CN201044266Y - 低风阻定向智能天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种低风阻定向智能天线，包括：校准网络、隔离条和至少两个子阵列；每个子阵列包括封装套件和设置在封装套件内的至少一个辐射单元列；每个辐射单元列均包括等距纵向排列的至少两个辐射单元和对所述辐射单元进行并联馈电的功分网络；每个功分网络均与所述校准网络电性连接；每个辐射单元列两侧均设置有所述隔离条；各子阵列沿同一方向依次排列，且相邻之间设置有通风间隙。本实用新型的优点主要在于：在满足天线各项性能指标的前提下，通过子阵列间的缝隙有效地降低了整个阵列天线的迎风阻力，提高了智能天线的安全性能。

Description

低风阻定向智能天线

技术领域

本实用新型涉及一种低风阻定向智能天线，尤其是涉及TD-SCDMA系统的基站定向智能天线阵列的低风阻力设计。

背景技术

TD-SCDMA作为第三代移动通信(3G)系统之一，具有广阔的应用前景。智能天线作为TD-SCDMA系统的关键技术之一，已成为天线行业的研究热点。在TD-SCDMA系统中，通过使用智能天线，可以提高系统性能。概而言之，智能天线可以增加覆盖距离，降低初期基础建设的成本，改善链路性能，增加系统容量。

目前，智能天线的实现方法是在阵列的水平方向并排设计若干子阵列，每个子阵列在垂直方向至少由2个辐射单元组成，通过对各子阵列进行幅相加权，可以在水平方向形成特定的方向图以满足系统的应用要求。要得到满足系统要求的阵列方向图，天线阵元(辐射单元)在水平面的间距应大致为1/2工作波长，同时在水平面需要有4～8个阵元。在TD-SCDMA工作频段，中心频率(1952.5MHz)对应的自由空间波长约为150毫米。智能天线阵列整体尺寸大致为30×90cm2至60×120cm2之间。由于阵列口径的尺寸较大，相比其他基站天线而言，现有的TD-SCDMA定向智能天线阵列迎风面积较大，加上本身重量也较重。对天线的安装部件强度要求很高。在强风等恶劣天气情况下，较大的迎风面积和重量使常规的定向智能天线阵存在一定安全隐患。

在已有的国内智能天线相关专利中，CN02227818.4号专利公开了“平板定向智能天线阵”，它描述了定向智能天线的实现情况，但该专利所描述的天线阵列并不具备低风阻特征。

虽然现有的定向智能天线具有明显的风载大的缺点，但由于智能天线必须使用多个子阵列以满足系统的应用要求，因此，智能天线必然具有较大的物理尺寸。但由于智能天线目前还未得到大规模应用，其风阻特性大的弊端暂不突出，所以目前定向智能天线多采用平板状结构以简化设计难度。

实用新型内容

针对目前定向智能天线迎风面积大，在强风天气条件下存在一定安全隐患的实际情况，本实用新型的一个目的是在满足天线各项性能的前提下提供一种用于TD-SCDMA系统的低风阻定向智能天线。

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型公开一种低风阻定向智能天线，包括：

校准网络、隔离条和至少两个子阵列；

每个子阵列包括封装套件和设置在封装套件内的至少一个辐射单元列；

每个辐射单元列均包括等距纵向排列的至少两个辐射单元和对所述辐射单元进行并联馈电的功分网络；

每个功分网络均与所述校准网络电性连接；

每个辐射单元列两侧均设置有所述隔离条；

各子阵列沿同一方向依次排列，且相邻之间设置有通风间隙。

该智能天线还包括连接件，各子阵列固定在所述连接件上实现固定排列。

所述连接件包括至少两基条，供每个子阵列与连接件间至少以两点固定。

各子阵列的封装套件可一体成型，相邻两个封装套件之间预设所述通风间隙即可。

根据本实用新型更优的一个实施例所揭示，所述封装套件包括底板、盖设在底板上的天线罩，所述各隔离条固定在底板上。所述底板底部设有一体纵长的滑槽，所述天线罩横截面大致呈U型，在其两卷边还设置与所述底板滑槽相扣持的一体纵长的卡件。此外，所述封装套件还包括防水盖，该防水盖与底板相固定并遮盖所述天线罩纵长方向的两端面。

较佳地，所述各子阵列之间的通风间隙宽度一致。该智能天线两外侧的子阵列的外侧还设置有一体纵长的边界金属条，其与相邻的子阵列之间的平行距离小于1/4工作波长。

此外，该智能天线还包括屏蔽盒，设置于智能天线的底板后侧，其内装设所述校准网络。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)在满足天线各项性能指标的前提下，通过子阵列间的缝隙有效地降低了整个阵列天线的迎风阻力，提高了其安全性能。

