CN102117973B - 一种双极化室内分布天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双极化室内分布天线，该天线包括：一个垂直极化全向辐射单元；一个水平极化全向辐射单元，设有多个脊喇叭振子，水平极化全向辐射单元与垂直极化全向辐射单元共轴并在轴向上有特定的间距设置。这样，保证了水平极化全向辐射单元与垂直极化全向辐射单元的主辐射方向在各个频点上的一致性，使得双极化室内分布天线应用于MIMO的极化分集成为可能，并有效地解决了水平极化全向辐射单元与垂直极化全向辐射单元的正交隔离，满足了MIMO技术对天线的非相关性要求。
Description
技术领域
本发明属于移动通讯技术领域，尤其涉及一种适用于3G宽频双极化室内分布天线。
背景技术
移动通讯技术飞速发展，增值业务早已超出了语音通话业务，移动通讯用户数量不断增加，业务类型也趋于多样化，而频率资源制约着移动通讯的发展，3G智能天线是解决频率资源不足的技术之一。
以TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access时分同步的码分多址技术)为代表的3G技术对整个系统容量的要求越来越高，TD-SCDMA智能基站天线解决了如何提高网络覆盖的扇区载频容量，如何实现整个TD-SCDMA系统的高速网络，提高室内分布系统的容量成为解决整个TD-SCDMA系统容量的关键环节。
传统的室内覆盖天线无法支持极化分集技术和MIM0(多输入多输出)技术，实现室内分布天线的双极化技术是解决TD-SCDMA系统的室内分布网络覆盖系统容量的关键技术，特别是双极化全向室分天线技术是制约室内分布网络覆盖系统容量的关键技术，随着LTE(Long Term Evolution)技术的发展，要求双极化全向室分天线的频率范围拓宽，怎样实现宽频双极化全向室分天线成为目前双极化全向室分天线的主要研究方向。
目前的水平垂直极化全向室分天线的水平极化辐射体实现方式以对称振子组合、缝隙组合为主，有两方面的缺失：一方面水平极化与垂直极化的方向图最大值指向不一致，导致系统两个不同极化的覆盖范围不同，另一方面两个极化的辐射体互耦严重。
发明内容
本发明实施例主要目的是克服现有技术之缺失，提供一种可以实现超宽频带水平极化全向辐射；且水平极化的方向图的最大值与垂直极化的方向图的最大值方位一致，其中两种极化的辐射体之间隔离度高的双极化室内分布天线。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种双极化室内分布天线，包括一个垂直极化全向辐射单元；一个水平极化全向辐射单元，设有多个脊喇叭振子，所述水平极化全向辐射单元与所述垂直极化全向辐射单元共轴并在轴向上呈间距设置。
优选地，所述水平极化全向辐射单元由一双面电路基板组成，所述双面电路基板开设至少三个磁场壁完全开放的所述脊喇叭振子。
具体地，在所述双面电路基板的其中一面开设所述脊喇叭振子，另一面设有多数耦合微带线，同时另一面上还设有的功率分配网络与所述各耦合微带线相连接。
进一步地，所述功率分配网络与所述各耦合微带线向所述脊喇叭振子采用耦合馈电的馈电方式。
进一步地，所述脊喇叭振子围绕所述双面电路基板的轴心呈放射状且均匀分布在所述电路基板的一面上。
更进一步地，所述脊喇叭振子的口径面是指数线脊喇叭。
更进一步地，所述脊喇叭振子的口径面是直线脊喇叭。
优选地，所述脊喇叭振子也可以是金属冲压一体成型或由一薄板切割成型。
具体地，所述水平极化全向辐射单元与所述垂直极化全向辐射单元的间距在20毫米与45毫米之间。
进一步地，所述垂直极化全向辐射单元由一倒置锥型振子和至少两接地片组成，所述接地片自所述倒置锥型振子的最大直径处延伸而出连接地面，所述倒置锥型振子的锥角在55°～65°之间。
进一步地，所述水平极化全向辐射单元由两块电路基板组成，其中所述两块电路基板之间通过至少一导柱间隔开来。
更进一步地，其中一块电路基板是双面电路基板，其一面印刷了多个脊喇叭振子，另一面印刷了多数耦合微带线；在另一块电路基板上印刷了功率分配网络，所述功率分配网络与所述各耦合微带线共同配合给所述脊喇叭振子耦合激励等幅度同相位的信号，其两者之间相对应的端口用至少一同轴电缆连接。
