輻射單元連接，并且電信號(hào)從所述微波網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)輸入端口輸入時(shí)均可在兩個(gè)輸出端口處向第一、第二輻射單元輸出相位差值范圍在±45°之間的信號(hào)。

優(yōu)選地，所述微波網(wǎng)絡(luò)為等相位定向耦合器。

優(yōu)選地，所述微波網(wǎng)絡(luò)采用具有相位超前特性的復(fù)合左右手傳輸線，以使信號(hào)從任意一個(gè)輸入端口輸入可在兩個(gè)輸出端口輸出相位相同或接近的信號(hào)。

優(yōu)選地，該天線陣列的波束寬度可通過調(diào)節(jié)微波網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量來調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，每一個(gè)所述第一輻射單元和對(duì)應(yīng)的第二輻射單元間均接入一個(gè)所述微波網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)所述的第一輻射單元和對(duì)應(yīng)的第二輻射單元間接入一個(gè)所述微波網(wǎng)絡(luò)，其他的輻射單元直接接入饋電移相網(wǎng)絡(luò)。

一種天線，包括天線反射板及設(shè)于天線反射板上的上述天線陣列。

優(yōu)選地，所述天線反射板包括底板和所述底板兩側(cè)向上延伸的側(cè)板；

所述底板包括用于安裝第一列元輻射單元的第一底板和用于安裝第二列元輻射單元的第二底板，所述第一底板與所述第二底板構(gòu)成不同平面，其以縱長(zhǎng)方向的一側(cè)相連的方式連接，且所述第一底板背面與所述第二底板背面之間的夾角小于180°；

所述側(cè)板包括第一側(cè)板和第二側(cè)板，并且其分別對(duì)應(yīng)與所述第一、第二底板相互遠(yuǎn)離的一側(cè)連接。

優(yōu)選地，所述第一底板背面和所述第二底板背面之間的夾角在140°到180°之間。

優(yōu)選地，所述第一底板和所述第二底板之間的過渡處設(shè)有隔板，所述隔板自所述過渡處豎直延伸。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型的方案中，通過在至少一個(gè)第一輻射單元和其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元(即與第一輻射單元位于同一水平方向上的第二輻射單元)與饋電移相網(wǎng)絡(luò)間增設(shè)端口輸出相位相同或相近的微波網(wǎng)絡(luò)，使得天線陣列波束變窄，從而可以在天線物理尺寸縮小時(shí)實(shí)現(xiàn)波束寬度的收窄，進(jìn)而提升天線的增益，有利于實(shí)現(xiàn)天線的小型化設(shè)計(jì)。

2、通過將用于分別安裝第一列元輻射單元和第二列元輻射單元的第一、第二底板呈夾角設(shè)置，可以增大兩列天線輻射單元中心的距離，從而減少兩列輻射單元之間的耦合，提高兩列輻射單元的輻射指標(biāo)及系統(tǒng)間隔離度；在相同輻射指標(biāo)需求時(shí)，本實(shí)用新型的天線反射板的寬度(即兩個(gè)側(cè)板之間的水平距離)較小，有利于天線小型化。

本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例中天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1和圖2中微波網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4所示天線的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中天線反射板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例中天線反射板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

圖1至圖3共同示出了本實(shí)用新型的天線陣列100，可適用于MIMO系統(tǒng)的基站天線中，以提升系統(tǒng)容量。應(yīng)用該天線陣列100的基站天線，可以在收窄天線物理尺寸的同時(shí)，保證天線波束的收窄，進(jìn)而保證天線的正常覆蓋。

