CN114552165A - 一种可连续电调的介质透镜天线 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可连续电调的介质透镜天线，其天线辐射单元组件安装在滑轨上，且连接传动机构总成；电调天线驱动器连接传动机构总成，驱动天线辐射单元组件在滑轨上移动；天线辐射单元组件在滑轨上移动过程中，最大辐射方向射线的指向方向始终通过介质透镜轴线；其能够更简单、便捷地、且无需移相器地实现调整电子下倾角，且在垂直面方向电子下倾角调整过程中，减小垂直面方向电子下倾角调整过程中的增益变化，减小对基站覆盖距离影响。

Description

一种可连续电调的介质透镜天线

技术领域

本申请涉及移动通信基站天线技术领域，尤其涉及一种可连续电调的介质透镜天线。

背景技术

在移动通信中，电调天线是指使用电子调整下倾角度的基站天线。电调天线允许系统在不停机的情况下，对垂直面方向电子下倾角进行调整，实时监测调整的效果，调整倾角的步进精度较高，其步进精度一般为0.1°，因此可以对网络实现精细调整。

传统基站天线实现电调，是通过复杂的移相器馈电网络改变共线天线振子的相位和幅度大小，使得各个天线振子的合成分量场强强度发生变化，从而实现天线的垂直面方向图下倾。但传统基站天线实现电子下倾角可调整的方式将带来增益的损失，进而影响基站的覆盖距离。理论上随着电子下倾角度的增加，增益将降低0.3+0.07×φdBi，其中φ为电子下倾角度数。

如公开号“CN111710989A”、名称“一种可大规模减少5G基站的新型人工介质透镜天线”的发明申请公开内容所述：柱状透镜天线在高增益下的垂直瓣宽比传统板状天线的宽2-3倍以上，因此垂直覆盖距离范围大2-3倍，故无需电调机构，就可做到广覆盖。又如公告号“CN111262042A”、名称“一种人工介质多层柱状透镜制造方法”的发明申请公开介质透镜的制造方法。但随着介质透镜天线应用范围的不断扩大，应用场景日趋多样化，为了满足介质透镜天线在高山上，边远地区，高寒环境等特殊场景下使用时可实现远程监控调整，则需要一种可连续电调的介质透镜天线。

发明内容

本申请提出一种可连续电调的介质透镜天线，旨在例如上述现有技术的基础上，进行创新改进，解决传统基站天线采用复杂移相器馈电网络实现电子下倾角调整，导致增益损失的问题，使其基于介质透镜天线的实现原理，更简单、便捷地、且无需移相器地实现调整电子下倾角。

本申请提供一种可连续电调的介质透镜天线，包括：

天线辐射单元组件(1)，所述天线辐射单元组件(1)安装在滑轨(2)上，且连接传动机构总成(3)；

电调天线驱动器(4)，所述电调天线驱动器(4)连接所述传动机构总成(3)，驱动所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上移动；

介质透镜(5)，所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上移动过程中，最大辐射方向射线的指向方向始终通过所述介质透镜(5)轴线。

上述可连续电调的介质透镜天线，电调天线驱动器(4)驱动所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上移动，在所述介质透镜(5)不同的轴线位置上激励所述介质透镜(5)，实现所述天线辐射单元组件(1)的垂直面方向电子下倾角的调整，其调整过程中增益变化小，对基站覆盖距离影响小。

为了进一步减小垂直面方向电子下倾角调整过程中的增益变化，进一步减小对基站覆盖距离影响，所述介质透镜(5)可以采用椭圆柱介质透镜。所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上可以作直线运动。

为了便于部件的安装和调整，滑轨(2)、传动机构总成(3)和电调天线驱动器(4)可以均安装在背板(6)上。

为了提高天线调整效率，所述介质透镜(5)的数量可以为至少两个，用于实现对多个所述天线辐射单元组件(1)电子下倾角的调整。

为了实现对多个所述天线辐射单元组件(1)电子下倾角进行独立调整，至少两个的所述介质透镜(5)分别设置端口，用于分别对每个所述天线辐射单元组件(1)电子下倾角独立调整。

本申请的可连续电调的介质透镜天线，至少能够达到以下有益效果：

1、本申请的可连续电调的介质透镜天线，其天线辐射单元组件可以在介质透镜柱体轴线上移动，使得在介质透镜不同轴线位置上激励介质透镜，实现天线的垂直面方向电子下倾角可调整。与传统基站电调天线相比，本申请无需复杂的移相器馈电网络，且其损耗小，天线效率高。

2、本申请的可连续电调的介质透镜天线，其介质透镜可以采用椭圆柱介质透镜，天线辐射单元组件可以在所述滑轨上作直线运动，进一步在垂直面方向电子下倾角调整过程中，减小垂直面方向电子下倾角调整过程中的增益变化，进一步减小对基站覆盖距离影响。

3、本申请的可连续电调的介质透镜天线，在进行网络优化、管理和维护时，能够实现在整个基站系统不关机的情况下进行天线倾角调整，保证天线电子下倾角度被调整为最优值。

4、本申请的可连续电调的介质透镜天线，无需维护人员爬到天线安放处进行调整，省时省力，且更加安全可靠。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的可连续电调的介质透镜天线的未安装天线时内部结构图；

图2为本申请的可连续电调的介质透镜天线的安装天线后内部结构图；

图3为本申请的可连续电调的介质透镜天线的结构示意图；

图4为传统基站电调天线垂直面方向图；

图5为本申请的可连续电调的介质透镜天线的垂直面方向图。

附图标记：1、天线辐射单元组件；2、滑轨；3、传动机构总成；4、电调天线驱动器；5、介质透镜；6、背板。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

如图1和图2所示，一种可连续电调的介质透镜天线，包括天线辐射单元组件1、电调天线驱动器4和介质透镜5，天线辐射单元组件1安装在滑轨2上，且连接传动机构总成3；电调天线驱动器4连接传动机构总成3，驱动天线辐射单元组件1在滑轨2上移动；如图3所示，天线辐射单元组件1在滑轨2上移动过程中，最大辐射方向射线的指向方向始终通过介质透镜5轴线。

上述实施例的可连续电调的介质透镜天线，电调天线驱动器4驱动天线辐射单元组件1在滑轨2上移动，构成可连续电调的介质透镜单波束天线(2端口2T2R)，在介质透镜5不同的轴线位置上激励介质透镜5，实现天线辐射单元组件1的垂直面方向电子下倾角的调整。其调整过程中，无需复杂的移相器馈电网络。

图4为传统基站电调天线垂直面方向图；图5为本申请的可连续电调的介质透镜天线的垂直面方向图。分别对比图4和图5中实线、点划线、虚线代表的增益，可知，本申请的可连续电调的介质透镜天线，相比于传统介质透镜天线，其损耗小，增益变化小，对基站覆盖距离影响小，天线效率高；其在进行网络优化、管理和维护时，能够实现在整个基站系统不关机的情况下进行天线倾角调整，保证天线电子下倾角度被调整为最优值；且无需维护人员爬到天线安放处进行调整，省时省力，且更加安全可靠。

如图3所示，在另一些具体实施例中，介质透镜5采用椭圆柱介质透镜。天线辐射单元组件1在滑轨2上作直线运动。此时电调天线驱动器4驱动天线辐射单元组件1在滑轨2上直线移动，天线辐射单元组件1在直线运动过程中，其最大辐射方向射线指向保持通过椭圆柱介质透镜柱体短轴轴线，构成可连续电调的椭圆柱介质透镜单波束天线(2端口2T2R)，即，天线辐射单元组件1在椭圆柱介质透镜柱体短轴平面上沿平行于轴线方向直线运动，在椭圆柱介质透镜不同的轴线位置上激励椭圆柱介质透镜，实现天线辐射单元组件1的垂直面方向电子下倾角的调整，天线辐射单元组件1的振子平面可以距离椭圆柱介质透镜柱体30±10mm，天线辐射单元组件1直线运动的行程可以为0-150mm；天线辐射单元组件1的垂直面方向电子下倾角，其可连续电调的调整范围为0-15°，能够进一步减小垂直面方向电子下倾角调整过程中的增益变化，进一步减小对基站覆盖距离影响。

如图1所示，在另一些具体实施例中，滑轨2、传动机构总成3和电调天线驱动器4均安装在背板6上。

需要说明的是，传动机构总成3的作用是在电调天线驱动器4的驱动下，带动天线辐射单元组件1在滑轨2上移动，该移动方向优选为与椭圆柱介质透镜柱体轴线平行。

所以，传动机构总成3的具体结构可以包括但不限于推杆，电调天线驱动器4驱动连接推杆，天线辐射单元组件1连接推杆，通过电调天线驱动器4驱动该推杆移动，带动天线辐射单元组件1在滑轨2上直线移动。

或者，传动机构总成3还可以包括但不限于：固定内螺纹套和活动螺纹杆，活动螺纹杆连接在固定内螺纹套内，活动螺纹杆通过螺纹结构旋转移动，则电调天线驱动器4驱动连接活动螺纹杆，天线辐射单元组件1连接活动螺纹杆，通过电调天线驱动器4驱动该活动螺纹杆旋转并移动，带动天线辐射单元组件1在滑轨2上直线移动。