由以上技术方案，本发明双极化室内分布天线具有以下技术效果：
1.双面电路基板上开设有磁场壁完全开放的脊喇叭振子，实现超宽频带水平极化全向辐射，水平极化的方向图的最大值与垂直极化的方向图的最大值方位一致，两种极化之间的辐射体隔离度高。
2.水平极化全向辐射单元与垂直极化全向辐射单元的间距在20毫米与45毫米之间，保证了水平极化全向辐射单元与垂直极化全向辐射单元的主辐射方向在各个频点上的一致性，使得双极化室内分布天线应用于MOMI的极化分集成为可能，并有效地解决了水平极化全向辐射单元与垂直极化全向辐射单元的隔离，满足了MIMO技术对天线的非相关性要求。
附图说明
图1是本发明提供的实施例一双极化室内分布天线结构示意图；
图2是本发明提供的实施例一双极化室内分布天线俯视图；
图3是本发明提供的实施例二双极化室内分布天线结构示意图；
图4是本发明提供的实施例二双极化室内分布天线俯视图。
附图标号
双极化室内分布天线1 垂直辐射体11 锥型振子111
接地片112 水平辐射体12 脊喇叭振子121
金属地面13 同轴电缆14 微带线15
功率分配网络16 导柱2
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的双极化室内分布天线是在使用MIMO(多输入多输出)技术的通信中采用的天线。近年来，在使用WiMAX(Worldwide Interoperability forMicrowave Access全球微波接入互操作)技术的通信系统中采用MIMO技术，通过采用以下本发明实施例的双极化室内分布天线，可有效地利用MIMO技术。
首先，MIMO是这样一种技术，该技术是分别在基站端和移动台放置多个天线，使基站和移动台之间形成多个不同传播路径来增加传输速率。在这种情况下，优选的是分别在基站和移动台使用的多个天线之间的相关性较小。例如，在基站端使用两个天线的情况下，他们被相互隔开一段距离，从而他们之间的相关性变小。
参见图1-图2所示，本发明提供一种双极化室内分布天线1，双极化室内分布天线1是通过组合以下两种天线来构成的：一个垂直极化全向辐射单元；其是一垂直辐射体11，一个水平极化全向辐射单元，其是一水平辐射体12，垂直辐射体11与水平辐射体12是各自独立馈电的两个辐射体，两者共轴，且在轴向上间隔一定的距离，同时在水平辐射体12上还印刷有多个脊喇叭振子121。这种双极化室内分布天线1保证了水平辐射体12和垂直辐射体11的主辐射方向在各个频点上的一致性，使得双极化室内分布天线1应用于MIMO的极化分集成为可能，并有效地解决了水平辐射体12与垂直辐射体11的正交隔离，满足了MIMO技术对天线的非相关性要求。
由以上需要说明的一点是，垂直辐射体11和水平辐射体12在理论上是相互不耦合的，因而它们之间的相关性变得极小。因此，双极化室内分布天线1采用的极化分集技术，克服了空间分集技术对多天线空间距离的要求，使基站与移动台使用的多天线减少为一个天线，是适用MIMO技术通信的发展要求的。
优选地，参见图2所示，本实施例一的水平辐射体12由一块电路基板组成，电路基板为双面电路基板，且双面电路基板呈平板状，在双面电路基板其中一面上开设有四个磁场壁完全开放的脊喇叭振子121，需要说明的是，脊喇叭振子121的口径面是呈指数线脊喇叭，当然，其口径面也可以是呈直线脊喇叭。脊喇叭振子121是围绕水平辐射体12的轴心呈放射状均匀分布在双面电路基板的一面上。
进一步地说，参见图1-图2所示，在双面电路基板的另一面上则印刷了至少一根耦合微带线15，耦合微带线15一端连接在水平辐射体12，另一端连接在金属地面13上，以及在双面电路基板印刷脊喇叭振子121的那一面上还印刷了与耦合微带线15相连接的功率分配网络16，功率分配网络16与耦合微带线15共同配合给脊喇叭振子121耦合激励等幅度同相位的信号，有一点需要说明的是，功率分配网络16与各耦合微带线15向脊喇叭振子121采用耦合馈电的馈电方式。由此，可以实现超宽频带水平技术全向辐射，水平极化的方向图的最大值与垂直极化的方向图的最大值方位一致，且两种极化之间的辐射体互耦小。
优选地，脊喇叭振子121是由金属冲压一体成型的，当然，在其它实施例中，脊喇叭振子121也可以是由一个薄板切割成型。
