CN109449590A - 双波束基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双波束基站天线，包括反射板、四列振子列、移相器组和电桥网络单元。电桥网络单元，电桥网络单元具有若干电桥网络组，每一电桥网络组具有两电桥网络。电桥网络具有基板，第一输入带线、第二输入带线、第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线、第四输出带线、第一连接带线和第二连接带线。其中，电桥网络的第二输出带线和第三输出带线输出的信号既包含电桥网络单元的第一输入带线输入的信号，也包含第二输入带线输入的信号，因而实现中间两列振子列的共用，且各列振子列之间的双极化振子并列设置，从而改善其方向图特性和提高两辐射波束的隔离度。

Description

双波束基站天线
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种双波束基站天线。
背景技术
现有双波束基站天线具有反射板、多个振子列、多个移相器和多个电桥网络。多个振子列固定在反射板上，每一振子列具有多个双极化振子，相邻振子列的双极化振子采用错位布局。电桥网络连接在基站天线的端口和移相器之间，移相器将信号输入到振子列的双极化振子。若干振子列组合在一起辐射信号，从而合成一辐射波束。为缩小双波束基站天线的体积，辐射一辐射波束的若干振子列和辐射另一辐射波束的若干振子列之间有至少一列振子列是共用的。
然而，在通过移相器调节双波束基站天线的倾角时，由于双极化振子的错位布局会造成在双波束基站天线的方向图的恶化以及两辐射波束隔离度的恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双波束基站天线，旨在改善其方向图特性和提高两辐射波束的隔离度。
为了实现本发明的目的，本发明提供一种双波束基站天线，包括：
反射板；
四列振子列，每一列振子列具有若干个双极化振子，各列振子列之间的双极化振子并列设置；
移相器组，移相器组具有两移相器，两个移相器分别用于对输入的不同极化方向的信号进行移相后输出，每一移相器具有一输入口和若干输出口，一部分输出口用于向相应的双极化振子输出信号；以及
电桥网络单元，电桥网络单元具有若干电桥网络组，每一电桥网络组具有两电桥网络，具有基板，设置在基板一侧的第一输入带线、第二输入带线、第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线，以及设置在基板另一侧的第一连接带线和第二连接带线；第一输入带线和第二输入带线均接收移相器的另一部分输出口中的相应同一个输出口输出的信号；第一输出带线从第一输入带线延伸出来，第二输出带线与第二输入带线耦合设置，第三输出带线与第一输入带线耦合设置，第四输出带线从第二输入带线延伸出来，且第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线分别依序用于向各列振子列中的相应双极化振子输出信号；第一连接带线连接第一输出带线和第二输出带线，第二连接带线连接第二输入带线和第三输出带线。
作为上述双波束基站天线的改进，所述电桥网络的第一输入带线、第二输入带线通过功分器与相应移相器的一个输出口连接。
作为上述双波束基站天线的改进，所述电桥网络的第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线输出信号的功率比例为1:2:2:1。
作为上述双波束基站天线的改进，所述电桥网络第一输入连接带具有第一输入耦合带；第二输入带线具有第二输入耦合带；第二输出带线具有第二输出带线耦合带和第二输出连接带，第二输出带线耦合带与第二输入耦合带平行并间隔一定间距设置；第三输出带线具有第三输出带线耦合带和第三输出连接带，第三输出带线耦合带与第一输入耦合带平行并间隔一定间距设置；第一连接带线连接第一输入耦合带和第二输出连接带，第二连接带线连接第二输入耦合带和第三输出连接带。
作为上述双波束基站天线的改进，所述第二输出连接带从第二输出带线耦合带的一端向第二输入耦合带弯折后并沿第二输入耦合带的延伸方向延伸；所述第三输出连接带从第三输出带线耦合带的一端向第一输入耦合带弯折后并沿第一输入耦合带的延伸方向延伸，且第三输出连接带与第二输出连接带平行并间隔一定间距设置。
