CN1156055C - 移动无线电天线 - Google Patents

移动无线电天线 Download PDF

Info

Publication number
CN1156055C
CN1156055C CNB971147566A CN97114756A CN1156055C CN 1156055 C CN1156055 C CN 1156055C CN B971147566 A CNB971147566 A CN B971147566A CN 97114756 A CN97114756 A CN 97114756A CN 1156055 C CN1156055 C CN 1156055C
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
mobile radio
radio antenna
passive component
combination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB971147566A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1172356A (zh
Inventor
山林正明
一
小川晃一
毅
汤田直毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1172356A publication Critical patent/CN1172356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1156055C publication Critical patent/CN1156055C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H01Q21/10—Collinear arrangements of substantially straight elongated conductive units
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611—Means for null steering; Adaptive interference nulling
    • H01Q3/2629—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit
    • H01Q3/2635—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit the auxiliary unit being composed of a plurality of antennas
    • H01Q3/2641—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit the auxiliary unit being composed of a plurality of antennas being secundary elements, e.g. reactively steered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

一种移动无线电天线，用内导体(7a)和金属管(10)将用于第一上天线(32)的辐射器安排在空心非导电天线罩(2)中。用金属管(14)和(15)将用于第二下天线(34)的辐射器安排在天线罩中。安装两个与馈电点(9)下方的第一天线大体平行的元源元件(31)。安装两个与馈电点(13)上方的第二天线大体平行的无源元件(33)。通过调节无源元件的长度可在-10°和+10°之间设置倾斜角，并减小天线的尺寸。

Description

移动无线电天线
技术领域
本发明涉及主要用于移动无线电的天线，尤其涉及最好用于基站的移动无线电天线。
背景技术
近年来，已广泛应用诸如蜂窝电话和个人手提电话系统(下文称为PHS)等移动无线电。由于它的基站和移动站具有低功率，所以必须建立许多小的基站，特别是用于PHS的基站。于是，在空间上要求缩小这种基站。
