具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明实施例涉及一种基站天线，如图1至图4所示，包括天线地板100、天线单元阵列200、多个栅格板300和多个去耦单元400，其中，天线单元阵列200包括相互间隔地设置在天线地板100上的多个天线单元210，多个栅格板300垂直设在天线地板100上、并在每个天线单元210的周围围成棱柱状结构，多个去耦单元400与多个栅格板300一一对应，每个去耦单元400包括一对感应线410，每个去耦单元400的一对感应线410互为镜像设置在对应的栅格板300的两侧。此处的天线单元阵列200用于实现基站天线的多输入和多输出，而多个栅格板300在每个天线单元210的周围围成棱柱状，从而在天线地板100上形成具有去耦单元400的栅格结构，用于隔离相邻两个天线单元210之间的互相耦合影响。

与现有技术相比，本发明实施例提供了一种具有去耦栅格结构的基站天线，去耦栅格结构包括多个栅格板300，每个栅格板300的两侧设置有互为镜像的一对感应线410，并且这样的栅格板300在每个天线单元210的周围围成棱柱状结构。这样，基站天线在工作时，天线单元阵列200的多个天线单元210可以用于实现天线的多输入和多输出，同时，相邻的两个天线单元210之间的空间电磁波产生耦合电磁能量，通过在栅格板300的去耦单元400上感应出大小相等、相位相反的感应电流，从而形成与相邻两个天线单元210之间的直接耦合场对应的间接耦合场，且该间接耦合场的电流与相邻两个天线单元210之间的直接耦合场的电流大小相等、相位相反，以达在栅格板300的去耦单元400上形成与相邻两个天线单元210之间的直接耦合场相互抵消的间接耦合场的目的，从而减弱相邻两个天线单元210之间的相互耦合影响，以达到抑制相邻两个天线单元210之间的互相耦合影响的目的，提升相邻天线单元210之间的隔离度，以实现基站天线的小型化。

其中，上述感应线410可以采用π型结构，具体地，如图4所示，每个栅格板300均为矩形板，每个栅格板300的长边平行于天线地板100设置，每个栅格板300上的每个感应线410包括第一延伸枝节411和两个第二延伸枝节412，每个感应线410的第一延伸枝节411平行于栅格板300的长边设置，每个感应线410的两个第二延伸枝节412自第一延伸枝节411延伸、并在远离第一延伸枝节411的末端朝相互背离的方向弯折延伸、以与第一延伸枝节411形成π型结构。这样的π型结构的感应线410设置在每个栅格板300的两侧，在基站天线工作时，天线单元210周围的空间电磁波会与感应线410发生电磁感应作用，此处包括一对感应线410的去耦单元400可以看做一个谐振结构，相邻两个天线单元210可以在去耦单元400上感应出大小相等、相位相反的感应电流，从而形成与相邻两个天线单元210之间的直接耦合场相互抵消的间接耦合场，以提升相邻两个天线单元210之间的隔离度，而感应线410上的谐振频率可以通过改变π型结构的尺寸来进行调整。

需要说明的是，感应线410用于在栅格板300上产生电磁感应，而这样的感应线410可以但不限于上述的π型结构，还可以采用L型结构、T型结构、井字形结构等，而π型结构相较于其他形状的结构，在高度方向上可以做得更低，有利于进一步实现基站天线的小型化。而基站天线在加入了上述具有去耦单元400的栅格结构后，能够抑制天线单元阵列200中相邻的天线单元210之间的互相耦合影响，以实现基站天线的小型化，这里给出一个具体的例子来体现基站天线的小型化，例如现有常规的天线单元阵列200的水平间距为0.5λ，在加载上述具有去耦栅格结构后，天线单元阵列200的水平间距可以设置为0.35λ，这里的λ为天线单元210中心频率在自由空间传输电磁波的波长。

另外，上述的天线单元阵列200的布置形式可以但不限于交错形式和平行形式，在交错形式中，多个天线单元210以N个为一列沿第一方向S平行设置在天线地板100上，相邻的两列天线单元210相互错开设置，其中N为大于1的整数。在平行形式中，多个天线单元210以N个为一列沿第一方向S平行设置在天线地板100上，且相邻的两列天线单元210相互正对设置，其中N同样为大于1的整数。

此处，作为一种可选的实施方式，如图5所示，多个天线单元210可以以3个为一列沿第一方向S平行设置在天线地板100上，这样的天线单元210共有3列，且相邻的两列天线单元210相互错开设置，即图5中所示，位于中间列的天线单元210正对位于旁边列的相邻两个天线单元210的间隔设置，这种交错设置的形式，相较于平行设置的形式，能够提高相邻天线单元210间的隔离度。同时，相邻的两列天线单元210的中心轴线之间的距离(图5中为天线单元210间的横向间距或水平间距)可以为0.35λ～0.4λ，其中，λ为天线单元210中心频率在自由空间传输电磁波的波长，这样，能够在保证基站天线的基本覆盖性能的情况下，减小相邻两列天线单元210的中心轴线之间的距离，以实现基站天线的小型化，当相邻的两列天线单元210的中心轴线之间的距离超过0.4λ后，不利于实现基站天线的小型化，而当相邻的两列天线单元210的中心轴线之间的距离小于0.35λ后，天线性能损失严重，甚至无法使用。而位于同一列的相邻两个天线单元210的平面中心之间的距离(图5中为天线单元210间的纵向间距或垂直间距)可以为0.6λ～0.7λ。

