CN106688141A - 移动通信服务用全向天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动通信服务用全向天线，包括：多个辐射元件，其在水平面上相互按相同角度配置，分别辐射波束；馈电部，其向多个辐射元件分别分配提供馈电信号；多个辐射元件分别具备具有两个辐射臂的水平极化用偶极辐射部、具有两个辐射臂的垂直极化用偶极辐射部的结合结构。

Description

移动通信服务用全向天线
技术领域
本发明涉及在移动通信(PCS、Cellular、CDMA、GSM、LTE等)网络中能够应用于基站或中继站的天线，特别涉及全向天线。
背景技术
被称为无方向性(Non-directional)天线的全向天线，意味着设计成沿水平方向360度全向均匀辐射电磁波的天线。在移动通信网络中，由于移动通信终端在其特性上无法预测向哪个方向移动，因而通常具备采用了圆形的单极(mono-pole)天线结构的全向天线。移动通信网络基站或中继站安装的天线通常安装用于指向分割成3个扇区的各服务范围的定向天线。
最近，随着LTE(Long Term Evolution，长期演进)服务正式推出，为了诸如建筑物内部等的阴影地区的顺畅服务，另外，为了提高数据传输速度，要求构建小型基站(smallCell)或超小型基站装备。户外(outdoor)用小型基站在0.5至1.5km的覆盖范围(coverage)中服务，装备自身的尺寸也要求小型，因而应用于相应装备的天线采用全向天线会更有利。
通常使用的全向天线主要使用单极化(V-pol)。但是，为了进行LTE服务，MIMO(Multi Input Multi Output)技术是必然的，为此必须需要双极化天线。在全向天线中，原来如果提到双极化，则是指水平极化(H-pol；0度)、垂直极化(V-pol；90度)。
但是，双极化(+/-45度)由于衰落，在电波的反射或衍射方面，两个偏振波间相关度最低，通常应用于基站或中继站的定向天线主要使用双极化(+/-45)。因此，虽然正在进行用于在全向天线中也发生+/-45度双极化的研究，但实质上，体现在满足全向(Omni-direction)均匀辐射特性的同时发生+/-45度双极化所需的结构，是一项困难的课题。进一步而言，考虑到发生+/-45度双极化以及安装于建筑物内部等小型基站，在考虑到将全向天线的尺寸体现为小型的情况下，这成为更困难的课题。
发明内容
解决的技术问题
因此，本发明的目的在于提供一种用于既能够满足优秀的全向(Omni-direction)辐射特性又能够发生+45度或-45度极化的移动通信服务用全向天线。
本发明的另一目的在于提供一种用于能够发生+/-45度双极化的移动通信服务用全向天线。
本发明的又一目的在于提供一种用于既能够将尺寸体现为小型又能够发生+/-45度双极化的移动通信服务用全向天线。
技术方案
为了达成所述目的，根据本发明的一个特征，在移动通信服务用全向天线中，其特征在于，包括：多个辐射元件，其在水平面上按相互相同角度配置，分别辐射波束；馈电部，其向所述多个辐射元件分别分配提供馈电信号；所述多个辐射元件分别具备具有两个辐射臂的水平极化用偶极辐射部、具有两个辐射臂的垂直极化用偶极辐射部的结合结构。
所述多个辐射元件分别可以利用柔性印刷电路板(F-PCB：Flexible-PrintedCircuit Board)，以图案印刷方式构成。
所述多个辐射元件可以按预先指定的间隔配置于所述柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板可以以圆筒形结构安装。
所述多个辐射元件可以分别设计成具有如下结构，即，所述水平极化用偶极辐射部的一侧或另一侧辐射臂与所述垂直极化用偶极辐射部的一侧或另一侧辐射臂在相应辐射元件的中心位置分别相互连接，或所述水平极化用偶极辐射部的一侧或另一侧辐射臂与所述垂直极化用偶极辐射部的另一侧或一侧辐射臂在相应辐射元件的中心位置分别相互连接；所述水平极化用偶极辐射图案和所述垂直极化用偶极辐射部进行连接的多个部位同时得到馈电。
根据本发明的另一特征，在移动通信服务用全向天线中，其特征在于，包括：多个辐射元件阵列，其包括在水平面上按相互相同角度配置并分别辐射波束的多个辐射元件构成，分别沿垂直方向连续配置；馈电部，其向所述多个辐射元件阵列分别分配提供馈电信号；所述多个辐射元件的各个多个辐射元件具备具有两个辐射臂的水平极化用偶极辐射部、具有两个辐射臂的垂直极化用偶极辐射部的结合结构。
