CN100470928C - 一种无线城域网用基站扇区天线 - Google Patents
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Abstract
一种无线城域网用基站扇区天线，具有从上至下依次为介质板、泡沫介质和金属反射背板三层结构，所述介质板上表面设有馈线，所述介质板下表面设有缝隙，所述缝隙周围为金属地。所述馈线由三段组成，分为两根第一馈线段和多根第二馈线段及一根第三馈线段，所述缝隙的排列方式按两列多行的阵列方式排列，所述第一馈线段设于阵列两侧并与缝隙列平行，所述第二馈线段置于缝隙上并与第一馈线段连接，所述第三馈线段的两端与所述第一馈线段的中部相连。与常规并联馈电方式相比，串并联相结合的馈电结构更简单，馈线总长度减小，馈线损耗更低。
Description
技术领域
本发明涉及一种基站扇区天线，特别涉及一种无线城域网用基站扇区天线。
背景技术
随着信息技术的不断发展，人们对于通信网的需求也在不断提高，当核心网带宽已达Tbit级时，接入网的带宽速率反而成为了制约高速率数据传输的瓶颈。
WiMax，全称为World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性，是一项无线城域网(WMAN)接入技术。它是802.16标准的代名词，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将802.11无线接入热点连接到互联网，也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带的最后一公里接入。它的频率2-11GHz，最大传送距离约为50公里，每区段最大数据速率是每扇区70Mbps，每个基站通常配置6个或4个扇区，每个扇区可同时支持60多个采用T1的企业用户和数百个采用DSL的家庭用户。MAC内建的服务质量可支持不同的服务等级，从而可以同时支持不同类型用户。
WiMax特别适合广域网络的宽带业务、固定与移动业务。它业已包含了802.11标准的众多成果，如服务质量，高安全性，较高的数据传输，网眼网络技术(Mesh)以及可以有效利用频段的智能天线技术，有很强的互补性。与Wi-Fi(802.11系列)无线接入网相比，覆盖范围大大增大，相应地接入点的数量大大减少，传输速率也更高。此外它还对安全隐患进行了修复，增加了高质量电话呼叫功能，并具有能同时传输数据、语音和视频的能力。
常规的无线城域网用基站扇区天线为了满足各阵元之间等幅同相的要求常采用并联的馈电方式，这种馈电方式结构复杂，馈线总长度长，馈线损耗较高，其旁瓣及后瓣电辐射较高。此外，为了确保一定的天线带宽，微带阵天线往往需采用多层贴片式的设计方案，这使天线厚度变大，重量增加，并且结构及制备工艺相对复杂，批量生产重复性较差，制备成本高，不利于无线城域网用基站扇区天线的小型化与轻型化。
如何解决上述技术问题，已经成为当前无线城域网用基站扇区天线结构设计的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线城域网用基站扇区天线。
为达上述目的，本发明采用串并联相结合的馈电方式和电流由中间向两端递减的非等辐馈线形式及单层缝隙设计方案。具体技术方案如下：
一种无线城域网用基站扇区天线，具有从上至下依次为介质板、泡沫介质和金属反射背板三层结构，所述介质板上上表面设有馈线，所述介质板下表面设有缝隙，所述缝隙周围为金属地。所述馈线由三段组成，分为两根第一馈线段和多根第二馈线段及一根第三馈线段，所述缝隙的排列方式按两列多行的阵列方式排列，所述第一馈线段设于阵列两侧并与缝隙列平行，所述第二馈线段与多个缝隙以一对一的方式对应，其中每一个第二馈线段置于与其对应的一个缝隙之上并与第一馈线段连接，所述第三馈线段的两端与所述第一馈线段的中部相连。
作为本发明的一种优选方式，所述缝隙数量及排列方式为两列八行。
与常规并联馈电方式相比，串并联相结合的馈电结构更简单，馈线总长度减小，馈线损耗更低。而由于采用单层缝隙设计方案，其与多层贴片设计方案相比，天线厚度更薄，重量更轻，且结构及制备工艺简单，批量重复性好，制备成本低。此外，由于采用了电流由中间向两端递减的非等辐馈线形式，旁瓣及后瓣辐射低。采用缝隙辐射形式，天线可提供300～400MHz(相对带宽大于10％)的宽通信带宽。其天线的辐射的水平张角可通过调节缝隙的水平距离Sh调节。由于水平方向两缝隙中间无馈线，馈线与缝隙之间的互耦更小，这样可使水平张角的可调节范围更宽。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1为本发明无线城域网用基站扇区天线结构示意图；
图2为图1A—A剖示图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种无线城域网用基站扇区天线，具有从上至下依次为介质板1、泡沫介质2和金属反射背板3三层结构，其中所述介质板1可采用聚四氟乙烯，所述泡沫介质2可采用可发性聚乙烯(又称珍珠棉)，所述金属反射背板3可采用铁，铝，铜等材质。所述介质板1上表面设有馈线4，所述介质板1下表面设有缝隙5，所述缝隙5周围为金属地6，所述缝隙数量及排列方式为两列八行。所述馈线4采用了串并联相结合的馈电方法，电流由中间向两端递减的非等辐馈线形式。
具体描述如下：
所述馈线4由三段组成，分为两根第一馈线段和多根第二馈线段及一根第三馈线段，所述缝隙5的排列方式按两列多行的阵列方式排列，所述第一馈线段设于阵列两侧并与缝隙5列平行，所述第二馈线段置于缝隙上并与第一馈线段连接，所述第三馈线段的两端与所述第一馈线段的中部相连。
根椐介质材料的介电常数及馈线4的宽度，同一列缝隙5的垂直距离为一个介质波波长λe，以确保电流到各辐射单元的同相度。0.4λe～0.8λe，所述缝隙5的长度为0.4λe～0.6λe，所述缝隙5的宽度为1/6λe～1/10λe，所述泡沫介质2厚度为0.2～0.30λe。天线的辐射的水平张角可通过调节同一行缝隙5的水平距离Sh调节。
天线的阻抗匹配主要通过调节馈线离开缝隙边沿的距离实现，还可调节泡沫介质厚度(天线与反射板之间的厚度)，以实现最佳阻抗匹配。
天线的辐射的水平张角可通过调节缝隙5的水平距离Sh调节。由于水平方向两缝隙中间无馈线，馈线与缝隙之间的互耦更小，这样可使水平张角的可调节范围更宽。
Claims (2)
1.一种无线城域网用基站扇区天线，具有从上至下依次为介质板、泡沫介质和金属反射背板三层结构，所述介质板上表面设有馈线，所述介质板下表面设有缝隙，所述缝隙周围为金属地，其特征在于：所述馈线由三段组成，分为两根第一馈线段和多根第二馈线段及一根第三馈线段，所述缝隙的排列方式按两列多行的阵列方式排列，所述第一馈线段设于阵列两侧并与缝隙列平行，所述第二馈线段与多个缝隙以一对一的方式对应，其中每一个第二馈线段置于与其对应的一个缝隙之上并与第一馈线段连接，所述第三馈线段的两端与所述第一馈线段的中部相连。
2.根据权利要求1所述的无线城域网用基站扇区天线，其特征在于：所述缝隙数量及排列方式为两列八行。
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