需要说明的是，上述天线单元阵列200为3×3阵列，在3×3阵列中，相邻天线单元210的横向间隔尺寸和纵向间隔尺寸可以取上述数值中的某一固定值，而当天线单元阵列200的数量发生变化后，上述数值依然适用。另外，基站天线的小型化主要关注的是减小相邻天线单元210间的水平间距，而相邻天线单元210间的垂直间距与常规基站天线一样，在对基站天线进行小型化设计时可以不予考虑。

图6示出了该基站天线在有无隔离栅格结构的隔离度仿真对比图，其中，图6的横轴表示天线单元210的工作频率，纵轴表示基站天线的反射系数，图6中依次给出了加载有去耦栅格结构和没有加载去耦栅格结构时的仿真结果曲线图。从图6中可以看出，将上述的去耦栅格结构应用于MIMO天线中，能够改善相邻天线单元210之间的互耦影响，在未加去耦栅格结构时，两个端口(位于纵向方向上的三个天线单元210合成一个端口)的隔离度曲线为-10dB～15dB(Decibel,分贝)之间的两条平滑曲线，在加载去耦栅格结构的情况下，两个端口的隔离度曲线，在天线单元210对应中心频率处产生了两个高抑制点，此时隔离度曲线零深(指隔离度仿真对比图中的深凹点的纵坐标数值)达到-35dB，隔离度曲线最差值达到-20dB，相较于未加去耦栅格结构，该基站天线对隔离度的提升在5dB～10dB。

图7和图8则分别给出了该基站天线在有无隔离栅格情况下的仿真方向增益图，其中，图7为基站天线在未加载去耦栅格结构时的仿真方向增益图，图8为基站天线在加载去耦栅格结构时的仿真方向增益图，可以看出，图8中的仿真曲线相比于图7中的仿真曲线，在辐射面上的增益分布较为均匀，由此可知上述的隔离栅格结构能够改善因相邻天线单元210间的相互耦合影响引起的方向图畸变的问题。

其中，上述的天线单元210可以为双极化振子天线，双极化振子天线包括两个极化方向，在每个极化方向上均有一对振子臂贴片进行辐射。具体地，每个天线单元210包括两个巴伦板211、一个天线基板212，以及两对振子臂213，每个天线单元210的两个巴伦板211以十字交叉结构垂直设在天线地板100上，每个天线单元210的天线基板212平放在两个巴伦板211形成的十字交叉结构上，每个天线单元210的其中一对振子臂213沿第一极化方向A(图1所示)贴设在天线基板212上，每个天线单元210的另外一对振子臂213沿第二极化方向B(图1所示)贴设在天线基板212上，第一极化方向A与第二极化方向B为相互垂直的两个方向。此处的巴伦板211用于给振子臂213馈电，起到平衡馈电和阻抗变换的作用，巴伦板211上具有微带线，微带线的底部通过SMA(SubMiniature version A，超小型)接头进行连接。

为了更好地降低相邻天线单元210间的互耦，可以将栅格板300正对天线单元210中的振子臂213的极化方向设置，具体地，每个天线单元210周围环绕有四个栅格板300，每个天线单元210周围的其中两个栅格板300平行于第一极化方向A设置，每个天线单元210的另外两个栅格板300平行于第二极化方向B设置。这样，每个天线单元210周围环绕的栅格板300中，其中两个正对其中一对振子臂213的极化方向(第一极化方向A)设置，另外两个正对另外一对振子臂213的极化方向(第二极化方向B)设置，可以提升相邻天线单元210同一极化方向之间的隔离度，更好地降低相邻天线单元210间的互相耦合影响。

作为一种优选的实施方式，可以通过曲流原理增加天线表面的电流路径，以实现天线的小型化，具体地，每个天线单元210的每个振子臂213均设置为方形，且每个天线单元210的振子臂213的中部镂空设置。这样，每个振子臂213的形状呈环形，电流会沿着每个振子臂213的环形贴片流过，达到增大天线表面的电流路径的目的。

另外，为了使多个栅格板300在天线地板100上形成稳定结构，可以将多个栅格板300在天线单元210的周围围成封闭的棱柱状结构，并将彼此相连的两个栅格板300相互穿插设置，这样，多个栅格板300相互连接成为一个整体的栅格结构，通过提高栅格板300之间的连接强度，使得整个栅格结构更加稳定，不易发生形变。同时，由于天线单元210之间的横向间距和纵向间距不等，通过相互穿插的方向也更方便在每个天线单元210周围布置栅格板300。需要说明的是，栅格板300也可以以相互分离的形式围设在每个天线单元210的周围，即多个栅格板300在每个天线单元210的周围围成非封闭的棱柱状结构，同样可以达到降低相邻天线单元210之间的相互耦合影响的目的。

作为一种可选的实施方式，每个栅格板300可以采用PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)介质板，每个栅格板300上的一对感应线410均印刷在PCB介质板相对的两个表面上。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。