CN106450683A - 一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法 - Google Patents

一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法 Download PDF

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李祖明
孙玉发
杨明
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杨明
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    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces

Abstract

本发明公开了一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法,所述方法包括使用宽带双极化磁电偶极子基站天线发送和接收通信信号,其特征在于:一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,包括辐射装置和馈电单元,其馈电单元包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型馈线,并且将辐射装置置于盒子形状反射板上,频带带宽1.68‑3.63GHz,相对带宽73.4%,参考驻波比(SWR)< 1.5,与现有的双极化天线相比,频带宽,物理尺寸小,其他天线参数却拥有和现有的天线一样的技术指标。

Description

一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及无线通信系统,更具体地说,涉及一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法。
背景技术
[0002] 天线在我们的日常生活中起到了很大的作用,它可以接收无线电波系统发射的电磁波,同时也可以向外发射电磁波,因此,天线性能的好坏决定了整个通信系统是否能正常工作。随着现代通信技术的不断发展,在基站天线系统设计上逐渐采用双极化的方式。
[0003] 双极化天线是一种新型天线技术,组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下,因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量;一般GSM数字移动通信网的定向基站(三扇区)要使用6根天线,每个扇形使用2根天线(空间分集,一发两收),如果使用双极化天线,每个扇形只需要I根天线;同时由于在双极化天线中,±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(彡30dB),因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm;另外,双极化天线具有电调天线的优点,在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样,可以降低呼损,减小干扰,提高全网的服务质量。如果使用双极化天线,由于双极化天线对架设安装要求不高,不需要征地建塔,只需要架一根直径20cm的铁柱,将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可,从而节省基建投资,同时使基站布局更加合理,基站站址的选定更加容易。
[0004] —般现有双极化基站天线实现方式主要是微带贴片天线,而本设计采用的是磁电偶极子天线,而微带贴片天线实现双极化天线的带宽一般较窄,而本设计可应用于移动通信2G/3G/LTE(1710-2690MHz)以及3.5GHz (3.4-3.69GHz)的WiMAX.。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足,提供一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,频带宽(1.68-3.63GHz,相对带宽73.4%,是按驻波比(SWR) < 1.5为参考),与现有的双极化天线相比,频带宽,物理尺寸小,其他天线参数却拥有和现有的天线一样的技术指标。
[0006] 为了达到上述目的,本发明通过下述技术方案予以实现:一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,其特征在于:包括辐射装置和馈电单元,其馈电单元包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型馈线,并且将辐射装置置于盒子形状反射板上。辐射装置由电偶极子和磁偶极子组成。
[0007] 所述磁偶极子是四个相同的垂直短路贴片。
[0008] 整个天线的制作材质是Imm厚的铜板或铝板。
[0009] 所述电偶极子是四个八边形金属贴片,分别将其挖去一个八边形的槽,再增加一个八边形的调谐枝节。
[0010] 所述辐射装置:两对相同电偶极子,构成±45°双极化基站天线。
[0011] 所述馈电单元:包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型铜条馈线,两个Γ型馈线水平部分保持了一定的高低间距离以减小交叉耦合。
[0012] 盒子形状反射板(I),盒子形状反射板的高度H=16mm,盒子形状反射板的边长G=IlOmm0
[0013] 天线阻抗带宽可以达到73.4%
天线两个端口在测试面内的峰值增益约为10.5dBi,交叉极化水平在-1OdB以下。
[0014]可应用于移动通信2G/3G/LTE(1710-2690MHz)以及3.5GHz (3.4-3.69GHz)的WiMAX0
[0015] —种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法,所述方法包括使用宽带双极化磁电偶极子基站天线发送和接收通信信号,其特征在于:一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,包括辐射装置和馈电单元,其馈电单元包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型馈线,并且将辐射装置置于盒子形状反射板上。辐射装置由电偶极子和磁偶极子组成。
[0016] 所述磁偶极子是四个相同的垂直短路贴片。
[0017] 整个天线的制作材质是Imm厚的铜板或铝板。
[0018] 所述电偶极子是四个八边形金属贴片,分别将其挖去一个八边形的槽,再增加一个八边形的调谐枝节。