较好的是，用于移动无线电基站的天线尽可能是水平全向的，因为不能固定它们的移动站。同样较好的是，除了包括室内天线等特殊天线以外，可以在垂直平面中在零度到几度之间设置它们的波束倾角，并且它们具有高增益。图24显示了这种用于移动无线电基站的传统天线的例子，一个两单元共线阵列天线的例子。如图24所示，不导电的并且容纳天线的天线罩115包括天线罩顶115a、天线罩底115b和天线罩壁115c，并在天线罩顶115a和天线罩底115b之间安装了同轴馈电器112。第一偶极天线是由同轴馈电线112上方的内导体112a和金属管113形成的，由诸如氟化物树脂的绝缘材料制成的垫圈114固定，并通过同轴馈电线112的外导体向它供电。第二偶极天线是由对称放置的金属管113形成的，由垫圈114固定，并分别位于设置在同轴馈电器112的外导体周围的圆形槽112X的上方和下方。通过圆形槽112X向第二天线供电。
在上述结构中，第一和第二偶极天线109和110是垂直的，而且代表它在水平面中的方向性的图实际上是圆形的。由于偶极天线是垂直叠放的，所以它们在垂直平面中也具有高的方向性，并且提供所要的增益。对于该结构，波束倾角依赖于第一和第二偶极天线109和110的馈电点之间的距离。为了使从该结构辐射的波束向下(或向-Z方向)倾斜，要减小这个距离。为了向上(或向+Z方向)倾斜无线电束，要增加这个距离。
虽然传统天线具有用于移动无线电基站的天线必需的特性，但它们的垂直尺寸必然很大。例如，传统天线对于1.9GHZ必须具有大约177mm的垂直尺寸。假设它的上和下天线距离是2.5λ(395mm)，那么，垂直分集式天线约有572mm长。向上倾斜从天线发出的波束导致它变得更长(当倾角设定为+10°时，它的长度从177mm增至191mm)，于是限制了它的安装位置。
发明内容
本发明的一个目的在于通过解决用于移动无线电基站的传统天线存在的问题，提供移动一种无线电天线，该移动无线电天线可在保持基站优点的条件下，允许在空间上缩小移动无线电基站。
本发明的移动无线电天线包括：
具有馈电点的的垂直偶极天线；
多个无源元件；和
支撑装置，它是绝缘体，而且支撑所述偶极天线和所述多个无源元件，从而每个所述多个无源元件都同所述垂直偶极天线平行，而且每个所述多个无源元件的所述中心偏离所述馈电点一段预定的距离；
每个所述多个无源元件都是具有所用波长10％内的电长度的线状或带状导体。
根据本发明，放置多个具有所用波长±10％内的电长度的无源元件，从而它们的中心离垂直偶极天线的馈电点有一段预定的距离，这使得能够构造出具有小的垂直尺寸并在水平面中全向的移动无线电天线，在不需要共线结构的情况下增加在垂直平面中与天线轴垂直的增益，并可在零和几度之间设置倾角。而且，根据本发明，可以减小移动无线电天线的高度，即使它是垂直分集式结构。
附图说明
图1是根据本发明的移动无线电天线的第一个实施例的透视图。
图2是移动无线电天线的第一个实施例的剖面图。
图3是第一个实施例的倾角和最大增益对无源元件的长度的特性曲线图。
图4a示出对于不同PE直径的电流分布。
图4b示出对于不同PE长度的电流分布。
图4c示出用于电流分布计算的模拟模型。
图5示出将图1中第二天线简化成模型的步骤。
图6示出与垂直方向性相关的各向同性点源模型。
图7示出对于0.15mm无源元件半径的水平面阵因子的计算结果。
图8示出对于1.5mm无源元件半径的水平面阵因子的计算结果。
图9示出与垂直方向性相关的各向同性点源模型。
图10示出垂直平面阵因子的计算结果。
图11示出由波源的不同组合引起的方向性改变。
图12示出相位分布随无源元件的长度的改变。
图13示出水平方向性随无源元件的直径的改变。
图14示出波束倾角随无源元件的长度的改变。
图15(a)、15(b)和15(f)是示出第一个实施例中无源元件结构的透视图。图15(c)、15(d)、15(e)和15(g)是示出该结构的剖面图。
图16是示出根据本发明的移动无线电天线的第二个实施例中的元件结构的透视图。
图17是通过模拟移动无线电天线的第二个实施例所获得的特性图。
图18是根据本发明的移动无线电天线的第三个实施例的透视图。
图19是用移动无线电天线的第三个实施例的上天线进行测量所获得的特性图。
图20是用移动无线电天线的第三个实施例的下天线进行测量所获得的特性图。
图21是通过模拟移动无线电天线的第二个实施例所得到的特性图，其中移动无线电天线具有不同无源元件直径，无源元件偏置被设为所用波长1/4和以无源元件与辐射器之间的距离作为参数。
图22是通过模拟移动无线电天线的第二个实施例所得到的特性图，其中移动无线电天线具有不同无源元件直径，无源元件偏置被设为所用波长7/20和以无源元件与辐射器之间的距离作为参数。
图23是通过模拟移动无线电天线的第二个实施例所得到的特性图，其中移动无线电天线具有不同无源元件直径，无源元件偏置被设为所用波长1/2和以无源元件与辐射器之间的距离作为参数。
图24是传统移动无线电天线的剖面图。
