CN102655275A

CN102655275A - 三扇区一体化天线

Info

Publication number: CN102655275A
Application number: CN2012101633036A
Authority: CN
Inventors: 吴壁群
Original assignee: Guangdong Broadradio Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Broadradio Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明提供了一种三扇区一体化天线，其包括三个扇区天线阵列，每个扇区天线阵列包括反射板、馈电装置和多个天线辐射单元，所述多个天线辐射单元位于反射板的顶面，所述馈电装置位于反射板的底面，所述三个扇区天线阵列的反射板呈三棱柱状相互组合固定。本发明提供的三扇区一体化天线的结构紧凑，使得天线的尺寸可以进一步缩小，其成品直径比国内相同类型的天线都小得多，减小了基站天线的占地面积，具有更佳的美化效果。

Description

三扇区一体化天线

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种三扇区一体化天线。

背景技术

随着我国3G牌照的发放，TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种标准的移动通信网络都已开始建设和运营。WiMAX等宽带无线网络越来越多地投入应用，随着移动通信技术的发展，还会有更高新的技术投入商用。不管是现在还是未来，多种通信应用标准并存的局面是不可避免的。

基站天线是移动通信系统的重要组成部分，其特性直接影响各个无线网络的整体性能。随着网络覆盖和容量的不断增加，基站和基站天线的数量快速增长，其造成的视觉污染也越来越严重。移动通信天线与周围环境的协调程度受到了广大市民的高度关注，天线的隐蔽化和美观化越来越受到重视。对天线的隐蔽和美观处理需要在保证各项通信技术指标的基础上，力求实现天馈系统和周围环境的协调统一，同时满足网络优化和环境美观的双重要求。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种结构紧凑、且具有美化效果的三扇区一体化天线。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种三扇区一体化天线，包括三个扇区天线阵列，每个扇区天线阵列包括反射板、馈电装置和多个天线辐射单元，所述多个天线辐射单元位于反射板的顶面，所述馈电装置位于反射板的底面，所述三个扇区天线阵列的反射板呈三棱柱状相互组合固定。

每个扇区天线阵列中的天线辐射单元通过对应的馈电装置进行功率分配实现并联馈电。

每个天线辐射单元由1个+45度极化方式的天线单元和1个-45度极化方式的天线单元组成，且+45度极化方式的天线单元和-45度极化方式的天线单元垂直交叉组装。

每个扇区天线阵列上的天线辐射单元等间距线性排列。

每个扇区天线阵列中各相邻天线辐射单元之间的间距为0.6λ至1.2λ。

还包括两个支撑架，所述支撑架包括一底座以及设于底座上的三角形凸台，三个扇区天线阵列的反射板的两端分别固定于两个支撑架上的三角形凸台上。

在每个扇区天线阵列中，馈电装置包括第一移相器、第二移相器和调相控制装置，其中，第一移相器具有1个功率合成端口和若干个功率分配端口，第一移相器的功率分配端口的数量与对应扇区天线阵列中的+45度极化方式的天线单元的个数相等；第二移相器具有1个功率合成端口和若干个功率分配端口，第二移相器的功率分配端口的数量与对应扇区天线阵列中的-45度极化方式的天线单元的个数相等；调相控制装置与第一移相器、第二移相器连接，用于同步调节第一移相器和第二移相器对应各功率分配端口的分配功率的相位大小。

在每个扇区天线阵列中，第一移相器的功率合成端口与外部的信号输入电缆连接，第一移相器的各功率分配端口分别与各天线辐射单元的+45度极化方式的天线单元电性连接；第二移相器的功率合成端口与外部的信号输入电缆连接，第二移相器的各功率分配端口分别与各天线辐射单元的-45度极化方式的天线单元电性连接。

每个扇区天线阵列的反射板的底面朝向三棱柱的中心，顶面背向三棱柱的中心。

本发明提供的三扇区一体化天线，将第一移相器、第二移相器、调相控制装置和多个天线辐射单元合理地安装于反射板的两面，形成扇区天线阵列，再将三个扇区天线阵列以三棱柱的形状组合固定在一起，使本发明可进行360°的信号覆盖，减小了基站所用天线数量，降低了设置过多基站天线造成的视觉污染，且具有一定美化效果。本发明提供的三扇区一体化天线的结构紧凑，使得天线的尺寸可以进一步缩小，其成品直径比国内相同类型的天线都小的多，减小了基站天线的占地面积，具有更佳的美化效果。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为图1所示的第一扇区天线阵列结构主视图。