作为上述双波束基站天线的改进，所述第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线沿从左到右的顺序分别向各列振子列中的相应的双极化振子输出信号。
作为上述双波束基站天线的改进，所述第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线沿从左到右的顺序分别向各列振子列中的相应相邻的两个双极化振子输出信号。
由于电桥网络的第二输出带线和第三输出带线输出的信号既包含电桥网络单元的第一输入带线输入的信号，也包含第二输入带线输入的信号，从而实现中间两列振子列的共用，且各列振子列之间的双极化振子并列设置，从而改善其方向图特性和提高两辐射波束的隔离度。
附图说明
图1为本发明双波束基站天线的主视图；
图2为本发明双波束基站天线的移相器、电桥网络和振子列连接的示意图；
图3为本发明双波束基站天线之电桥网络的一侧面视图；
图4为本发明双波束基站天线之电桥网络的另一侧面视图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参阅图1和图2，其揭示了本发明双波束基站天线的一优选实施例，在本实施例中，双波束基站天线包括反射板10、设置在反射板10一侧的若干振子列20以及设置在反射板10另一侧的移相器组和电桥网络单元。
反射板10为金属材料制成，其用于反射若干振子列20辐射的信号。
振子列20具有四列，每一列振子列20具有若干个双极化振子21。各列振子列20之间的双极化振子21并列设置，从而使各列振子列20的相应的双极化振子21处于同一排设置。双极化振子21固定在反射板10的一侧。在本实施例中，每一列振子列20具有十个双极化振子21，双极化振子21具有第一极化方向振子臂211和第二极化方向振子臂212，第一极化方向振子臂211和第二极化方向振子臂212分别用于辐射不同极化方向的信号。
移相器组用于将输入的不同极化方向的信号移相后输出。在本实施中，移相器组具有叠置设置的两个移相器30，两个移相器30分别用于对输入的不同极化方向的信号进行移相后输出，每一移相器30具有一输入口31和若干输出口32，输入口31用于输入信号。一部分输出口32用于向电桥网络单元输出相后的信号；另一部分输出口32分别与相应的双极化振子21的第一极化方向振子臂211或第二极化方向振子臂212连接，用于向相应的双极化振子21的第一极化方向振子臂211或第二极化方向振子臂212输出移相后的信号。
电桥网络单元具有若干电桥网络组，每一电桥网络组具有两电桥网络40，两电桥网络40用于接收相应移相器30的一输出口32输出的信号，且两电桥网络40分别向各列振子列20处于同一排设置的相应的双极化振子21的第一极化方向振子臂211和第二极化方向振子臂212输出信号。
在本实施例中，电桥网络40具有一基板410，设置在基板410一侧的第一输入带线420、第二输入带线430、第一输出带线440、第二输出带线450、第三输出带线460和第四输出带线470，以及设置在基板410另一侧的第一连接带线480和第二连接带线490。
请参阅图2、图3和图4，基板410采用绝缘材料制成。第一输入带线420覆设在基板410的一侧，其具有第一输入端421、第一输入连接带422和第一输入耦合带423。第一输入端421呈方形，其用于接收移相器组的相应一移相器30的一输出口32输出的信号。第一输入连接带422从第一输入端421延伸出来。第一输入耦合带423从第一输入连接带422的末端延伸出来。
第二输入带线430与第一输入带线420覆设在基板410的同一侧，其具有第二输入端431、第二输入连接带432和第二输入耦合带433。第二输入端431呈方形，其与第一输入端421接收同一移相器30的同一输出口412输出的信号。第二输入连接带432从第二输入端431延伸出来。第二输入耦合带433从第二输入连接带432的末端延伸出来。
第一输出带线440与第一输入带线420覆设在基板410的同一侧，其具有第一输出端441和第一输出连接带442，第一输出连接带442从第一输入连接带422延伸出来，第一输出端441从第一输出连接带442的末端延伸出来。