在所述多个辐射元件阵列中，所述多个辐射元件分别由第一类型辐射元件或由第二类型辐射元件构成，其中所述第一类型辐射元件具有所述水平极化用偶极辐射部的一侧或另一侧辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的一侧或另一侧辐射臂在相应辐射元件的中心位置分别相互连接的结构，而所述第二类型辐射元件具有所述水平极化用偶极辐射部的一侧或另一侧辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的另一侧或一侧辐射臂在相应辐射元件的中心位置分别相互连接的结构；可以设计成同时向所述水平极化用偶极辐射图案和所述垂直极化用偶极辐射部连接的多个部位进行馈电。
在所述多个辐射元件阵列中，所述多个辐射元件可以利用一个柔性印刷电路板(F-PCB：Flexible-Printed Circuit Board)，以图案印刷方式同时构成。
在所述多个辐射元件阵列中，所述多个辐射元件由第一至第三辐射元件构成；形成有所述第一至第三辐射元件的所述柔性印刷电路板可以以圆筒形结构安装。
所述多个辐射元件阵列可以具有由多个所述第一类型辐射元件构成的至少一个辐射元件阵列、由多个所述第二类型辐射元件构成的至少一个辐射元件阵列的组合结构。
所述多个辐射元件阵列具有第一至第四辐射元件阵列沿垂直方向连续配置的结构；所述第一及第二辐射元件阵列由多个所述第一类型或第二类型辐射元件构成，所述第三及第四辐射元件阵列由与所述第一及第二辐射元件阵列不同类型的多个辐射元件构成。
向所述多个辐射元件阵列分别分配提供馈电信号的所述馈电部，包括分别向所述多个辐射元件阵列提供馈电信号的多个馈电基板；所述多个馈电基板可以分别包括：基板内层；馈电图案，其在所述基板内层的上面形成，具有用于分别以耦合方式向在对应的辐射元件阵列中形成的多个辐射元件馈电的多个耦合馈电图案；接地图案，其在所述基板内层的下面形成。
所述多个馈电基板可以分别通过多个馈电线路而馈电；为了使不同馈电基板馈电的馈电线路中至少一个经过，以贯通孔形态形成有至少一个连接通路；通过所述连接通路而经过的馈电线路能够与所述接地图案焊接。
发明效果
如上所述，本发明的移动通信服务用全向天线既能够满足优秀的辐射特性，又能够发生+/-45度双极化，而且能够把整体天线尺寸体现为小型。
附图说明
图1是本发明第一实施例的移动通信服务用全向天线的概略性分离结构图
图2是图1的一个辐射元件的第一类型结构图
图3是图1的一个辐射元件的第二类型结构图
图4是显示图1的全向天线的辐射特性的图表
图5是本发明第二实施例的移动通信服务用全向天线的立体图
图6是图5的全向天线的主视图
图7是显示图5的多个辐射元件阵列间的极化方向的组合特性的概略图
图8是图5的一个辐射元件阵列的详细立体图
图9是图5的一个辐射元件阵列的展开俯视图
图10是图5的另一辐射元件阵列的展开俯视图
图11是应用于图5的一个辐射元件阵列的馈电基板的俯视图
图12是图12的馈电基板的后视图
图13是应用于图5的另一辐射元件阵列的馈电基板的俯视图
图14是图13的馈电基板的后视图
图15是关于图5的全向天线的多个馈电基板的馈电线路的连接结构图
图16至图19是显示图5的全向天线的辐射特性的图表
图20是本发明另一实施例的辐射元件阵列的立体图
图21是本发明另一实施例的辐射元件的结构图
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的优选实施例。在下述说明中，出现了诸如具体构件元件等的特定事项，这只是为了帮助更全面地理解本发明而提供的，这种特定事项可以在本发明的范围内实现预定变形或变更，这是该技术领域的技术人员不言而喻的。
图1是本发明第一实施例的移动通信服务用全向天线的概略性分离结构图，图2是图1的第一至第三辐射元件各自的第一类型的结构图。如果参照图1及图2，本发明的全向天线例如可以以3个辐射元件，即，以第一至第三辐射元件11(11-1、11-2、11-3)的组合结构体现。
如果参照图1及图2，第一至第三辐射元件11的辐射图案110具备分别具有两个辐射臂(radiating arm)110b、110d的水平极化用(H-pol)偶极辐射部、具有两个辐射臂110a、110c的垂直极化用(V-pol)偶极辐射部的结合结构。此时，各个辐射元件11具有的结构是，水平极化用偶极辐射部的一侧辐射臂110d和垂直极化用偶极辐射部的一侧辐射臂110a在与位于辐射元件110中心的馈电点P对应的部位相互连接，水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂110b和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂110c在与所述馈电点P对应的部位连接。