图3为图1所示的第一扇区天线阵列的俯视图。

图4为图1所示的的第一扇区天线阵列的仰视图。

图5为图2所示的天线辐射单元结构的示意图。

图6为图2所示的第一扇区天线阵列中的第一移相器结构示意图。

图7为图2所示的第一扇区天线阵列中的第二移相器结构示意图。

图8为图1所示的第一支撑架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行进一步的详细说明。

仅仅出于方便的原因，在以下的说明中，使用了特定的方向术语，比如“上”、“下”、“左”、“右”等等，是以对应的附图为参照的，并不能认为是对本发明的限制，当图面的定义方向发生改变时，这些词语表示的方向应当解释为相应的不同方向。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种三扇区一体化天线主要包括第一扇区天线阵列101、第二扇区天线阵列102、第三扇区天线阵列103、第一支撑架104和第二支撑架105，第一至第三扇区天线阵列的两端分别固定在第一、二支撑架上，整体形成一三棱柱结构。

本发明实施例中的第一至第三扇区天线阵列的具体结构相同，下面以第一扇区天线阵列101为例进行说明。

请参阅图2，本发明实施例的第一扇区天线阵列101包括反射板205、6个天线辐射单元204和馈电装置。所述6个天线辐射单元204位于反射板205的顶面，即图2中所示的反射板205的上面，馈电装置位于反射板205的底面，即图2中所示的反射板205的下面。在本实施例中，所述馈电装置包括第一移相器201、第二移相器202和调相控制装置203。

如图3所示为第一扇区天线阵列的俯视图，所述6个天线辐射单元204线性排列在反射板205的正中间，各相邻天线辐射单元204之间的间距相同，为0.6λ至1.2λ。在本实施例中，相邻天线辐射单元204之间的间距取0.84λ，其中，λ表示天线工作频段的中心频率在空气中对应的波长。

如图4所示为第一扇区天线阵列的仰视图，第一移相器201与第二移相器202并排固定在反射板205的左边，调相控制器203固定在反射板205的右边。

请参阅图5，每个天线辐射单元204由1个+45度极化方式的天线单元207和1个-45度极化方式的天线单元206组成，且+45度极化方式的天线单元207和-45度极化方式的天线单元206垂直交叉组装。

请参阅图6和图7，第一移相器201具有1个功率合成端口301和若干个功率分配端口302，第一移相器201的功率分配端口302的数量与第一扇区天线阵列101中的+45度极化方式的天线单元207的个数相等（图6中采用的是一分六功分器）；第二移相器202具有1个功率合成端口401和若干个功率分配端口402，第二移相器202的功率分配端口402的数量与第一扇区天线阵列101中的-45度极化方式的天线单元206的个数相等（图7中采用的是一分六功分器）。第一移相器201的各功率分配端口302和第二移相器202的各功率分配端口402的分配功率幅度和初始相位可以根据实际需求来确定。在本实施例中，第一移相器201和第二移相器202的具体结构相同。

如图8所示，第一支撑架104包括位于下部的圆框体式底座503和位于上部的三角形凸台502，三角形凸台502的三条边沿长度分别与第一至第三扇区天线阵列中的反射板的宽度对应。第二支撑架105和第一支撑架104的具体结构相同。第一至第三扇区天线阵列的反射板的两端分别固定于第一、第二支撑架上的三角形凸台上，使整个三扇区一体化天线呈三棱柱结构。

综上所述，本发明实施例中，各部件的整体连接关系如下：

首先，第一移相器201和第二移相器202并排固定在反射板205下面的左边，调相控制装置203固定在反射板205下面的右边。第一移相器201的功率合成端口301与外部的信号输入电缆连接，第一移相器201的各功率分配端口302（从左到右）分别与各天线辐射单元204（从左到右）的+45度极化方式的天线单元207电性连接。第二移相器202的功率合成端口401与外部的信号输入电缆连接，第二移相器202的各功率分配端口402（从左到右）分别与各天线辐射单元204（从左到右）的-45度极化方式的天线单元206电性连接。调相控制装置203与第一移相器201、第二移相器202连接，通过调相控制装置203可同步调节第一移相器201和第二移相器202对应各功率分配端口的分配功率的相位大小，进而调节第一扇区天线阵列101的垂直方向图的波束指向。第二扇区天线阵列102、第三扇区天线阵列103的各组成部分的连接方式与第一扇区天线阵列101的各组成部分连接方式相同。