图25(a)是传统移动无线电天线的透视图。图25(b)是示出传统移动无线电天线的水平面方向性图。图25(c)和25(d)是示出传统移动无线电天线的垂直面方向性图。
具体实施方式
现在参考附图，下面将说明根据本发明的移动无线电天线的实施例。
移动无线电天线包括具有馈电点的垂直偶极天线、多个无源元件和支撑装置。其中，支撑装置是绝缘体，并且支撑垂直偶极天线和多个无源元件，从而使多个无源元件的每个都同垂直偶极天线平行，而且从馈电点到每一个无源元件中心的高度的预定距离是不同的，每个无源元件都是具有所用波长±10％内的电长度的线状或带状导体。
本发明的此种结构提供在水平面内是全向的小型移动无线电天线，并使得在垂直面内与天线轴垂直的倾角减小和在不需要共线阵列结构的情况下，使垂直面内的增益增加。
根据本发明，在保持上述优点的情况下，可将垂直偶极天线和多个无源元件中的至少两个沿垂直线安装。
第一实施例
图1是根据本发明的移动无线电天线的第一个实施例的透视图，而图2是第一个实施例的剖面图。如图1所示，天线支座1固定空心的非导电天线罩2。在天线支座1中，软同轴馈电线5和6将硬/软转换器5a和6a分别同天线内硬同轴馈电线7和8连接。通过将位于天线内同轴馈电线7顶端的大约λ/4长的内导体7a和在馈电点9处同外导体连接的大约λ/4长的金属管10用作辐射器，第一天线构成λ/2长的偶极子。第一天线是同轴偶极天线，其中金属管10作为套管。将作为支撑装置安装在天线罩2里面的两个无源元件31(下文称为PE)，放置在第一天线32的附近，以大体上与第一天线32平行并且互相在直径的两端相对。PE31是具有所用波长±10％内的电长度的导体，它们的中心位于馈电点9的下方与之隔开预定的距离。
类似地，通过将在馈电点13处通过天线内的硬同轴馈电线8的内外馈电线馈电的具有相同长度的两个金属管14和15用作辐射器，大约λ/2长的第二天线34构成λ/2长的偶极子。将作为支撑装置安装在天线罩2里面的两个无源元件33，放置在第二天线34的附近，大体上与第二天线34平行并且在直径的两端互相相对。PE33是具有所用波长±10％内的电长度的导体，它们的中心位于馈电点13的上方，与之隔开预定的距离。那就是说，上无源元件的上端和下无源元件的下端位于馈电点的附近。
由于将一个天线叠在另一个天线的顶端，所以，以相同相位相同频率激励垂直分集结构的两个天线32和34，可增加它在垂直面内的方向性和增益。另一种做法，可将第一和第二天线32和34用于两个不同的频带。
对于单个频带，可以只用一个天线。
如日本专利申请5-307846所揭示的，上天线32对于垂直面方向性具有倾角(见图25)。当PE长度增大超出偶极子(即辐射器)的长度时，在图1中，倾角(向下角)就渐渐从负值减小到零，再到正值(向上角)，如图3所示。对于一般应用，在±10°范围内的倾角是实际允许。对于要获得最好的结果，PE应从图1中PE的位置开始，稍稍地上下移动。这样，可将PE的长度设在所用波长的±10％的范围内，而且通过调节PE长度，可改变倾角。
如果倾角是负的，则在该结构中将上下无源元件颠倒过来。这样，如果这样设置PE长度从而当上天线的倾角为负并且以同上无源元件相同的方法安装下无源元件时，下天线的倾角为正，可将上天线的倾角设为几乎同下天线的倾角相同的负值。
根据本实施例，以相同的角度和相同的间隔，至少设置两个PE，它们位于同辐射器的馈电点处于同一高度的一端并具有所用波长±10％内的电长度，这样能构造出水平面中全向的小型移动无线电天线，并且可减小垂直面中与天线轴的倾斜角，这样，在不需要共线阵列结构的情况下，增加垂直面的方向性和增益。
参考附图，下面说明移动无线电天线的第一个实施例的工作。
用图1中第二天线34，通过矩量法进行模拟，以计算偶极天线和PE上的电流分布。根据结果，下面将说明使得仅通过调节PE长度就能控制倾角的水平面全向性机理。
图4示出计算的结果。用实线和虚线，图4(a)示出对于不同PE直径的用一试验天线算得的电流分布，而图4(b)示出对于不同PE长度的也用一天线算得的电流分布。图4(c)示出假设将试验天线用于1.9-GHz频带，所安排的模拟模型。图4指出，在PE上的电流将在中心处反相；由于两个幅度峰值，把PE用作波长谐振器；通过辐射器#1的电流和通过PE底部的电流方向相反。于是，图5(b)中示意显示了在PE上的电流。
图5显示将图1中第二天线34简化为模型的步骤。如图5所示，假设该天线为五单元阵列，并假设电流分布在幅度和相位方面是均匀的。将各向同性的点源定位在每一电流回路中，以找到阵因子。运用这个阵因子，下面将讨论工作机理。
第一，说明水平面方向性。
图6显示从天线的顶端所看到的各向同性的点源模型。上和下阵因子如下式所示：
[公式1]
下部    el＝ar1exp(-jφ+jα1)+1+ar1exp(jφ+jα1)