所述天線陣列100包括并排設(shè)置的第一列元(未標(biāo)號(hào)，下同)和第二列元(未標(biāo)號(hào)，下同)，所述第一列元包括至少一個(gè)第一輻射單元1、第二列元包括至少一個(gè)第二輻射單元2，還包括至少一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)3，所述微波網(wǎng)絡(luò)3具有兩個(gè)輸入端口31、32和兩個(gè)輸出端口33、34，所述兩個(gè)輸入端口31、32相互隔離且分別接入饋電移相網(wǎng)絡(luò)4，兩個(gè)輸出端口33、34分別與同一水平方向的第一、第二輻射單元連接，并且電信號(hào)從所述微波網(wǎng)絡(luò)3中任意一個(gè)輸入端口輸入時(shí)可在兩個(gè)輸出端口處向第一、第二輻射單元輸出相位差值范圍在正負(fù)±45°之間的信號(hào)。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，通過在至少一個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2間增設(shè)微波網(wǎng)絡(luò)3來收窄波束寬度，而無需通過擴(kuò)大第一輻射單元1和第二輻射單元2之間的水平間距來收窄波束寬度，然后，通過該收窄的波束與其他未接入微波網(wǎng)絡(luò)3的輻射單元輻射的較寬的波束疊加，使得整個(gè)天線陣列100的波束寬度位于該變窄的波束寬度與其他最寬的一個(gè)波束之間，繼而提升天線整體增益，同時(shí)縮小了天線的尺寸。

進(jìn)一步地，所述微波網(wǎng)絡(luò)3為等相位定向耦合器。所述定向耦合器是微波系統(tǒng)中一種具有方向性的功率分配元件，通常由直通線和耦合線的兩段傳輸線組合成，用于將微波信號(hào)按一定的比例進(jìn)行功率分配。所述等相位定向耦合器為可在兩個(gè)輸出端口輸出相位相等或接近相等的信號(hào)的定向耦合器。

優(yōu)選地，所述微波網(wǎng)絡(luò)3采用具有相位超前特性的復(fù)合左右手傳輸線，以使信號(hào)從任意一個(gè)輸入端口輸入可在兩個(gè)輸出端口輸出相位相同或接近的信號(hào)。

參考圖3，所述微波網(wǎng)絡(luò)3中包括兩個(gè)輸入端口31、32和兩個(gè)輸出端口33、34，從輸入端口31饋入信號(hào)后會(huì)在輸出端口33、34輸出相位相同或接近相同的信號(hào)，同理，從輸入端口32饋入信號(hào)后，也會(huì)在輸出端口33、34輸出相位相同或接近相同的信號(hào)。

所述微波網(wǎng)絡(luò)3中采用復(fù)合左右手傳輸線代替部分傳統(tǒng)的傳輸線，由于所述復(fù)合左右手傳輸線具有相位超前的特性，因此，使得所述微波網(wǎng)絡(luò)3的兩個(gè)輸出端口33、34可輸出兩個(gè)相位相等或接近相等的信號(hào)，然后輸入到與之連接的第一輻射單元1和第二輻射單元2中，進(jìn)一步使得第一輻射單元1和第二輻射單元2所輻射的波束可進(jìn)行更好疊加以達(dá)到收窄波束寬度的目的。

進(jìn)一步地，該天線陣列100的波束寬度可通過調(diào)節(jié)微波網(wǎng)絡(luò)3的數(shù)量來調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)所述第一輻射單元1和對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2間均接入一個(gè)所述微波網(wǎng)絡(luò)3。

在該天線陣列100中，位于第一列元的第一輻射單元1和位于第二列元的第二輻射單元2以并列的方式一一對(duì)應(yīng)排布在天線反射板200上。

例如，如圖1所示，所述天線陣列100包括五個(gè)第一輻射單元1和對(duì)應(yīng)的五個(gè)第二輻射單元2。以第一個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2為例，第一輻射單元1與對(duì)應(yīng)第二輻射單元2分別接入微波網(wǎng)絡(luò)3的兩個(gè)輸出端口33、34，而微波網(wǎng)絡(luò)3的兩個(gè)輸入端口31、32分別連接至多通道天線陣列100的饋電移相網(wǎng)絡(luò)4，同理，其余的四個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2均按上述連接方式連接到對(duì)應(yīng)的饋電移相網(wǎng)絡(luò)4。

由于每個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2都接入微波網(wǎng)絡(luò)3，因此，可使得天線陣列100波束變窄，從而可以在天線物理尺寸縮小的同時(shí)實(shí)現(xiàn)波束寬度的收窄，進(jìn)而提升天線的增益，有利于實(shí)現(xiàn)天線的小型化設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)所述的第一輻射單元1和對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2間接入一個(gè)所述微波網(wǎng)絡(luò)3，其他的輻射單元直接接入饋電移相網(wǎng)絡(luò)4。在該天線陣列100中，位于第一列元的第一輻射單元1和位于第二列元的第二輻射單元2以并列的方式一一對(duì)應(yīng)排布在天線反射板200上。