[0019] 所述辐射装置:两对相同电偶极子,构成±45°双极化基站天线。
[0020] 所述馈电单元:包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型铜条馈线,两个Γ型馈线水平部分保持了一定的高低间距离以减小交叉耦合。
[0021] 盒子形状反射板(I),盒子形状反射板的高度H=16mm,盒子形状反射板的边长G=IlOmm0
[0022] 天线阻抗带宽可以达到73.4%
天线两个端口在测试面内的峰值增益约为10.5dBi,交叉极化水平在-1OdB以下。
[0023]可应用于移动通信2G/3G/LTE(1710-2690MHz)以及3.5GHz (3.4-3.69GHz)的WiMAX0
附图说明
[0024]图1示出了本发明的天线结构。
[0025]图2示出了本发明的从上向下的整体天线图。
[0026]图3示出了本发明的天线立体图。
[0027]图4示出了本发明的天线驻波比的曲线图。
[0028]图5示出了本发明的天线隔离度的曲线图。
[0029]图6示出了本发明的天线两个端口在测试面内的峰值增益图。
[0030]图7示出了本发明的双极化天线一个端口在1.7GHz频率下的辐射方向图。
[0031]图8示出了本发明的双极化天线另一个端口在1.7GHz频率下的辐射方向图。
[0032]图9示出了本发明的双极化天线一个端口在2.2GHz频率下的辐射方向图。
[0033]图1O示出了本发明的双极化天线另一个端口在2.2GHz频率下的辐射方向图。
[0034]图11示出了本发明的双极化天线一个端口在2.7GHz频率下的辐射方向图。
[0035]图12示出了本发明的双极化天线另一个端口在2.7GHz频率下的辐射方向图。
[0036]图13示出了本发明的双极化天线一个端口在3.5GHz频率下的辐射方向图。
[0037]图14示出了本发明的双极化天线另一个端口在3.5GHz频率下的辐射方向图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
[0039] 本发明的一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法,所述方法包括使用宽带双极化磁电偶极子基站天线发送和接收通信信号,一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,天线结构见图1-3,图1示出了本发明的天线结构,图2示出了本发明的从上向下的整体天线图,图3示出了本发明的天线立体图。
[0040] 本发明的一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,天线包括辐射装置和馈电单元,其馈电单元包括两条同轴电缆及两个相互垂直的F型馈线,并且将辐射装置置于盒子形状反射板上。辐射装置由电偶极子和磁偶极子组成,电偶极子是四个八边形金属贴片,分别将其挖去一个八边形的槽,再增加一个八边形的调谐枝节(来扩展天线的带宽),磁偶极子是四个相同的垂直短路贴片,整个天线的制作材质是Imm厚的铜板(或铝板)。
[0041] 福射装置:两对相同电偶极子(2a与2c是一对,2b与2d是一对),构成±45°双极化基站天线。
[0042] 馈电单元:包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型铜条馈线,为了避免两条Γ型馈线的相互交叉干扰以及为了更好的隔离度,两个r型馈线水平部分保持了一定的高低间距离以减小交叉耦合。
[0043] 两对电偶极子(2a,2b,2c,2d),磁偶极子(3a,3b,3c,3d),馈电单元(4),盒子形状反射板(I),盒子形状反射板的高度H=16mm,盒子形状反射板的边长G=I 10mm。
[0044]图4示出了本发明的天线驻波比的曲线图,可以看出,天线阻抗带宽可以达到73.4%(1.68-3.63GHz)。
[0045]图5示出了本发明的天线隔离度的曲线图。
[0046]图6示出了本发明的天线两个端口在测试面内的峰值增益图。
[0047]图7-14双极化天线两个端口在不同频率下的辐射方向图。交叉极化水平在-1OdB以下。
[0048] 天线两个端口在测试面内的峰值增益约为10.5dBi,交叉极化水平在-1OdB以下。
[0049]可应用于移动通信2G/3G/LTE(1710-2690MHz)以及3.5GHz (3.4-3.69GHz)的WiMAX0
[0050]上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽带双极化磁电偶极子基站天线上发送信号的方法,所述方法包括使用宽带双极化磁电偶极子基站天线发送和接收通信信号,其特征在于:一种宽带双极化磁电偶极子基站天线,包括辐射装置和馈电单元,其馈电单元包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型馈线,并且将辐射装置置于盒子形状反射板上。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述辐射装置由电偶极子和磁偶极子组成。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述磁偶极子是四个相同的垂直短路贴片。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:整个天线的制作材质是Imm厚的铜板或铝板。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述电偶极子是四个八边形金属贴片,分别将其挖去一个八边形的槽,再增加一个八边形的调谐枝节。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述辐射装置:两对相同电偶极子,构成±45°双极化基站天线。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述馈电单元:包括两条同轴电缆及两个相互垂直的Γ型铜条馈线,两个Γ型馈线水平部分保持了一定的高低间距离以减小交叉耦入口 ο
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:盒子形状反射板(I),盒子形状反射板的高度H=16mm,盒子形状反射板的边长G=I 10mm。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:天线阻抗带宽可以达到73.4%。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:天线两个端口在测试面内的峰值增益约为10.5dB i,交叉极化水平在-1 OdB以下。
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