上部    eh＝ar2exp(-jφ+jα2)+ar2exp(jφ+jα2)
组合    et＝el+eh
这里    φ＝βdcosβ＝2π/λ
ar1和ar2代表下和上电流幅度，而α1和α2代表相位，其中下和上PE辐射器#1用作参考。
图7和8示出阵因子计算的结果。当如图4(a)中PE半径＝0.15mm而d＝20mm，电流分布参数，α1＝180°，ar1＝0.4，α2＝0，和ar2＝0.3时，得出图7所示的结果。图7显示了下阵因子(el)沿天线轴方向(X方向)是强的，而沿与天线轴成直角的方向是弱的；即，由蚕形图形代表其方向性。这是因为PE电流和辐射器电流的反相的，于是阻止了沿Y方向的辐射。与下阵因子相比，上阵因子(eh)沿X方向是弱的，而沿Y方向是强的。即，最大辐射的上方向和最大辐射的下方向相互垂直。于是，通过合成这些方向性(et)得到的方向性(et)几乎为零。图4(a)还显示合成方向性增大了增益。
当如图4(a)中PE半径＝1.5mm，电流分布参数ar1＝0.5，和ar2＝0.2时，得出图8所示的结果。图4(a)显示了增加PE直径增大了PE的下部幅度，并且减少了上部幅度；辐射器幅度和两个PE的幅度之和比图8(PE半径＝0.15mm)中的更接近，而且互相抵销，于是用沿Y方向的辐射减小下阵因子。这又意味着合成的方向性(et)沿Y方向变弱，因此全向性消失。
上述水平面全向性机理，或方向性随PE直径变化的机理，显示需要具有有限直径的PE来建立水平面全向性。
下面说明垂直面方向性。
如在水平面的情况下那样，用阵因子来讨论波束倾斜机理。图9显示垂直各向同性的点源模型。波源#1代表辐射器；波源#2和#3位于PE的下部中；而波源#4和#5位于PE的上部中。在PE的上下部分中的波源在相隔开距离S。对于这个模型的阵因子如下式所示：
[公式2]
     #2    #1     #3
el＝ar1exp(-jφ1+jα1)+1+ar1exp(jφ1+jα1)
    +ar2exp(-jφ2+jα2)+ar2exp(jφ3+jα2)
    #4      #5
这里
φ1＝βdcos  φ2＝β(Ssin-dcos)φ3＝β(Ssin+dcos)β＝2π/λ
ar1和ar2代表下和上电流幅度，而α1和α2代表相位，将下和上PE辐射器#1用作参考。
从图4(B)，对于不同的PE长度的电流分布参数如下所示：
L＝150mm，α1＝200°，ar1＝0.3，α2＝20°，ar2＝0.3
L＝160mm，α1＝180°，ar1＝0.4，α2＝0°， ar2＝0.3
L＝170mm，α1＝160°，ar1＝0.3，α2＝-20°，ar2＝0.2
S＝95mm，d＝20mm，f＝1,900MHz
图10示出用上面的参数进行阵列计算所得的结果。当L＝160mm时，辐射在水平面内最大(X方向)，其倾角＝0°。当L＝150mm时，倾角向下，而当L＝170mm时，倾角向上。这些与用矩量法得到的结果是一致的(见图13、14和17)。这显示了可用简单的各向同性点源模型来解释波束倾角机理。参考图4(b)，下面进行进一步讨论。
图11示出对于图9中不同的波源组合，阵因子的计算结果，其中L＝150mm。如图1所示，用波源#1、#2、#3，用波源#4和#5，及用波源#2、#3、#4和#5计算的方向性是水平或垂直的。运用波源#1、#4和#5计算的方向性几乎是总方向性，这清楚地指出了倾斜条件。这显示了波束倾斜条件很大程度上依赖于辐射器(波源#1)和PE的上部(波源#4和#5)的电流相位。
总计，下面粗略的解释波束倾斜机理。
在图4(b)中，相位分布随PE长度而变化，如图12所示。
那就是说，当长度L小时，PE相位超前辐射器的相位，而当长度L大时，它的相位滞后辐射器相位。在这些情况下，相位图外形不改变，而上部和下部的相位差大约180°。当L＝160mm时，辐射器和PE的上部的电流相位是互相一致，而且合成方向性是水平的。另一方面，当L＝150mm时，由于PE上部的相位超前于辐射器的相位，方向性向下倾斜。相反地，当L＝170mm时，由于PE下部的相位滞后于辐射器的相位，所以方向性向上倾斜。
PE长度     PE相位与辐射器相位的关系 波束方向   PE的上部和下部之间的相位差
    L＝150mm(0.95λ)     超前     向下倾斜     大约180°
    L＝160mm(1.01λ)     同相     水平     大约180°
    L＝170mm(1.08λ)     滞迟后     向上倾斜     大约180°
这一事实显示了仅通过改变PE长度就可调节倾角。这意味着，即使将分集结构的天线颠倒过来，通过改变PE长度可使倾斜角保持恒定。