例如，如圖2所示，所述天線陣列100包括五個(gè)第一輻射單元1及五個(gè)分別與每個(gè)第一輻射單元1一一對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2。其中，其中三個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2之間接入微波網(wǎng)絡(luò)3，而其他兩個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元2直接接入饋電移相網(wǎng)絡(luò)4。

由于其中三個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的三個(gè)第二輻射單元2之間接入微波網(wǎng)絡(luò)3，輻射的波束較窄；而其他兩個(gè)第一輻射單元1及其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)第二輻射單元2直接接入饋電移相網(wǎng)絡(luò)4，即饋入的信號(hào)未經(jīng)微波網(wǎng)絡(luò)3，輻射的波束較寬；由此，較窄的波束與較寬的波束在空中疊加后，可使得整個(gè)天線陣列100的波束寬度位于該較窄的波束與其他最寬的一個(gè)波束之間，從而滿足陣列方向圖設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，提升天線整體增益、縮小了天線的尺寸。

如圖4-圖7所示，本實(shí)用新型還提供了一種天線1000，包括天線反射板200及設(shè)于天線反射板200上的上述天線陣列100。

優(yōu)選地，所述天線反射板200包括底板(未標(biāo)號(hào)，下同)和所述底板兩側(cè)向上延伸的側(cè)板(未標(biāo)號(hào)，下同)；

所述底板包括用于安裝第一列元輻射單元的第一底板51和用于安裝第二列元輻射單元的第二底板52，所述第一底板51與所述第二底板52構(gòu)成不同平面，其以縱長(zhǎng)方向的一側(cè)相連的方式連接，且所述第一底板51背面與所述第二底板52背面之間的夾角小于180°；

所述側(cè)板包括第一側(cè)板61和第二側(cè)板62，并且其分別對(duì)應(yīng)與所述第一、第二底板相互遠(yuǎn)離的一側(cè)連接。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，通過將用于分別安裝第一列元輻射單元和第二列元輻射單元的第一、第二底板呈夾角設(shè)置，可以增大兩列天線輻射單元中心的距離，從而減少兩列輻射單元之間的耦合，提高兩列輻射單元的輻射指標(biāo)及系統(tǒng)間隔離度；在相同輻射指標(biāo)需求時(shí)，本實(shí)用新型的天線反射板的寬度(即兩個(gè)側(cè)板之間的水平距離)較小，有利于天線小型化。

優(yōu)選地，所述第一底板51背面和所述第二底板52背面之間的夾角在140°到180°之間。

優(yōu)選地，所述第一底板51和所述第二底板52之間的過渡處設(shè)有隔板7，所述隔板7自所述過渡處豎直延伸。所述隔板有利于減少兩列輻射單元之間的耦合，提高兩列輻射單元的輻射指標(biāo)及系統(tǒng)間隔離度。

綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述天線陣列及天線具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過在至少一個(gè)第一輻射單元及其對(duì)應(yīng)的第二輻射單元間增設(shè)微波網(wǎng)絡(luò)來收窄波束寬度，而無需通過擴(kuò)大第一輻射單元和第二輻射單元之間的水平間距來收窄波束寬度，然后，通過該收窄的波束與其他未接入微波網(wǎng)絡(luò)的輻射單元輻射的較寬的波束疊加，使得整個(gè)天線陣列的波束寬度位于該變窄的波束寬度與其他最寬的一個(gè)波束之間，繼而提升天線整體增益，同時(shí)縮小了天線的尺寸。

2.通過將用于分別安裝第一列元輻射單元和第二列元輻射單元的第一、第二底板呈夾角設(shè)置，可以增大兩列天線輻射單元中心的距離，從而減少兩列輻射單元之間的耦合，提高兩列輻射單元的輻射指標(biāo)及系統(tǒng)間隔離度；在相同輻射指標(biāo)需求時(shí)，本實(shí)用新型的天線反射板的寬度(即兩個(gè)側(cè)板之間的水平距離)較小，有利于天線小型化。

以上所述僅是本實(shí)用新型的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。