即，可知水平极化用偶极辐射部的一侧辐射臂110d和垂直极化用偶极辐射部的一侧辐射臂110a构成一对(pair)而一体配备，水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂110b和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂110c构成一对而一体配备。
如果考查向各辐射元件11提供馈电信号的馈电部的构成，设计成各辐射元件11的馈电点P与馈电线路(例如，图1的附图标记14)连接并馈电，通过馈电点P，同时向所述水平极化用偶极辐射图案的一侧辐射臂110d和垂直极化用偶极辐射部的一侧辐射臂110a连接的连接部位、水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂110b和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂110c连接的连接部位馈电。
第一至第三辐射元件11各自的辐射图案可以由薄金属板(例如，铜板)成型构成。另外，也可以如图2的示例中所示，利用柔性印刷电路板(F-PCB：Flexible-PrintedCircuit Board)112，以通过图案印刷方式的电路图案(pattern)体现。
其中，所述多个辐射元件11虽然以在F-PCB上体现的技术为例进行了说明，但所述多个辐射元件也可以不限定于PCB，利用弯成圆形或椭圆形的铜板形成。另外，也可以取代所述F-PCB，把普通的平板(flat)PCB构成三角形、四边形等多边形，配置多个辐射元件。在各平板(flat)PCB上，可以配置至少一个以上的辐射元件。
如图2所示可知，这种第一至第三辐射元件11的结构是结合小型化的蝶形领结(bow tie)形态的水平极化用偶极天线、蝶形领结形态的垂直极化用偶极天线，并发生例如+45度方向极化的(第一类型的)结构。此时，可以相互对称地设计水平极化用偶极辐射部和垂直极化用偶极辐射部，发生准确的+45度(或-45度)极化。另一方面，在图3中，图示了所述图1所示各辐射元件11的第二类型的结构，图3所示第二类型结构的各辐射元件11的辐射图案113与图2所示的结构一样，分别具备具有两个辐射臂113b、113d的水平极化用(H-pol)偶极辐射部、具有两个辐射臂113a、113c的垂直极化用(V-pol)偶极辐射部的结合结构。
此时，各个辐射元件具有的结构是，水平极化用偶极辐射部的一侧辐射臂113d和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113c在与位于辐射元件113中心的馈电点P对应的部位相互连接，水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113b和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113a在与所述馈电点P对应的部位连接。即，可知水平极化用偶极辐射部的一侧辐射臂113d和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113c构成一对并一体配备，水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113b和垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113a构成一对并一体配备。
此时，设计成通过馈电点P，同时向所述水平极化用偶极辐射图案的一侧辐射臂113d和所述垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113c连接的连接部位、水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂113b和垂直极化用偶极辐射部的一侧辐射臂113a连接的连接部位馈电。
可知这种结构为发生-45度方向的极化的结构。如上所述，以图2或图3所示的结构，形成第一至第四辐射元件的辐射图案，从而能够选择性地发生要求的+45度或-45度极化。
把具有所述图2或图3所示构成的各个第一至第三辐射元件11相互结合，构成本发明实施例的全向天线，可以从水平面上一个基准点沿水平方向，根据预先指定的角度，相互按预定的间隔配置。例如，可以构成得如图1所示，第一至第三辐射元件11在全体360度水平面上，按120度角度的相同角度，相互相背地安装，在安装的位置，沿水平方向辐射波束。此时，第一至第三辐射元件11的各馈电点P可以构成得从一个馈电线路14中，分别获得提供按1/3分配的信号。此外，本发明第一实施例的全向天线像通常的天线结构一样，可以具备包括形成全向天线整体外形的雷达天线罩结构等的外壳(图中未示出)、用于支撑各辐射元件11及馈电线路的支撑物(图中未示出)等，同时，还可以追加具备用于处理发送接收信号的信号处理装备。
如以上图2和图3所示可知，4个辐射臂以相互对称型的结构设计成相同的形状。在如上所述4个辐射臂以相互对称型设计成相同的形状的情况下，具有可以省略当辐射臂为非对称结构时必须执行的调节偶极辐射部的振幅(amplitude)、相位(phase)等模拟作业的优点。因此，能够简化制造工序，缩短制作时间，还容易大量生产。
图4是以三维方式显示图1的全向天线辐射特性的图表，如图4所示可知，如所述图1至图3所示构成的本发明第一实施例的全向天线满足非常优秀的全向(Omni-direction)辐射特性。
另一方面，在所述本发明第一实施例的全向天线的构成中，在以图2所示的第一类型的结构构成第一至第三辐射元件11的情况下，全向天线整体上发生+45度极化，在以图3所示的第二类型的结构构成第一至第三辐射元件11的情况下，全向天线整体上发生-45度极化。因此，在本发明的另一实施例中，提出用于全部使用第一类型及第二类型的辐射元件而发生+/-45度双极化的结构。这种结构例如可以沿垂直方向配置多个由第一类型的辐射元件构成的图1所示全向天线结构、由第二类型的辐射元件构成的全向天线结构而构成。
图5是本发明第二实施例的用于移动通信服务的全向天线的立体图，图6是图5的全向天线的主视图，图7是显示图5的辐射元件阵列间的极化方向的组合特性的概略图。如果参照图5至图7，本发明第二实施例的全向天线具有组合多个所述图1所示全向天线结构的结构。下面把多个组合的各个全向天线结构称为“辐射元件阵列”。
即，本发明第二实施例的全向天线可以由第一至第四辐射元件阵列21、22、23、24沿垂直方向连续配置构成。此时，第一及第二辐射元件阵列21、22可以具有由所述图3所示的第二类型的多个辐射元件构成并沿全向发生-45度极化的构成。另外，第三及第四辐射元件阵列23、24可以具有由所述图2所示的第一类型的多个辐射元件构成并沿全向发生+45度极化的构成。
因此，本发明第二实施例的全向天线如图7所示，第一及第二辐射元件阵列21、22发生的-45度极化、第三及第四辐射元件阵列23、24发生的+45度极化相互组合，整体上发生+/-45度的双极化。此时，如图7所示，为了提高+/-45度极化间的隔离度(Isolation)，可以具备具有同一极化的辐射元件阵列相互捆绑并邻接配置的结构。
发生互不相同极化的辐射元件阵列(例如，第二及第三辐射元件阵列)间的隔离距离S越大，隔离度特性越提高。但是，为了天线的小型化等，需要减小隔离距离S。存在对隔离距离S产生影响的几个因素，如果各辐射元件阵列的辐射波束宽度减小，则辐射元件阵列间的干扰减小，隔离距离S也可以进一步减小。另外，如果辐射元件阵列数增加，则隔离距离S与之成反比。
另外，同一极化辐射元件阵列(例如，第一及第二辐射元件阵列，或第三及第四辐射元件阵列)间的隔离距离g，考虑到旁瓣(sidelobe)特性及增益(gain)等而适当地设置。例如，隔离距离g可以相对于处理频率设置为约0.75～0.8λ(λ：波长)。所述隔离距离g由于与增益和旁瓣大小成比例，因而隔离距离g越小，可以越减小旁瓣。由此，可以使全向天线进一步小型化。
另外，在具有同一极化的辐射元件阵列之间，为了确保更高的隔离度，设置成在水平面上相对具有约60度的差异。例如，如图6更明确所示，在配置于第一辐射元件阵列21的多个辐射元件被安装成在水平面上，位于朝向0度、120度、240度的位置的情况下，配置于第二辐射元件阵列22的各辐射元件例如可以安装得位于朝向60度、180度、300度的位置。
可以如所述图5至图7所示构成本发明第二实施例的全向天线，在图5及图6中，公开了本发明第二实施例的全向天线与通常的天线结构类似，作为形成全向天线的整体外形的外壳，具备上部罩28、下部罩29，另外，具备在上部罩28和下部罩29之间包围辐射元件阵列的雷达天线罩27。另外，图示了本发明第二实施例的全向天线具备支撑辐射元件阵列的多个，例如不影响传播特性的材质(塑料、聚四氟乙烯等)的第一至第三支架261、262、263。此外，还可以具备用于向各辐射元件阵列馈电的馈电结构及用于处理发送接收信号的信号处理装备。
图8是图5的一个辐射元件阵列，例如第三辐射元件阵列23的详细立体图，图9是图5的一个辐射元件阵列，例如第三辐射元件阵列23的展开俯视图，图10是图5的另一辐射元件阵列，例如第一辐射元件阵列21的展开俯视图。如果参照图8至图10，图5所示的第一至第四辐射元件阵列21-24可以分别具有如下结构，即，在一个柔性印刷电路板232或212上，按图案印刷方式印刷多个，例如3个辐射元件23-1、23-2、23-3或21-1、21-2、21-3，按预先设置的间隔(例如，连续配置)形成。(在图8中，为了说明的便利，省略对与印刷电路板相应构成的图示。)
如上所述，连续形成3个辐射元件23-1、23-2、23-3或21-1、21-2、21-3的柔性印刷电路板232或212随后处理成圆筒形，以相互相接的两侧面相互附着固定的形态安装。这种柔性印刷电路板232或212上安装的辐射元件如后所述，可以具有分别通过形成有馈电图案的印刷电路板结构的馈电基板(例如，图8的33)等进行馈电的结构。此时，馈电基板可以以具有与柔性印刷电路板232、212对应尺寸的圆形形成，柔性印刷电路板232、212圆圆地处理成包围圆形馈电基板的形态并安装。
此时，各柔性印刷电路板232或212可以按各个辐射元件23-1、23-2、23-3或21-1、21-2、21-3，在水平极化用偶极辐射部的两个辐射臂，在与馈电地点邻接的部位可以分别形成有贯通孔235或215。另外，在馈电基板(例如，图8的33)中，在与形成这种贯通孔235、215的位置对应的位置，可以以对应的大小分别形成凸出部a。通过这种结构，在柔性印刷电路板232、212圆圆地卷成包围馈电基板的形态并安装的情况下，可以以馈电基板的所述凸出部a插入于所述贯通孔235、215的形态安装。
在图8中标识为点划线的圆区域A中，更详细地图示了馈电基板33的凸出部a插入于柔性印刷电路板232的贯通孔235的形态。此时，馈电基板33在环氧树脂等材质的基板内层330的下部面形成有(延长至所述凸出部a的)接地图案334，在凸出部a插入于柔性印刷电路板232的贯通孔235的状态下，如图示为b部位所示，执行后续焊接作业。由此，更稳定地固定柔性印刷电路板232和馈电基板33，而且，可以电气连接在柔性印刷电路板232的各贯通孔235部位形成的各辐射元件23-1、23-2、23-3的水平极化用偶极辐射图案230和馈电基板33的接地图案334。
正如在所述图8至图10所示的构成中所明确的，可知在本发明一部分实施例的全向天线中，在各柔性印刷电路板232或212中，形成各个辐射元件23-1、23-2、23-3或21-1、21-2、21-3，随后各柔性印刷电路板232或212以圆形卷起来的形态安装，因而各个辐射元件23-1、23-2、23-3或21-1、21-2、21-3整体上并非完全平面，具有中央部位比左右边缘凸出的曲面。这种形态可以实现最大限度地减小辐射元件阵列及全向天线整体横向尺寸的设计，进而，优化各辐射元件23-1、23-2、23-3或21-1、21-2、21-3辐射的辐射波束的组合，具有最佳的全向辐射特性。
图11及图12是应用于图5的一个辐射元件阵列，例如应用于第三辐射元件阵列23的第一类型馈电基板33的俯视图及后视图，图13及图14是应用于图5的另一辐射元件阵列，例如应用于第一辐射元件阵列21的第二类型的馈电基板31的俯视图及后视图。如果参照图11至图14，作为向各辐射元件阵列提供馈电信号的馈电部的构成，更详细地考查馈电基板33或31的构成，首先，第一类型的馈电基板33包括由环氧树脂材质等构成的基板内层330、在基板内层330的上面形成的馈电图案332(332-1、332-2、332-3)、在基板内层330的下面形成的接地图案334。另外，在第一类型的馈电基板33上形成有多个贯通孔h11、h12、h13，以便多个支架(例如，图5、图6的261、262、263)贯通而使得被多个支架所支撑，另外，如后所述，可以在适当位置，以贯通孔的形态形成用于馈电线路经过的多个连接通路h21、h22、h23。
馈电图案332(332-1、332-2、332-3)可以具有用于分别以耦合方式向在对应的辐射元件阵列23中形成的3个辐射元件馈电的第一至第三耦合馈电图案332-2、332-1、332-3。第一至第三耦合馈电图案332-2、332-1、332-3具有用于在馈电基板33和辐射元件阵列23结合的凸出部a，以耦合方式向辐射元件阵列23的各辐射元件馈电的图案。第一至第三耦合馈电图案332-2、332-1、332-3以从在馈电基板33的中央形成的一个馈电点P分别接受馈电信号分配的结构来形成图案。馈电点P构成得通过可以以同轴电缆构成的馈电线路(例如，43)接受提供馈电信号。
在图11中以点划线标识的圆区域A中，更详细地图示了馈电基板33和馈电线路43的连接结构，可以在馈电基板33的下部，连接于馈电线路43。以同轴电缆构成的馈电线路43的内部导体432，通过在馈电点P形成的贯通孔h1而插入并贯通馈电基板33，与馈电基板33的上面的馈电图案332连接。此时，馈电线路43的外部导体434与馈电基板33的下面的接地图案334连接。然后，在馈电基板33的上面，馈电图案332和馈电线路43的内部导体332焊接，在馈电基板33的下面，接地图案334和馈电线路43的外部导体434焊接。
在图13及图14中图示了第二类型的馈电基板31，第二类型的馈电基板31像所述第一类型的馈电基板33一样，包括：基板内层310；在基板内层310的上面形成的馈电图案312(312-1、312-2、312-3)；在基板内层310的下面形成的接地图案314。另外，在适当位置形成用于多个支架贯通而被多个支架所支撑的多个贯通孔h11、h12、h13、用于多个馈电线路经过的多个连接通路h21、h22、h23。
馈电图案312(312-1、312-2、312-3)具有用于分别以耦合方式向在对应的辐射元件阵列21中形成的3个辐射元件馈电的第一至第三耦合馈电图案312-2、312-1、312-3。第一至第三耦合馈电图案312-2、312-1、312-3以从在馈电基板31中央形成的一个馈电点P分别接受馈电信号分配的结构形成图案。馈电点P构成得通过可以由同轴电缆构成的馈电线路接受馈电信号的提供。
此时，在第二类型的馈电基板31上形成的第一至第三耦合馈电图案312-1、312-2、312-3，与在所述图11及图12所示馈电基板33上形成的图案稍有差异。即，在第二类型的馈电基板31上形成的第一至第三耦合馈电图案312-2、312-1、312-3与在所述图11及图12所示馈电基板33上形成的图案相比，在信号耦合部位，馈电信号的行进方向相互相反。
图15作为关于图5的全向天线的馈电基板的馈电线路连接结构图，概略地图示了分别与4个辐射元件阵列对应的第一至第四馈电基板31、32、33、34从上侧起连续安装的状态。如果参照图15，第一至第四馈电基板31、32、33、34分别借助于第一至第四馈电线路41、42、43、44而馈电。此时，第一及第二馈电线路41、42构成得分别从第一共同馈电线路40-1接受通过第一分配器52分配的信号的提供。同样地，第三及第四馈电线路43、44构成得分别从第二共同馈电线路40-2接受通过第二分配器54分配的信号的提供。
在这种构成中，在各馈电线路41-44中，经过不同馈电基板部位的馈电线路(以图15的示例为41、43、40-1)设计得通过在各馈电基板31-34上形成的连接通路(h2：例如，图11至图14的h21、h22、h23)。在图15中用点划线标识的圆区域A中，更详细地图示了第一馈电线路41例如通过第二馈电基板32的连接通路h2而经过的结构。此时，可以由同轴电缆构成的第一馈电线路41(的外部导体)与在第二馈电基板32的下面形成的接地图案324焊接。同样地，通过各馈电基板的连接通路而经过的馈电线路与在相应馈电基板的下面形成的接地图案焊接。因此，与各个馈电线路相应的同轴电缆的电缆接地、各馈电基板的接地相互焊接，使接地特性可以更稳定。
另一方面，在所述的构成中，与各馈电基板连接的馈电线路的长度为了与各辐射元件阵列辐射的波束的相位匹配，例如相同地进行设计。因此，例如，与第一分配器52连接的第一馈电线路41和第二馈电线路42的长度可以相同地设计。在这种情况下，第一馈电基板31和第二馈电基板32使用相同类型的馈电基板，相位相同，因此，两基板间没有相位差。如果所述第一类型的馈电基板和第二类型的馈电基板根据相应馈电图案的差异而具有相互间的馈电信号具有180度相位差异的结构，那么，可以适当不同地设计安装于各辐射元件阵列的馈电基板的类型，把与任意一侧馈电基板连接的馈电线路的长度，与180度相位差对应地减小相当的长度。此时，减小的馈电线路的长度可以因波长、介电常数等而异。例如，当第一馈电线路41为100mm时，可以以第二馈电线路42在2GHz下为60mm，在2.6GHz下为40mm等而减小长度。