然后将第一扇区天线阵列101、第二扇区天线阵列102、第三扇区天线阵列103的两端分别固定在第一支撑架104和第二支撑架105的三角形凸台的三条边沿上，形成一个三棱柱结构。其中，每个扇区天线阵列的反射板的底面朝向三棱柱的中心，顶面背向三棱柱的中心。

基于以上结构特征，本发明的三扇区一体化天线的主要指标可达到如下水准：

(1) 频段：1710-2170MHz ；

(2) 天线尺寸：885mm （长度）×160mm（直径）；

(3) 增益：15.5dB；

(4) 电调下倾角度：0o-10o或5o-15o；

(5) 上旁瓣抑制：16dB。

本发明提供的三扇区一体化天线，将第一移相器、第二移相器、调相控制装置和多个天线辐射单元合理地安装于反射板的两面，形成扇区天线阵列，再将三个扇区天线阵列以三棱柱的形状组合固定在一起，每个扇区天线阵列均能完成水平方向上120°范围的覆盖，三个扇区天线阵列恰好完成水平方向上的360°信号覆盖。因此减小了基站所用天线数量，降低了设置过多基站天线造成的视觉污染，且具有一定美化效果。本发明提供的三扇区一体化天线的结构紧凑，使得天线的尺寸可以进一步缩小，其成品直径比国内相同类型的天线都小得多，减小了基站天线的占地面积，具有更佳的美化效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种三扇区一体化天线，其特征在于，包括三个扇区天线阵列，每个扇区天线阵列包括反射板、馈电装置和多个天线辐射单元，所述多个天线辐射单元位于反射板的顶面，所述馈电装置位于反射板的底面，所述三个扇区天线阵列的反射板呈三棱柱状相互组合固定。

2.根据权利要求1所述的三扇区一体化天线，其特征在于，每个扇区天线阵列中的天线辐射单元通过对应的馈电装置进行功率分配实现并联馈电。

3.根据权利要求1或2所述的三扇区一体化天线，其特征在于，每个天线辐射单元由1个+45度极化方式的天线单元和1个-45度极化方式的天线单元组成，且+45度极化方式的天线单元和-45度极化方式的天线单元垂直交叉组装。

4.根据权利要求1所述的三扇区一体化天线，其特征在于，每个扇区天线阵列上的天线辐射单元等间距线性排列。

5.根据权利要求4所述的三扇区一体化天线，其特征在于，每个扇区天线阵列中各相邻天线辐射单元之间的间距为0.6λ至1.2λ，其中，λ表示天线工作频段的中心频率在空气中对应的波长。

6.根据权利要求1所述的三扇区一体化天线，其特征在于，还包括两个支撑架，所述支撑架包括一底座以及设于底座上的三角形凸台，三个扇区天线阵列的反射板的两端分别固定于两个支撑架上的三角形凸台上。

7.根据权利要求3所述的三扇区一体化天线，其特征在于，在每个扇区天线阵列中，馈电装置包括第一移相器、第二移相器和调相控制装置，其中，第一移相器具有1个功率合成端口和若干个功率分配端口，第一移相器的功率分配端口的数量与对应扇区天线阵列中的+45度极化方式的天线单元的个数相等；第二移相器具有1个功率合成端口和若干个功率分配端口，第二移相器的功率分配端口的数量与对应扇区天线阵列中的-45度极化方式的天线单元的个数相等；调相控制装置与第一移相器、第二移相器连接，用于同步调节第一移相器和第二移相器对应各功率分配端口的分配功率的相位大小。

8.根据权利要求7所述的三扇区一体化天线，其特征在于，在每个扇区天线阵列中，第一移相器的功率合成端口与外部的信号输入电缆连接，第一移相器的各功率分配端口分别与各天线辐射单元的+45度极化方式的天线单元电性连接；第二移相器的功率合成端口与外部的信号输入电缆连接，第二移相器的各功率分配端口分别与各天线辐射单元的-45度极化方式的天线单元电性连接。

9.根据权利要求1所述的三扇区一体化天线，其特征在于，每个扇区天线阵列的反射板的底面朝向三棱柱的中心，顶面背向三棱柱的中心。