进一步地，水平辐射体12上印刷的各耦合微带线15是一种金属切割而成的，当然，这种耦合微带线15也可以是金属冲压形成的。
另，参见图1所示，双极化室内分布天线1的垂直辐射体11是由一个倒置的锥型振子111和四个折合接地的接地片112(在其它实施例也可以为多个)组成，接地片112自倒置的锥型振子111的最大直径处延伸而出连接地面，所述倒置锥型振子的锥角在55°～65°之间，锥型振子111是安装在金属地面13上且距离地面一定高度的倒置圆锥型金属体，该圆锥型金属体的锥角在55°～65°之间，圆锥型金属体的最大直径处通过四个接地片112与地面连接。接地片112一端接地，另一端连接倒置锥型振子111底面。
实施例二
参见附图3-图4所示，实施例二与实施例一区别在于：
水平辐射体12是由两块电路基板所组成，其中两块电路基板之间还通过多个导柱2支撑使得两块电路基板隔开。
其中一块电路基板是双面电路基板，其一面印刷了多个脊喇叭振子121，另一面印刷了多数耦合微带线15；在另一块电路基板上印刷了功率分配网络16，功率分配网络16与各耦合微带线15共同配合给脊喇叭振子121耦合激励等幅度同相位的信号，其两者之间相对应的端口用同轴电缆14连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种双极化室内分布天线，其特征在于，包括：
一个垂直极化全向辐射单元；
一个水平极化全向辐射单元，设有多个脊喇叭振子，所述水平极化全向辐射单元与所述垂直极化全向辐射单元共轴并在轴向上呈间距设置；
所述垂直极化全向辐射单元由一倒置锥型振子和至少两接地片组成，所述接地片自所述倒置锥型振子的最大直径处延伸而出连接地面，所述倒置锥型振子的锥角在55°～65°之间。
2.如权利要求1所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述水平极化全向辐射单元由一双面电路基板组成，所述双面电路基板开设至少三个磁场壁完全开放的所述脊喇叭振子。
3.如权利要求2所述的双极化室内分布天线，其特征在于：在所述双面电路基板的其中一面开设所述脊喇叭振子，另一面设有多条耦合微带线，同时另一面上还设有的功率分配网络与所述各耦合微带线相连接。
4.如权利要求3所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述功率分配网络与所述各耦合微带线向所述脊喇叭振子采用耦合馈电的馈电方式。
5.如权利要求3所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述脊喇叭振子围绕所述双面电路基板的轴心呈放射状且均匀分布在所述电路基板的一面上。
6.如权利要求3所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述脊喇叭振子的口径面是指数线脊喇叭。
7.如权利要求3所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述脊喇叭振子的口径面是直线脊喇叭。
8.如权利要求3所述的双极化室内分布天线，其特征还在于：所述脊喇叭振子也可以是金属冲压一体成型或由一薄板切割成型。
9.如权利要求1所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述水平极化全向辐射单元与所述垂直极化全向辐射单元的间距在20毫米与45毫米之间。
10.如权利要求1所述的双极化室内分布天线，其特征在于：所述水平极化全向辐射单元由两块电路基板组成，其中所述两块电路基板之间通过至少一支柱间隔开来。
11.如权利要求10所述的双极化室内分布天线，其特征在于：其中一块电路基板是双面电路基板，其一面印刷了多个脊喇叭振子，另一面印刷了多数耦合微带线；在另一块电路基板上印刷了功率分配网络，所述功率分配网络与所述各耦合微带线共同配合给所述脊喇叭振子耦合激励等幅度同相位的信号，其两者之间相对应的端口用至少一同轴电缆连接。
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