在上述实施例中，输入的阻抗并不总是大约50欧姆。然而，通过匹配可以容易地将它设定为50欧姆。
图15示出上述实施例中形成PE的方法。图15(a)显示了通过将金属管42和43(或辐射器)和PE44插入由绝缘材料(诸如氟化物树脂)制成的垫圈41中，并将垫圈插入天线罩40的方法或通过和垫圈整体地形成金属管和PE，并将垫圈插入天线罩中的方法制成组件。图15(b)显示了通过将PE46安装在天线罩45中的方法制成的组件。如图15(c)，或天线罩的剖面图所示，可用导线或金属板46。另一种做法，如图15(d)所示，可与导线46整体地形成天线罩45a。如图15(e)所示，可通过印刷或其它类似方法，用导电材料形成图形45b。为了容易地进行维修，最好在天线罩的内表面形成该图形，但也可在它的外表面形成它。如图15(f)和15(g)所示，可将树脂薄膜45b插入天线罩45或安装在天线罩45上，以将薄膜固定在它的上面，在树脂薄膜上是通过印刷或电镀的方法形成导电图形46b的。
如果采用垂直分集结构，那么上和下天线(分集距离)的馈电点之间的距离越长，则天线之间的相关性就越低。这样，分集效果增加，但天线变得更长。本实施例的结构使得当天线的高度恒定时，可增加分集距离。如图1所示，当馈电点之间的距离为2.5λ(395mm)时，天线大约为466mm长。该天线比传统天线系统短106mm。而且，上和下天线的PE在水平面中互相偏移90°降低了上和下天线之间的相关性。
图2中，天线将内的同轴馈电线7弯曲，从而使它定位在馈电点9处，即，在金属管10(辐射器)的中心。然而，如图1所示，馈电线可以笔直向上伸展。由于离心率，即，馈电线偏离套筒的中心，特性变坏很难出现。上述结构便于生产，并减少了产品偏差和成本。
下面说明用于PHS频率范围从1,895至1,920MHz的本发明的另一个实施例。
第二实施例
图16显示仅用一组天线形成的本发明的第二个实施例。如此安排该实施例，从而如图所示决定它的尺寸，除天线支座等以外，天线体长170.4mm，而外直径为40.3mm。图17(a)至17(d)显示了通过运用分段正弦展开函数和试验函数的矩量法算得的该实施例的特性。当进行设定从而天线系统不倾斜时，最大增益是2.56dBd，平均增益是2.40dBd，和在fr＝1,900MHz的情况下，水平面中的方向性波纹是0.47dB p-p。其它参数是Zin＝29.6+j9.1Ω，RL＝11.1dB，和SWR＝1.78。
运用基本具有两个不同直径PE的图16的结构，用矩量法对于PE偏置是0.25l，0.35l和0.5l的每一种情况进行模拟。在模拟中，将PE和辐射器之间的距离用作参数，并且PE长度保持在1.01l，从而倾角为零。以所用的波长为l来表示获得的所有数据。图21、22和23分别显示了对于PE偏置为0.25l、0.35l和0.5l的数据。
图21(a)、22(a)和23(a)示出X-Y平面(水平面)中的平均增益和PE直径之间的关系。当PE偏置为0.35l时，在很宽的PE直径范围内，可获得2dBd或更大的目标平均增益。图21(b)、22(b)和23(b)示出PE直径和方向性波纹之间的关系。这些图提供了PE直径范围，在该范围中，可在每种情况下获得0.5db或更小的目标方向性波纹。图21(c)、22(c)和23(c)示出PE直径和VSWR之间的关系。当PE偏置为0.5l时，在最宽的PE直径范围内可获得3或更小的目标VSWR。如果加宽PE直径范围以降低该目标，适当地组合0.01l或更小的PE直径、0.05l至0.2l的PE-辐射器距离，和0.25l至0.5l的PE偏置是实际可行的。由图3发现，可获得±10°的波束倾角的实际PE长度范围是从0.9l到1.1l。
第三实施例
运用一组天线进行的模拟导致了上述的第二个实施例。在试验的基础上，作出第三个实施例(包括上和下天线的天线)，以进行测量。在图18的天线中，根据图1的系统，将扼流圈37放置在第一上天线35和第二下天线36之间以满意地将上天线与下天线隔离，并且通过将导体38同第二下天线36的输入阻抗匹配，使第一上天线和第二下天线的同轴馈电线的外导体互相短路。在从1,895至1,920MHz的PHS频率范围内进行的测量显示了最大天线增益为2.97dBd，平均增益为2.53dBd，VSWR为1.38或更小。图19(a)显示了上天线的水平面方向性，而图19(b)和19(c)显示了上天线的垂直面方向性。
在从1,895至1,920MHz的PHS频率范围内进行的测量显示了下天线的最大天线增益为2.77dBd，平均增益为2.16dBd，而VSWR为1.50或更小。图20(a)显示下天线的水平面方向性，而图20(b)和20(c)显示下天线的垂直面方向性。
