本發明提供了一種準八木天線陣列及毫米波基站設備，該準八木天線陣列包括層疊且間隔設置的至少兩個射頻板，每個射頻板設置有至少一個射頻通道、以及陣列排列的至少兩個準八木天線單元，且每個射頻通道對應至少一個準八木天線單元。每個準八木天線單元包括與至少一個射頻通道中的一個射頻通道電連接的巴倫結構、與巴倫結構電連接的有源陣子、以及位于有源陣子一側且背離巴倫結構的至少一個無源陣子。通過層疊且陣列排列形成的準八木天線陣列，擴充準八木天線陣列的工作帶寬。便于天線與射頻板的一體化，減小基站設備尺寸，提高準八木天線陣列的天線增益，減少傳輸損耗。通過加入巴倫結構以實現不平衡至平衡轉換，實現準八木天線單元寬帶特性。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種準八木天線陣列及毫米波基站設備。

背景技術

5G移動通信系統是一個廣覆蓋、高容量、多連接、低時延和高可靠性網絡，毫米波頻段作為5G峰值流量的承載頻段，是5G頻譜戰略的重要組成部分。5G毫米波通信系統主要面向大帶寬及高容量的應用，應用場景涵蓋大型體育場館，購物商城，飛機、火車站等熱點地區。我國工信部發布的5G毫米波實驗頻段為24.25–27.5GHz，帶寬為3.25GHz。毫米波基站設備若使用單一天線覆蓋全部我國5G高頻實驗頻段，其很難滿足帶寬要求。

發明內容

本發明提供一種準八木天線陣列及毫米波基站設備，用以提高天線的帶寬。

第一方面，本發明提供了一種準八木天線陣列，該準八木天線陣列包括層疊且間隔設置的至少兩個射頻板，每個射頻板設置有至少一個射頻通道、以及陣列排列的至少兩個準八木天線單元，其中，每個射頻通道對應至少一個準八木天線單元。每個準八木天線單元包括與對應的射頻通道電連接的巴倫結構、與巴倫結構電連接的有源陣子、以及位于有源陣子一側且背離巴倫結構的至少一個無源陣子。

在上述的技術方案中，通過在層疊且間隔設置的至少兩個射頻板中的每個射頻板上設置至少一個射頻通道、以及與至少一個射頻通道電連接且陣列排列的至少兩個準八木天線單元，從而擴充準八木天線陣列的工作帶寬。采用上述的設置方式，無需采用堆疊的設計方式，便于天線與射頻板的一體化，從而減小基站設備的尺寸。采用在射頻板上集成多個陣列排列的準八木天線單元的方式，可提高準八木天線陣列的天線增益及接收靈敏度，且無需采用射頻連接器連接射頻電纜與天線，從而減少傳輸損耗。通過在準八木天線單元中加入巴倫結構以實現不平衡至平衡的轉換，從而實現準八木天線單元的寬帶特性。

在一個具體的實施方式中，巴倫結構包括與對應的射頻通道電連接且與有源陣子電連接的阻抗匹配段、以及與阻抗匹配段電連接的移相器。通過設置的阻抗匹配段以及移相器，便于控制每個準八木天線單元的相位及幅度，以形成大規模有源陣列天線。

在一個具體的實施方式中，移相器的內部邊緣角的角度為90°，移相器的外部邊緣角為45°切角，以保證電磁能量較為均勻的傳播，從而達到寬帶特性。

在一個具體的實施方式中，移相器為寬帶180°移相器，阻抗匹配段為準八木天線單元工作頻率下的四分之一波長阻抗匹配段，從而將射頻通道傳輸過來的信號功分為等幅反相的兩路信號以對有源陣子進行饋電。

在一個具體的實施方式中，無源陣子的長度小于有源陣子的長度，且無源陣子的長度為準八木天線單元工作頻率下的0.3～0.5波長。且有源陣子與距有源陣子最近的無源陣子之間的間距為準八木天線單元工作頻率下的0.15～0.25波長。在一個具有的實施方式中，無源陣子的長度為準八木天線單元工作頻率下的0.4波長，有源陣子與距離有源陣子最近的無源陣子之間的間距為準八木天線單元工作頻率下的0.2波長，從而使準八木天線單元的輻射方向指向無源陣子。

在一個具體的實施方式中，無源陣子的個數為一個。

在一個具體的實施方式中，每個射頻通道電連接兩個準八木天線單元，以提高單個射頻通道的天線增益，壓縮波束寬度。