CN103490166A - Td智能天线的相位补偿方法及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及TD智能天线的技术领域，公开了TD智能天线的相位补偿方法及其结构，TD智能天线包括微带天线，微带天线包括基板、微带线以及接地板，微带线包括多个移相区域以及连接区域，移相区域包括已插入部分及未插入部分，将多个电介质插片分别插设于微带线的插入区域中；通过调节连接区域的特性，使得相邻的移相区域中，由于插入电介质插片后引起的特性阻抗相互抵消。通过在微带线中插入多个电介质插片，改变整个微带天线的介电常数，通过连接区域的特性调节，使得多个电介质插片对微带天线的网络的影响相互抵消，使得TD智能天线的方向图合成波速在下倾过程中，不会出现絮乱，可以抵消TD智能天线中，由于微带天线错位组阵所带来的影响。

Description

TD智能天线的相位补偿方法及其结构

技术领域

本发明涉及TD智能天线的技术领域，尤其涉及TD智能天线的相位补偿方法及其结构。

背景技术

未来几年中，TD智能天线将呈爆炸式增长，相对于其它插片，TD智能天线对于通讯网络规划、溅射和优化将非常重要，同时，由于目前站址资源非常有限，物业难度巨大，新建站址已经变得愈加困难，共站、共址及共天线已经成为了一种必然趋势，天线密集度、功能越多，其内部结构越加复杂，对其内部也就提出了更高的要求。

现有技术中，TD智能天线采用的是8微带天线组阵形式，且呈上下错位排布，由于在垂直面上，各列不在一个高度，方向图合成波速在下倾过程中会产生紊乱，所以需要一种相位补偿网络，能够在TD智能天线的下倾过程中，同步的改变各列的相位，以此来抵消因错位组阵带来的影响。如何设计这种网络并使之嵌入天线系统中，不给整体带来负担，并且还要精确的同步控制各列相位，是使得TD智能天线能直接接入现有系统的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供TD智能天线的相位补偿方法，旨在解决现有技术中的TD智能天线的8天线上下错位排布，在下倾的过程中，方向图合成波速存在紊乱的问题。

本发明是这样实现的，TD智能天线的相位补偿方法，TD智能天线包括微带天线，所述微带天线包括基板、设于所述基板上的微带线以及接地板，所述微带线包括多个移相区域以及用于连接所述相邻的移相区域的连接区域，所述移相区域包括已插入部分及未插入部分，将多个所述电介质插片分别插设于所述微带线的插入区域中，且所述相邻的电介质插片通过传输线连接；通过调节所述连接区域的特性，使得所述相邻的移相区域中，由于所述插入电介质插片后引起的特性阻抗相互抵消。

本发明还提供了TD智能天线的相位补偿结构，所述TD智能天线包括微带天线，所述微带天线包括基板、设于所述基板上的微带线以及接地板，所述微带线包括多个移相区域，所述移相区域包括已插入部分及未插入部分，各所述已插入部分中插设有电介质插片，所述相邻的电介质插片通过传输线连接，所述相邻的移相区域之间连接有用于使得所述相邻的移相区域中，由于插入所述电介质插片后引起的特性阻抗相互抵消的连接区域。

与现有技术相比，在上述的方法中，通过在微带天线的微带线中插入多个电介质插片，多个电介质插片之间通过传输线连接，改变整个微带天线的介电常数，通过连接区域的特性调节，使得多个电介质插片对微带天线的网络的影响相互抵消，从而实现在微带天线的网络稳定性不变的前提下，改变整个微带天线网络的电长度，使得TD智能天线的方向图合成波速在下倾过程中，不会出现絮乱，可以抵消TD智能天线中，由于微带天线错位组阵所带来的影响。

上述的方法还具有以下优点：

1）、行程较大，且可以根据实际的使用需要来灵活变动行程；

2）、可实现小范围内，微带天线网络的电长度调节，并且，根据实际使用需要灵活变动微带天线的电长度调节范围；

3）、精度高、拉力小，由于电介质插片中，其电场线连续，旋度为零，这样，电介质插片微小的位置移动，不会对微带天线的等效介电常数造成太大的影响，因此，在设置微带天线的结构上，可以优先考虑结构性能的前提下，获得较为高精度的调节

附图说明

图1是本发明实施例提供的TD智能天线的相位补偿方法的原理示意图一；

图2是本发明实施例提供的TD智能天线的相位补偿方法的原理示意图二；

图3是本发明实施例提供的一TD智能天线的相位补偿结构的俯视示意图；

图4是本发明实施例提供的另一TD智能天线的相位补偿结构的俯视示意图；

图5是本发明实施例提供的另一TD智能天线的相位补偿结构的俯视示意图；

图6是本发明实施例提供的另一TD智能天线的相位补偿结构的俯视示意图。

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。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～6所示，为本发明提供的一较佳实施例。