向包括两组天线的第三个实施例提供与包括一组天线的第二个实施例相似的测量。
上述实施例具有两个无源元件，但可以包含多于两个的无源元件。当一个实施例具有多于两个的无源元件时，代表水平面方向性的图变得更圆，这样使得该实施例可减小尺寸。
在上述实施例中，也将两组天线垂直放置。然而，垂直放置的天线组的数量并不局限于两个。当然，可以安装多于两组的天线。
如上所述，根据本发明，可以安排在水平面中呈全向性的小型移动无线电天线，并可通过调节PE长度，在+10°到-10°之间自由地设置在垂直面中与天线轴成的倾角，这样在不需要共线阵列结构的情况下，增加垂直面方向性增益。
可安排根据本发明的天线，从而在保持上述优点的条件下，垂直偶极天线和许多无源元件的至少两个组合是沿垂直方向把一个叠在另一个顶端的方式放置的。

Claims (14)

1.一种移动无线电天线，其特征在于，它包括：
具有馈电点的垂直偶极天线；
多个无源元件；和
支撑装置，它是绝缘体，而且支撑所述偶极天线和所述多个无源元件，从而每个所述多个无源元件都同所述垂直偶极天线平行，而且每个所述多个无源元件的中心偏离所述馈电点一段预定距离；
每个所述多个无源元件都是具有所用波长±10％内的电长度的线状或带状导体。
2.如权利要求1所述的移动无线电天线，其特征在于，所述垂直偶极天线在所述多个无源元件的中间，在每个所述多个无源元件和所述垂直偶极天线之间的水平距离等于所用波长的1/20到1/5，而且所述预定距离等于所述所用波长的1/4到1/2。
3.如权利要求1或2所述的移动无线电天线，其特征在于，在所述移动无线电天线中设置了所述垂直偶极天线、所述多个无源元件和所述支撑装置的多个组合，每个组合都是垂直放置的。
4.如权利要求3所述的移动无线电天线，其特征在于，包括在所述多个组合的顶部组合中的每个所述多个无源元件的所述中心，是在包括在所述顶部组合中的所述馈电点的下面所述预定距离处，而包括在所述多个组合的所述底部组合中的每个所述多个无源元件的所述中心是在所述底部组合中的所述馈电点的上面的所述预定距离处。
5.如权利要求3所述的移动无线电天线，其特征在于，所述多个无源元件是具有所用波长-10％内的电长度的导体。
6.如权利要求4所述的移动无线电天线，其特征在于，所述多个无源元件是具有所用波长-10％内的电长度的导体。
7.如权利要求3所述的移动无线电天线，其特征在于，在所述多个组合的顶部组合和底部组合中的所述无源元件在水平面上相互偏移90°。
8.如权利要求4所述的移动无线电天线，其特征在于，在所述多个组合的顶部组合和底部组合中的所述无源元件在水平面上相互偏移90°。
9.如权利要求5所述的移动无线电天线，其特征在于，在所述多个组合的顶部组合和底部组合中的所述无源元件在水平面上相互偏移90°。
10.如权利要求3所述的移动无线电天线，其特征在于，在所述多个组合的每个组合中，所述垂直偶极天线的各同轴馈电线的外导体是互相短路的。
11.如权利要求1所述的移动无线电天线，其特征在于，所述支撑装置具有与所述垂直偶极天线平行的保护部分，并且将每个所述多个无源元件贴于所述保护部分的所述表面。
12.如权利要求1所述的移动无线电天线，其特征在于，所述支撑装置具有与所述垂直偶极天线平行的保护部分，并且每个所述多个无源元件在所述保护部分的内侧形成。
13.如权利要求1所述的移动无线电天线，其特征在于，所述支撑装置具有与所述垂直偶极天线平行的保护部分，并且通过印刷，在所述保护部分上形成每个所述多个无源元件。
14.如权利要求1所述的移动无线电天线，其特征在于，所述支撑装置具有以相同间隔与所述垂直偶极天线平行放置的许多保护部分，每个所述多个无源元件都是通过印刷或电镀的方法在绝缘薄膜上形成的，并将它插入或贴在每个所述多个保护部分。
CNB971147566A 1996-07-18 1997-07-18 移动无线电天线 Expired - Fee Related CN1156055C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP189598/1996 1996-07-18
JP18959896 1996-07-18
JP189598/96 1996-07-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1172356A CN1172356A (zh) 1998-02-04
CN1156055C true CN1156055C (zh) 2004-06-30

Family