第二输出带线450与第一输入带线420覆设在基板410的同一侧，其具有第二输出端451、第二输出带线耦合带452和第二输出连接带453。第二输出带线耦合带452与第二输入耦合带433平行并间隔一定间距设置，亦即第二输出带线耦合带452与第二输入耦合带433并列设置。第二输出端451从
第二输出带线耦合带452的一端延伸出来。第二输出连接带453从第二输出带线耦合带452的另一端向第二输入耦合带433弯折后并沿第二输入耦合带433的延伸方向延伸。
第三输出带线460与第一输入带线420覆设在基板410的同一侧，其具有第三输出端461、第三输出带线耦合带462和第三输出连接带463。第三输出带线耦合带462与第一输入耦合带423平行并间隔一定间距设置，亦即第三输出带线耦合带462与第一输入耦合带423并列设置。第三输出端461从
第三输出带线耦合带462的一端延伸出来。第三输出连接带463从第三输出带线耦合带462的另一端向第一输入耦合带423弯折后并沿第一输入耦合带423的延伸方向延伸，且第三输出连接带463与第二输出连接带453平行并间隔一定间距设置。
第四输出带线470与第一输入带线420覆设在基板410的同一侧，其具有第四输出端471和第四输出连接带472，第四输出连接带472从第二输入连接带432延伸出来，第四输出端471从第二输出连接带472的末端延伸出来。
第一连接带线480设置在基板410的另一侧，其两端分别通过过孔连接的方式与第一输入带线420的第一输入耦合带423和第二输出带线450的第二输出连接带453连接。
第二连接带线490与第一连接带线480设置在基板410的同一侧，其两端分别通过过孔连接的方式与第二输入带线430的第二输入耦合带433和第三输出带线460的第三输出连接带463连接。
请参阅图2和图3，在本实施例中，电桥网络40的第一输入端421和第二输入端431分别用于接收移相器组的相应一移相器30的同一个输出口412输出的信号，在本实施里中，第一输入端421和第二输入端431通过一功分器50与移相器组的相应一移相器30的一个输出口412连接。电桥网络40的第一输出端441、第二输出端451、第三输出端461和第四输出端471分别依序用于向各列振子列20中的相应两个双极化振子21的第一极化方向振子臂211或第二极化方向振子臂212输出信号。在本实施例中，电桥网络40的第一输出端441、第二输出端451、第三输出端461和第四输出端471沿从左到右的顺序分别向各列振子列20中的相应相邻的两个双极化振子21的第一极化方向振子臂211或第二极化方向振子臂212输出信号，且第一输出端441、第二输出端451、第三输出端461和第四输出端471输出信号的功率比例为1:2:2:1。
在本实施例中，电桥网络单元具有3个电桥网络组。每一移相器30具有7个输出口32，其中3个输出口32分别用于向一电桥网络组的相应电桥网络40的第一输入端521和第二输入端531输入信号，其它4个输出口412的每一输出口412均向各列振子列20中的相应一个双极化振子21的第一极化方向振子臂211或第二极化方向振子臂212输出信号。
在本发明双波束基站天线在工作时，电桥网络40的第一输入端421输入的信号的经过第一输入连接带422和第一输出带线440的第一输出连接带442而由第一输出端441输出一部分信号。电桥网络40的第一输入端421输入的信号还经过第一输入连接带422、第一输入耦合带423、第一连接带线480、第二输出连接带453和第二输出带线耦合带452而由第二输出端451输出一部分信号。此外，电桥网络40的第一输入端421输入的信号还经过第一输入连接带422以及第一输入耦合带423和第三输出带线耦合带462耦合而通过由第三输出端461输出一部分信号。
电桥网络40的第二输入端431输入的信号的经过第二输入连接带432和第四输出带线470的第四输出连接带472而由第四输出端471输出一部分信号。电桥网络40的第二输入端431输入的信号还经过第二输入连接带432、第二输入耦合带433、第二连接带线490、第三输出连接带463和第三输出带线耦合带462而由第三输出端461输出一部分信号。此外，电桥网络40的第二输入端431输入的信号还经过第二输入连接带432以及第二输入耦合带433和第二输出带线耦合带452耦合而通过由第二输出端451输出一部分信号。