如图1所示，为在微带天线中插入一个电介质插片12的示意图。TD智能天线包括有微带天线，微带天线包括基板11、设置在基板11上的微带线14以及接地板13，其中，基板11与接地板13之间存在间隙，形成了场线覆盖区域，接地板13与地连接，其处于零电势。

如图1中，当在场线覆盖区域中为插设电介质插片12时，微带天线的等效介电常数ξ_r=1，相速

当在场线覆盖区域中插入一介电常数为ξ的电介质插片12时，其结构如图1所示，由于部分场线在电介质插片12区域，部分场线在空气区域，这样，场线覆盖区域的介电常数1<ξ<ξ_r。

ξ_r的具体数值依赖于电介质插片12的厚度、位置、导线宽度及高度等因素，当微带天线的介电常数ξ_r变化时，其特性阻抗Z₀也随之改变，这样，当单个电介质插片12插入时，将会导致整个TD智能天线的特性阻抗随之失配。

如图2所示，为在场线覆盖区域中插入两个电介质插片12的结构示意图。

AB、DE区域为移相区，B、E区域是电介质插片12的插入区，为不匹配区。理论上AB区与DE区域相同，C区为匹配区。

这样，上述的场线覆盖区域的传输矩阵为：

$\begin{array}{c}A=A_A{A}_B{A}_C{A}_D{A}_E\\ =\left[\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\&theta;}}_A& {\mathrm{jZ}}_E\sin {\mathrm{\&theta;}}_A\\ j\frac{1}{Z_E}\sin {\mathrm{\&theta;}}_A& \cos {\mathrm{\&theta;}}_A\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\&theta;}}_B& {\mathrm{jZ}}_E\sin {\mathrm{\&theta;}}_B\\ j\frac{1}{Z_E}\sin {\mathrm{\&theta;}}_B& \cos {\mathrm{\&theta;}}_B\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\&theta;}}_C& {\mathrm{jZ}}_E\sin {\mathrm{\&theta;}}_C\\ j\frac{1}{Z_E}\sin {\mathrm{\&theta;}}_C& \cos {\mathrm{\&theta;}}_C\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\&theta;}}_D& {\mathrm{jZ}}_E\sin {\mathrm{\&theta;}}_D\\ j\frac{1}{Z_E}\sin {\mathrm{\&theta;}}_D& \cos {\mathrm{\&theta;}}_D\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\cos {\mathrm{\&theta;}}_E& {\mathrm{jZ}}_E\sin {\mathrm{\&theta;}}_E\\ j\frac{1}{Z_E}\sin {\mathrm{\&theta;}}_E& \cos {\mathrm{\&theta;}}_E\end{array}\right]\end{array}$

这样，通过调节C区域的特性，包括电长度θ_C和特性阻抗Z_C，使得B区域与E区域两个不匹配的区域产生的影响相互抵消，在整个移相的过程中，0≤M≤L，整个TD智能天线网络的特性阻抗保持稳定。

本实施例提供的TD智能天线的相位补偿方法，其具体如下：

微带线14包括多个移相区域及连接区域143，移相区域包括已插入部分142及未插入部分141，连接区域143用于连通相邻的移相区域；将多个分别插设在多个移相区域的已插入部分142，且多个电介质插片12之间通过传输线15连接，并通过调节连接区域143的特性，使得相邻的移相区域中，由于插入电介质插片12后引起的特性阻抗相互抵消。

在上述的方法中，通过在微带天线的微带线14中，插入多个电介质插片12，且多个电介质插片12之间通过传输线15连接，也就是说，通过插入多个电介质插片12，改变整个微带天线的介电常数，将电介质插片12分段插入微带天线中，通过连接区域143，使得多个电介质插片12对微带天线的网络的影响相互抵消，从而实现在微带天线的网络稳定性不变的前提下，改变整个微带天线网络的电长度。

这样，在TD智能天线中，通过分段插入电介质插片12，可以提供相位补偿，使得TD智能天线的方向图合成波速在下倾过程中，不会出现絮乱，可以抵消TD智能天线中，由于微带天线错位组阵所带来的影响。

本实施例的方法具有以下优点：

1）、行程较大，且可以根据实际的使用需要来灵活变动行程；

2）、可实现小范围内，微带天线网络的电长度调节，并且，根据实际使用需要灵活变动微带天线的电长度调节范围；

3）、精度高、拉力小，由于电介质插片12中，其电场线连续，旋度为零，这样，电介质插片12微小的位置移动，不会对微带天线的等效介电常数造成太大的影响，因此，在设置微带天线的结构上，可以优先考虑结构性能的前提下，获得较为高精度的调节。