ID=16243999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB971147566A Expired - Fee Related CN1156055C (zh) 1996-07-18 1997-07-18 移动无线电天线

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5969690A (zh)
EP (1) EP0820116B1 (zh)
CN (1) CN1156055C (zh)
DE (1) DE69731034T2 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310585B1 (en) * 1999-09-29 2001-10-30 Radio Frequency Systems, Inc. Isolation improvement mechanism for dual polarization scanning antennas
JP4507445B2 (ja) 2001-04-25 2010-07-21 パナソニック株式会社 表面実装型アンテナ及びそれを用いた電子機器
CN1394055A (zh) * 2001-06-28 2003-01-29 株式会社东芝 移动终端装置
FR2837988B1 (fr) * 2002-03-26 2008-06-20 Thales Sa Systeme antennaire bi-bande vhf-uhf
US6985121B1 (en) * 2003-10-21 2006-01-10 R.A. Miller Industries, Inc. High powered multiband antenna
US7053851B1 (en) * 2003-10-21 2006-05-30 R.A. Miller Industries, Inc. Dual dipole antenna with isolation circuit
US7053850B1 (en) * 2003-10-21 2006-05-30 R.A. Miller Industries, Inc. Antenna with graduated isolation circuit
TWI241745B (en) * 2004-12-24 2005-10-11 Advanced Connectek Inc Ultra-wideband dipole antenna
US7650173B2 (en) * 2005-10-06 2010-01-19 Flextronics Ap, Llc Combined antenna module with single output
US7420521B2 (en) * 2007-01-08 2008-09-02 Applied Radar Inc. Wideband segmented dipole antenna
GB2466585B (en) * 2007-08-31 2012-07-11 Allen Vanguard Corp Radio antenna assembly
CN102916262B (zh) * 2011-08-04 2015-03-04 中国电信股份有限公司 多模天线与基站
CN104409858A (zh) * 2014-11-27 2015-03-11 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种同轴交叉振子阵列通信天线及其设计方法
JP5964487B1 (ja) * 2015-07-27 2016-08-03 日本アンテナ株式会社 広帯域アンテナ
CN114530684A (zh) * 2017-05-17 2022-05-24 株式会社友华 车载用天线装置
CN107623169A (zh) * 2017-09-30 2018-01-23 江西洪都航空工业集团有限责任公司 偶极子天线

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2938208A (en) * 1955-01-05 1960-05-24 Itt Omnirange beacon antenna having rotating parasitic conductive elements
US3656166A (en) * 1970-06-05 1972-04-11 American Electronic Lab Broadband circularly polarized omnidirectional antenna