电桥网络单元有三个电桥网络组，三个电桥网络组的电桥网络向各振子列20的上部的六个双极化振子21输入信号，移相器30的相应4个输出口412分别向各振子列20的下部的四个双极化振子21输入信号。
由于电桥网络40的第二输出端451和第三输出端461输出的信号既包含电桥网络单元的第一输入端421输入的信号，也包含第二输入端431输入的信号，从而实现中间两列振子列20的共用，因此中间两列振子列20与最右侧的振子列20辐射一个波束信号，中间两列振子列20与最左侧的振子列20辐射一个波束信号，进而实现双波束辐射。
本发明双波束基站天线通过各列振子列20之间的双极化振子21并列设置以及电桥网络40实现中间两列振子列20的共用，从而改善其方向图特性和提高两辐射波束的隔离度，另外还可以减少跳线数量、简化布线以及可以缩短列振子列20之间的间距。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种双波束基站天线，其特征在于，包括：
反射板；
四列振子列，每一列振子列具有若干个双极化振子，各列振子列之间的双极化振子并列设置；
移相器组，移相器组具有两移相器，两个移相器分别用于对输入的不同极化方向的信号进行移相后输出，每一移相器具有一输入口和若干输出口，一部分输出口用于向相应的双极化振子输出信号；以及
电桥网络单元，电桥网络单元具有若干电桥网络组，每一电桥网络组具有两电桥网络，具有基板，设置在基板一侧的第一输入带线、第二输入带线、第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线，以及设置在基板另一侧的第一连接带线和第二连接带线；第一输入带线和第二输入带线均接收移相器的另一部分输出口中的相应同一个输出口输出的信号；第一输出带线从第一输入带线延伸出来，第二输出带线与第二输入带线耦合设置，第三输出带线与第一输入带线耦合设置，第四输出带线从第二输入带线延伸出来，且第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线分别依序用于向各列振子列中的相应双极化振子输出信号；第一连接带线连接第一输出带线和第二输出带线，第二连接带线连接第二输入带线和第三输出带线。
2.如权利要求1所述的双波束基站天线，其特征在于，所述电桥网络的第一输入带线、第二输入带线通过功分器与相应移相器的一个输出口连接。
3.如权利要求1所述的双波束基站天线，其特征在于，所述电桥网络的第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线输出信号的功率比例为1:2:2:1。
4.如权利要求1所述的双波束基站天线，其特征在于，所述电桥网络第一输入连接带具有第一输入耦合带；第二输入带线具有第二输入耦合带；第二输出带线具有第二输出带线耦合带和第二输出连接带，第二输出带线耦合带与第二输入耦合带平行并间隔一定间距设置；第三输出带线具有第三输出带线耦合带和第三输出连接带，第三输出带线耦合带与第一输入耦合带平行并间隔一定间距设置；第一连接带线连接第一输入耦合带和第二输出连接带，第二连接带线连接第二输入耦合带和第三输出连接带。
5.如权利要求4所述的双波束基站天线，其特征在于，所述第二输出连接带从第二输出带线耦合带的一端向第二输入耦合带弯折后并沿第二输入耦合带的延伸方向延伸；所述第三输出连接带从第三输出带线耦合带的一端向第一输入耦合带弯折后并沿第一输入耦合带的延伸方向延伸，且第三输出连接带与第二输出连接带平行并间隔一定间距设置。
6.如权利要求1所述的双波束基站天线，其特征在于，所述第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线沿从左到右的顺序分别向各列振子列中的相应的双极化振子输出信号。
7.如权利要求1所述的双波束基站天线，其特征在于，所述第一输出带线、第二输出带线、第三输出带线和第四输出带线沿从左到右的顺序分别向各列振子列中的相应相邻的两个双极化振子输出信号。
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