这种馈电线路的构成可以简化以往多条馈电电缆复杂连接的情况。因此，在设计天线方面，提高了结构便利性，还能够节省电缆导致的电损失，也符合小型轻量化的目的。
图16至图19是显示图5的全向天线的辐射特性的图表，图16以三维方式显示了全向天线的辐射特性，图17显示了垂直方向的辐射特性，图18及图19显示了水平方向的辐射特性。如图15至图19所示可知，本发明实施例的全向天线形成得全向辐射特性非常优秀。特别是如图18及图19所示可知，在全向辐射图案中，水平方向的波纹(ripple)特性在设计频带(例如，2.5GHz、2.6GHz、2.7GHz)下约为0.2dB，显示出非常优秀的辐射图案。
本发明实施例的移动通信服务用全向天线的构成及动作可以如上实现，另一方面，在所述本发明的说明中，就具体实施例进行了说明，但在不超出本发明范围的前提下，可以实施多种变形。
例如，在对所述实施例的说明中，公开了全向天线或辐射元件阵列由三个辐射元件形成的情形，这是旨在使辐射元件阵列及全向天线的尺寸实现最小化的构成。如果在辐射元件阵列及全向天线的设计时，尺寸制约不大，那么，也可以组合四个以上辐射元件而形成一个辐射元件阵列或全向天线。另外，根据情况，也可以只组合两个辐射元件。可以根据天线使用环境，变更设计辐射元件数，例如，在高频带下，为了减小与辐射Φ成比例增大的波纹影响，可以减少辐射元件，在低频带下，可以增加辐射元件数。
另外，在以上说明中，说明了形成多个辐射元件的柔性印刷电路板为圆筒形的情形，但此外，也可以具有多面体形态。例如，图20所示的辐射元件阵列25图示了在柔性印刷电路板251形成3个辐射元件25-1、25-2、25-3的情形，此时，柔性印刷电路板251例如也可以折叠成三棱柱形态，以在各侧面分别配置一个辐射元件25-1、25-2、25-3的形态构成。另外，在以上说明中，说明了形成一个全向天线或一个辐射元件阵列的辐射元件全部由发生+45度极化的第一类型构成，或由发生-45度极化的第二类型构成的情形，但在此之外，也可以为第一类型及第二类型的辐射元件混合的结构。例如，一个辐射元件阵列也可以由发生+45度极化的第一类型的辐射元件和发生-45度极化的第二类型的辐射元件相互交替配置的形态构成。
另外，所述第二实施例的全向天线公开了组合4个辐射元件阵列的结构，但在此之外，也可以是辐射元件阵列组合2个或6个以上的结构。另外，所述第二实施例的全向天线说明了具备具有同一极化的辐射元件阵列相互捆绑并邻接配置的结构的情形，但在此之外，发生+45度极化的辐射元件阵列和发生-45度极化的辐射元件阵列也可以以沿垂直方向相互交替配置的形态构成。
另外，在所述说明中，说明了各辐射元件的4个辐射臂为了能够简化制造工序、缩短制造时间而以相互对称型结构设计成相同形状的情形，但在此之外，4个辐射臂也可以以互不相同的形状体现。例如，图21所示的本发明另一实施例的辐射元件的辐射图案110'的结构同样地具备具有两个辐射臂110d'、110b'的水平极化用偶极辐射部、具有两个辐射臂110a'、110c'的垂直极化用偶极辐射部的结合结构。此时，图示了水平极化用偶极辐射部的辐射臂110d'、110b'、垂直极化用偶极辐射部的辐射臂110a'、110c'并非相互相同形状的情形。此时，水平极化用偶极辐射部的两个辐射臂110d'、110b'具有相互相同的形状，同样地，垂直极化用偶极辐射部的两个辐射臂110a'、110c'也可以具有相互相同的形状。如上所述，本发明可以有多样的变形或变更，因此，本发明的范围并非由说明的实施例确定，而应根据权利要求书和权利要求书的等同物而确定。

Claims (17)

1.一种全向天线，用于移动通信服务，其特征在于，包括辐射元件阵列，所述辐射元件阵列具备：多个辐射元件，其从水平面上一个基准点沿水平方向，根据预先指定的角度，按相互既定的间隔配置并分别辐射波束；馈电部，其向所述多个辐射元件分别分配提供馈电信号；
所述多个辐射元件分别包括具有两个辐射臂(radiating arm)的水平极化用偶极辐射部、具有两个辐射臂的垂直极化用偶极辐射部。
2.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，