US3790943A (en) * 1972-02-09 1974-02-05 E Systems Inc Radio frequency antenna system
US5506591A (en) * 1990-07-30 1996-04-09 Andrew Corporation Television broadcast antenna for broadcasting elliptically polarized signals
DE69326221T2 (de) * 1992-12-09 2000-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenne für ein mobiles Kommunikationssystem
DE69433176T2 (de) * 1993-05-27 2004-04-29 Griffith University, Nathan Antennen für tragbare kommunikationsgeräte
US6177911B1 (en) * 1996-02-20 2001-01-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mobile radio antenna

Also Published As

Publication number Publication date
EP0820116B1 (en) 2004-10-06
EP0820116A2 (en) 1998-01-21
EP0820116A3 (en) 1999-10-27
DE69731034D1 (de) 2004-11-11
US5969690A (en) 1999-10-19
CN1172356A (zh) 1998-02-04
DE69731034T2 (de) 2005-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1156055C (zh) 移动无线电天线
CN1263196C (zh) 圆极化介质谐振器天线
CN1197201C (zh) 天线分集装置
CN1073748C (zh) 双向印刷天线
CN1933607A (zh) 移动收发机及天线装置
CN1591973A (zh) 用于形成移动终端的阵列天线波束的方法和装置
CN1169387C (zh) 折叠偶极天线
CN1792006A (zh) 无线应用的高增益天线
CN1467874A (zh) 单片双折偶极子天线
CN1241293C (zh) 用于便携无线单元的内置天线
CN1223224C (zh) 环形阵列天线及其使用方法
US6917346B2 (en) Wide bandwidth base station antenna and antenna array
CN102800954A (zh) 天线单元、天线组件及多天线组件
CN1331853A (zh) 具有一体的辐射器/接地面元件的宽频带天线
CN1175524C (zh) 多频共用天线阵
US11437714B2 (en) Radiating elements having parasitic elements for increased isolation and base station antennas including such radiating elements
US20220247067A1 (en) Base station antenna
Ojiro et al. Improvement of elevation directivity for ESPAR antennas with finite ground plane
Sharma et al. Beam focusing properties of circular monopole array antenna on a finite ground plane
CN212277390U (zh) 一种半球形波束覆盖的大功率地面站天线
CN101662071B (zh) 一种用于移动通信的宽频带全向天线
CN1176557C (zh) 波束下倾宽带全向共线阵列天线及实现方法
CN201523080U (zh) 一种用于移动通信的宽频带全向天线
KR101897762B1 (ko) 이동통신을 위한 반사판과 간극을 갖는 대수-주기 다중 루프 안테나
JP2005167705A (ja) 水平偏波無指向性アレイアンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee