CN100499256C - 天线馈电网络 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天线馈电网络，包括至少一个天线馈电线，每个天线馈电线包括具有中心内导体和周围外导体的同轴线。本发明的特征在于，所述外导体(4)由细长的管状隔室(5)构成，沿着隔室(5)的一侧具有细长的开口(6)，并且借助于介电支撑装置(7)使内导体(3)悬置在管状隔室(5)内。

Description

天线馈电网络
技术领域
本发明涉及一种用于多偶极基站天线的天线馈电网络。
背景技术
一种典型的通信天线由若干个辐射元件、馈电网络和反射器构成。馈电网络的用途是把来自单个连接器的信号分配给所有的偶极天线(dipole)。馈电网络通常由受控的阻抗传输线构成。天线需要和一个通常是50欧姆或75欧姆的预定的值进行阻抗匹配，否则，馈入天线的功率将被反射而回到其功率源而不由偶极天线辐射，结果具有低的效率。
在传输的情况下，信号需要在偶极天线之间分裂，在接收的情况下，需要从偶极天线组合，如图1所示。这通常使用同一个网络进行，该网络是互逆的。如果分裂器/组合器只构成50个线之间的一个连接点，则不能保持阻抗匹配，并且普通的端口将是25欧姆而不是50欧姆。因此，分裂器/组合器通常还提供阻抗变换电路，其在所有的3个端口给出50欧姆的阻抗。
一些制造商使用具有作为外导体的方形截面的管子以及作为内导体的圆形中心导体的同轴线。这种线的阻抗取决于外导体和内导体之间的比以及所用的介电材料的类型，见图2。
线之间的连接，此处称为“跨越(cross-over)”，通常使用线之间的孔进行，通过改变内导体的直径实现阻抗匹配。用这种方式，可以实现分裂器/组合器所需的阻抗变换。
使用小的介电支撑装置，例如聚四氟乙烯(PTFE)制成的，使内导体悬在方形管子中。这些介电支撑装置被作得尽量小，以便保持线的阻抗。所需的阻抗变换借助于机加工获得。
此外，在天线内的损失必须保持最小，以获得高的系统接收机灵敏度和高的传输效率。天线中的损失主要由于阻抗失配或者在天线馈电网络中的损失。
利用所有这些技术的固有的问题是，除去空气之外，所有的介电支撑装置都会引入损失。此外，利用这些技术，难于实现大尺寸的网络。在馈电网络中，为了使损失最小需要两个方面。首先，传输线的尺寸必须尽量大，以减少电阻损耗。第二，在线中使用的介电材料应当具有低的损耗。
这种设计的一个缺点在于，构成中心导体的内导体必须被机加工，这是一个花费高的处理。此外，调谐是麻烦的，因为其必须通过对内导体进行再次机加工才能实现。
另一个缺点是，线之间的连接使用隔室之间的孔进行，这使得装配麻烦，并难于检查结果。其也难于保持正确的阻抗。不良的装配导致互调。
发明内容
因而本发明涉及一种天线馈电网络，包括至少一个天线馈电线，每个天线馈电线包括具有中心内导体和周围外导体的同轴线，其特征在于，所述外导体由细长的管状隔室构成，沿着隔室的一侧具有细长的开口，并且借助于介电支撑装置使内导体悬置在管状隔室内。
附图说明
下面结合本发明的非限制性的实施例和附图更详细地说明本发明，其中：
图1表示天线馈电网络的示意图；
图2a以横截面图表示现有技术的同轴线；
图2b以纵截面图表示现有技术的同轴线；
图3a以横截面图表示具有细长的开口的本发明的同轴线；
图3b以纵截面图表示本发明的同轴线；
图4a表示本发明的两个同轴线之间的连接的顶视图；
图4b表示本发明的两个线之间的连接的横截面图；
图5a表示包括本发明的导电盖的细长的管状隔室的顶视图；
图5b表示包括本发明的导电盖的细长的管状隔室的横截面图；以及
图6示意地表示作为偶极天线的反射器的同轴线。
具体实施方式
图1和图3表示被称为天线馈电网络1的本发明。图1表示一种典型的天线，其中较粗的线表示传输线，也称为馈电线。这些馈电线通常使用同轴线2来实现。每个同轴线2包括中心内导体3和周围外导体4，在其间具有某种介电支撑装置7，见图3。介电支撑装置7中的材料优选地是聚合物，例如PTFE。
按照本发明，外导体4由细长的管状隔室5构成，沿着隔室5的一侧，具有细长的开口6，借助于介电支撑装置7，内导体3被悬置在管状隔室5内，见图3，并和图2比较，图2中没有细长的开口6。
图3还表示，介电支撑装置7和内导体3可以从隔室5的端部插入细长的管状隔室5中。因而，在外导体中具有开口有助于容易地移动介电支撑装置7，和改善天线的匹配。因为开口6和电流平行，其对同轴线的阻抗具有很小的影响。代替对内导体3进行机加工以改变其阻抗，使用圆柱形的介电支撑装置7，如上所述其优选地由聚合物材料PTFE构成。这些支撑装置7具有两个用途。首先，支撑装置7用于把内导体3保持在隔室5的中部。其次，使用支撑装置7来匹配传输线。
介电支撑装置7优选地被沿着内导体3间隔地设置。介电支撑装置7在细长的管状隔室5内在内导体3上是可以移动的。此外，介电支撑装置7在内导体3上被定位在所需的位置，并被在其中所需的位置紧固。
图4a-b表示相邻的隔室5的内导体3。其中需要使两条线相连，沿着一个短的距离，两个隔室之间的壁被除去。然后在这个开口内放置跨越元件(cross-over element)8，并被连接到壁的每一侧上的线上。用下述方式设计跨越元件，使得同轴线的尺寸和两个同轴线之间的开口相结合，以保持阻抗特性。跨越元件8可以用不同的方法连接到每个线上，例如借助于螺丝、焊接、胶粘或者它们的组合，见图4a-b。内导体3容易从顶部接近。这使得能够相当容易地进行装配。
图5a-b表示在由导电盖9盖住的跨越元件8的位置的隔室5。因为在跨越元件附近，电流不再和线2平行，利用小尺寸的金属表面盖住跨越元件8，使得电流也沿垂直于线2的方向流动。线2的其余部分不需要导电盖9。
在一个实施例中，天线使用不同直径的内导体3，以实现阻抗匹配。
在另一个实施例中，天线使用不同的内导体直径和介电圆柱体的组合来实现阻抗匹配，见图5b。
在另一个实施例中，盖9由沿着隔室5的整个细长的开口6的金属盖构成。
在另一个实施例中，具有盖住跨越元件8的金属导电盖9。线2的其余部分不需要导电盖9，但是可以利用由廉价材料例如但不限于塑料制成的环境保护盖盖住。
在另一个实施例中，导电盖9可被电连接到外导体4上，或者使用薄的绝缘层和外导体4隔离。
图6表示馈电网络1，更详细地表示同轴线2的隔室5，其在通信天线1中被用作偶极天线11的反射器10。同轴线的隔室和反射器一起构成自支撑框架。因而其不再需要单独的框架。
以上说明了本发明的天线馈电网络的若干个实施例。不过，本发明可用于天线馈电网络的任何结构中，其中阻抗损失和阻抗匹配可以借助于按照本发明的同轴线被补偿。
因而，不应当认为本发明限制于任何特定的实施例，而是在权利要求的范围内，这些实施例可被改变。

Claims (9)

1.一种用于多偶极基站天线的天线馈电网络(1)，包括至少一个天线馈电线，每个天线馈电线包括具有中心内导体(3)和周围外导体(4)的同轴线(2)，其特征在于，所述外导体(4)由细长的管状隔室(5)构成，沿着隔室(5)的一侧具有细长的开口(6)，并且借助于介电支撑装置(7)使内导体(3)悬置在管状隔室(5)内，其中所述介电支撑装置(7)可在细长的管状隔室(5)内移动，并可被紧固在其中所需的位置。
2.如权利要求1所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，所述细长的管状隔室(5)具有方形的截面。
3.如权利要求1或2所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，相邻隔室(5)的内导体(3)可以由通过相邻隔室(5)之间的壁中的开口插入的跨越元件(8)相互连接。
4.如权利要求3所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，在跨越元件(8)处的隔室(5)被导电盖(9)盖住。
5.如权利要求4所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，所述导电盖(9)被连接到外导体(4)。
6.如权利要求4所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，所述导电盖(9)具有绝缘层。
7.如权利要求1或2所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，具有细长的开口(6)的所述隔室(5)的一侧由塑料环境保护盖盖住。
8.如权利要求1或2所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，所述馈电网络(1)被用作通信天线(1)中的偶极子(11)的反射器。
9.如权利要求8所述的天线馈电网络(1)，其特征在于，所述同轴线的隔室和所述反射器一起构成自支撑框架。
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