本实施例中，微带线14的已插入部分142还连接有阻抗匹配部分144，用于调节整个微带天线的阻抗匹配。具体地，根据阻抗匹配部分144的设置，可以将微带天线的阻抗匹配调节到各个数值，如50Ω等等。

具体地，上述中通过调节连接区域143的特性，包括对连接区域143的电长度及特性阻抗进行调节。或者，作为其它的实施例，还可以根据需求，对连接区域143的其它特性进行调节。

在上述插入电介质插片12的过程中，将多个电介质插片12呈相互平行状插入。

根据上述的相位补偿方法，本实施例还提供了TD智能天线的相位补偿结构，其包括微带天线以及多个电介质插片12，微带天线包括基板11、设置在基板11上的微带线14以及接地板13，其中，基板11与接地板13之间存在间隙，形成了场线覆盖区域，接地板13与地连接，其处于零电势。微带线14包括多个移相区域及连接区域143，移相区域包括已插入部分142及未插入部分141，连接区域143用于连通相邻的移相区域；多个电介质插片12分别插设在多个移相区域的已插入部分142，且多个电介质插片12之间通过传输线15连接。连接区域143用于使得相邻的移相区域中，由于插入电介质插片12后引起的特性阻抗相互抵消。

这样，在上述的相位补偿方法中，通过在微带天线的微带线14中插入分段的电介质插片12，通过连接区域143，使得多个电介质插片12对微带天线的网络的影响相互抵消，从而实现在微带天线的网络稳定性不变的前提下，改变整个微带天线网络的电长度。从而，在TD智能天线中，通过分段插入电介质插片12，可以提供相位补偿，使得TD智能天线的方向图合成波速在下倾过程中，不会出现絮乱，可以抵消TD智能天线中，由于微带天线错位组阵所带来的影响。

本实施例中，微带线14的已插入部分142还连接有阻抗匹配部分144，用于调节整个微带天线的阻抗匹配。具体地，根据阻抗匹配部分144的设置，可以将微带天线的阻抗匹配调节到各个数值，如50Ω等等。

具体地，上述的阻抗匹配部分144用于调节整个微带天线网络的阻抗匹配为50Ω，当然，也可以调节到其它的阻抗匹配范围中。

本实施例中，多个电介质插片12处于平行布置，当然，根据实际需求，多个电介质插片12也可以处于其它布置情况。

如图3～6所示，分别是多种不同结构形式的TD智能天线的相位补偿结构，当然，根据实际需要，可以选择不同的具体结构设置。

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 (7)

1.TD智能天线的相位补偿方法，其特征在于，TD智能天线包括微带天线，所述微带天线包括基板、设于所述基板上的微带线以及接地板，所述微带线包括多个移相区域以及用于连接所述相邻的移相区域的连接区域，所述移相区域包括已插入部分及未插入部分，将多个所述电介质插片分别插设于所述微带线的插入区域中，且所述相邻的电介质插片通过传输线连接；通过调节所述连接区域的特性，使得所述相邻的移相区域中，由于所述插入电介质插片后引起的特性阻抗相互抵消。

2.如权利要求1所述的TD智能天线的相位补偿方法，其特征在于，调节所述连接区域的特性，包括对所述连接区域的电长度及特性阻抗进行调节。

3.如权利要求1或2所述的TD智能天线的相位补偿方法，其特征在于，于所述微带线的已插入部分连接有阻抗匹配部分，用于调节整个微带天线的阻抗匹配。

4.如权利要求1或2所述的TD智能天线的相位补偿方法，其特征在于，将多个所述电介质插片呈相互平行状插入。

5.TD智能天线的相位补偿结构，所述TD智能天线包括微带天线，所述微带天线包括基板、设于所述基板上的微带线以及接地板，所述微带线包括多个移相区域，所述移相区域包括已插入部分及未插入部分，其特征在于，各所述已插入部分中插设有电介质插片，所述相邻的电介质插片通过传输线连接，所述相邻的移相区域之间连接有用于使得所述相邻的移相区域中，由于插入所述电介质插片后引起的特性阻抗相互抵消的连接区域。

6.如权利要求4所述的TD智能天线的相位补偿结构，其特征在于，多个所述电介质插片呈平行布置。

7.如权利要求5或6所述的TD智能天线的相位补偿结构，其特征在于，于所述微带线的已插入部分连接有用于调节整个微带天线阻抗匹配的阻抗匹配部分。

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