或者，传动机构总成3还可以包括但不限于：涡轮和蜗杆，二者啮合，则电调天线驱动器4驱动连接涡轮，天线辐射单元组件1连接蜗杆，通过电调天线驱动器4驱动该涡轮旋转，带动蜗杆移动，从而带动天线辐射单元组件1在滑轨2上直线移动。

实施例2

一种可连续电调的介质透镜天线，与实施例1相似，不同的是，介质透镜5的数量为至少两个，且各介质透镜5沿轴线方向堆叠。每个天线辐射单元组件1和一个介质透镜5构成一个介质透镜单波束天线。可连续电调的介质透镜天线可以包含一个或多个介质透镜单波束天线，能够提高天线调整效率。当可连续电调的介质透镜天线包含多个介质透镜单波束天线时，各介质透镜5沿轴线方向堆叠。

当介质透镜5采用椭圆柱介质透镜时，可连续电调的椭圆柱介质透镜单波束天线(2端口2T2R)可以沿竖直方向重叠。即，每个天线辐射单元组件1和一个椭圆柱介质透镜构成一个可连续电调的椭圆柱介质透镜单波束天线。可连续电调的介质透镜天线可以包含一个或多个可连续电调的椭圆柱介质透镜单波束天线。当可连续电调的介质透镜天线包含多个可连续电调的椭圆柱介质透镜单波束天线时，各椭圆柱介质透镜沿轴线方向堆叠。

进一步的，至少两个的介质透镜5分别设置端口，实现提供2端口，4端口，6端口等多端口可连续电调的椭圆柱介质透镜天线，能够实现对多个所述天线辐射单元组件1电子下倾角进行独立调整。即，多端口可连续电调的椭圆柱介质透镜单波束天线(2端口2T2R)均可实现电子下倾角的独立调整。

进一步的，电调天线驱动器4为驱动至少两个传动机构总成3的驱动器。

进一步的，电调天线驱动器4对至少两个传动机构总成3分别单独控制。

在另一些具体实施例中，电调天线驱动器4为插拔式内置电调天线驱动器，且通过螺钉固定安装在背板6上。电调天线驱动器4可以安装在背板6预留的位置上，用螺钉进行固定。在天线装配完成后，只需拧下固定螺钉，无需破坏产品，即可对插拔式内置的电调天线驱动器4进行更换。插拔式内置的电调天线驱动器4满足AISG协议，可实现远程控制。

进一步的，插拔式内置的电调天线驱动器4可一次带动N(N≤4)个传动机构总成3，且可实现对每一个传动机构总成3进行单独控制，从而实现对每个传动机构总成3所连接的天线辐射单元组件1单独控制。

在另一些具体实施例中，天线辐射单元组件1是双极化辐射单元或单极化辐射单元；天线辐射单元组件1是单频段辐射单元或多频段辐射单元。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种可连续电调的介质透镜天线，其特征在于，包括：

天线辐射单元组件(1)，所述天线辐射单元组件(1)安装在滑轨(2)上，且连接传动机构总成(3)；

电调天线驱动器(4)，所述电调天线驱动器(4)连接所述传动机构总成(3)，驱动所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上移动；

介质透镜(5)，所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上移动过程中，最大辐射方向射线的指向方向始终通过所述介质透镜(5)轴线。

2.如权利要求1所述的可连续电调的介质透镜天线，其特征在于，所述介质透镜(5)采用椭圆柱介质透镜。

3.如权利要求1所述的可连续电调的介质透镜天线，其特征在于，所述天线辐射单元组件(1)在所述滑轨(2)上作直线运动。

4.如权利要求1-3中任一项所述的可连续电调的介质透镜天线，其特征在于，每个天线辐射单元组件(1)和一个介质透镜(5)构成一个介质透镜单波束天线，可连续电调的介质透镜天线包含一个或至少两个介质透镜单波束天线，各所述介质透镜(5)沿轴线方向堆叠。

5.如权利要求1-3中任一项所述的可连续电调的介质透镜天线，其特征在于，所述天线辐射单元组件(1)是双极化辐射单元或单极化辐射单元；所述天线辐射单元组件(1)是单频段辐射单元或多频段辐射单元。

6.如权利要求1-3中任一项所述的可连续电调的介质透镜天线，其特征在于，所述电调天线驱动器(4)为插拔式内置电调天线驱动器，且通过螺钉固定安装在所述背板(6)上。

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