所述辐射元件阵列沿垂直方向连续配置多个。
3.根据权利要求1或2所述的全向天线，其特征在于，
所述多个辐射元件分别利用柔性印刷电路板(F-PCB：Flexible-Printed CircuitBoard)配备成图案(pattern)。
4.根据权利要求3所述的全向天线，其特征在于，
所述多个辐射元件按预先指定的间隔连续配置于所述柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板为多面体形态或圆筒形。
5.根据权利要求3所述的全向天线，其特征在于，
所述多个辐射元件的辐射图案由第一类型或第二类型构成，所述第一类型是所述水平极化用偶极辐射部的一侧辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的一侧辐射臂构成一对(pair)而一体配备，所述水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂构成一对而一体配备，所述第二类型是所述水平极化用偶极辐射部的一侧辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂构成一对而一体配备，所述水平极化用偶极辐射部的另一侧辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的一侧辐射臂构成一对而一体配备。
6.根据权利要求5所述的全向天线，其特征在于，
同时向所述水平极化用偶极辐射部的多个辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的多个辐射臂馈电。
7.根据权利要求5所述的全向天线，其特征在于，
所述水平极化用偶极辐射部的多个辐射臂和所述垂直极化用偶极辐射部的多个辐射臂至少有两个以上是相同的形状。
8.根据权利要求7所述的全向天线，其特征在于，
所述配备成一体型一对的水平极化用辐射部的辐射臂和垂直极化用辐射部的辐射臂为相互对称形状。
9.根据权利要求7所述的全向天线，其特征在于，
所述水平极化用偶极辐射部的多个辐射臂为相互相同的形状，所述垂直极化用偶极辐射部的多个辐射臂为相互相同的形状。
10.根据权利要求1或2所述的全向天线，其特征在于，
所述多个辐射元件的个数为3个。
11.根据权利要求2所述的全向天线，其特征在于，
就所述多个辐射元件阵列，沿垂直方向连续配置有发生第一极化及第二极化的至少两个以上，极化方向不同的多个辐射元件阵列沿垂直方向实现极性相互对称，按相同个数配置。
12.根据权利要求11所述的全向天线，其特征在于，
所述极化方向不同的辐射元件阵列之间的距离与辐射元件阵列数成反比。
13.根据权利要求2所述的全向天线，其特征在于，
所述多个辐射元件阵列由发生第一极化的多个辐射元件阵列和发生第二极化的多个辐射元件阵列构成，
向所述多个辐射元件阵列分别分配提供馈电信号的所述馈电部包括多个馈电基板，所述多个馈电基板具备向每个所述多个辐射元件阵列提供馈电信号的馈电图案；
所述多个馈电基板根据所述馈电图案的差异，区分为馈电信号具有相互相位差的第一类型和第二类型构成；
向发生同一极化的多个辐射元件阵列交互提供所述第一类型和第二类型的馈电基板。
14.根据权利要求2所述的全向天线，其特征在于，
所述多个辐射元件阵列由发生第一极化的多个辐射元件阵列和发生第二极化的多个辐射元件阵列构成，发生同一极化的多个辐射元件阵列在水平面上，设置相互间预先指定的角度差异进行配置。
15.根据权利要求14所述的全向天线，其特征在于，
所述预先指定的角度为60度。
16.根据权利要求2所述的全向天线，其特征在于，
向所述多个辐射元件阵列分别分配提供馈电信号的所述馈电部包括多个馈电基板，所述多个馈电基板向每个所述多个辐射元件阵列提供馈电信号；
所述多个馈电基板分别包括：基板内层；馈电图案，其在所述基板内层的上面形成，具有用于分别以耦合方式向在对应的辐射元件阵列中形成的多个辐射元件馈电的多个耦合馈电图案；接地图案，其在所述基板内层的下面形成。
17.根据权利要求16所述的全向天线，其特征在于，
所述多个馈电基板分别通过多个馈电线路馈电；
向不同馈电基板馈电的馈电线路中至少一个，以贯通孔形态形成有用于经过的至少一个连接通路；
通过所述连接通路而经过的馈电线路与所述接地图案焊接。
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