(2)采用具有弧形轮廓的子阵列天线罩，配合子阵列间的缝隙，可以进一步减小整个智能天线阵列的迎风阻力，同时美化天线的外观。

(3)天线罩与底板的配合设计简化了整个阵列装配工序，更适合于大批量生产。

附图说明

图1为本实用新型的第一实施例立体结构示意图，其中近端防水盖未装设，且天线罩被部分去除；

图2为本实用新型的第一实施例后视图；

图3为本实用新型第一实施例的子阵列截面图；

图4为图1所示的天线的横截面结构示意图；

图5为本实用新型第二实施例的立体结构示意图，其中防水盖未装设。

具体实施方式

图1至图4揭示了本实用新型低风阻定向智能天线的第一个实施例的具体结构。

如图1所示，低风阻定向智能天线主要用于TD-SCDMA系统，在结构上表现为一个由6个子阵列1沿同一水平方向平行排列组成的整体天线阵列，每个子阵列1则由封装套件和一个辐射单元列2组成，每个辐射单元列2则由至少2个以上的辐射单元21沿纵长方向等间距排列组成。依据公知的天线原理，每个辐射单元列2均应包括一功分网络，用于对同一辐射单元列2的各个辐射单元21进行并联馈电。为了实现智能天线的功能，还需增设用于调整各个功分网络之间的辐相误差的校准网络(未图示)，校准网络接受各个功分网络的信号输入，进行误差调整，从而使智能天线输出性能较优的方向图。

此外，通常相邻两列子阵列1之间应设有金属隔离条64以增强智能天线的电性效果。

请结合图1和图2，6个子阵列1可通过连接件实现相对固定。该连接件包括上下两个基条31，32，两个基条31，32分别置于整个智能天线阵列的纵长的两端，这样，相对于每个子阵列1而言，通过与两个基条31，32相固定，至少在连接件上获得了两个支撑点，整体结构便较为稳固。基条的个数可因需而定，以巩固各子阵列1的连接，而又不影响通风间隙4的效果为准。

为了减少整个智能天线阵列的迎风阻力，如图2所示，相邻两个子阵列1之间分开适当距离，以形成通风间隙4。为了满足智能天线包括电气性能和物理性能在内的各种需求，各个通风间隙4的宽度均保持相等。如此，智能天线的迎风阻力便大大减少，大大提供了智能天线高空作业时的安全系数。

如图2所示，本实用新型的智能天线还设有屏蔽盒5，该屏蔽盒5设置在各子阵列1的后侧，横向贯通各子阵列1设置，该屏蔽盒5内设所述校准网络，如此，不仅有效屏蔽外部干扰，还可以减小整个智能天线的整体长度和智能天线内部的射频电缆长度，有助于减小各单元列之间的实际相位误差。

请参阅1和图3，所述的封装套件包括底板61、天线罩62和防水盖63。底板61纵长方向的两侧边设有垂直于底板61的两个翻边，形成金属隔离条64，可通过调整该隔离条64的高度调整智能天线的方向图；底板61上表面沿其纵长方向设置所述辐射单元列2，并与辐射单元列2之间相互形成布线槽65，因而便于功分网络的布线工作；底板61底面两侧则设有两个纵长的滑槽66，以供与天线罩62配合安装。天线罩62的横截面大致呈U型，其外突部分的弧线轮廓有利于进一步减少智能天线的迎风阻力。在天线罩62的两卷边末端，还向内伸出两个卡件67，外形与底板61的滑槽66相配合，起插销的作用，由此，天线罩62可藉由卡件67滑动插入底板61的滑槽66中实现稳固连接。在天线罩62的两端面，其与底板61刚好形成一通道，由于智能天线一般直立在天线杆上，需在两端面上加设所述防水盖63，该防水盖63与底板61相固定如螺锁即可。

由于天线罩62和功分网络都采用定位槽限位的方式进行安装，极大地简化了装配工序，提高了天线的生产效率，使本天线更适合于批量生产。

天线罩62、防水盖63与底板61组合形成的封装套件并不局限于上述实施例的结构，对于其结构的适当的改进应视为其不脱离本实用新型的精神。同理，各子阵列1之间通过与连接件相固定以保持相对位置关系的方式也可适当改变，如，本实用新型中，所述底板61可由同一金属板(未图示)一体成型挖设所述通风间隙4后，再通过适当的物理组合方式加设所述天线罩62、防水盖63等，形成所述封装套件，再加装上述其它部件，进而即可形成不脱离本实用新型减少迎风阻力的目的的智能天线。

请结合图1和图4，为了进一步加强智能天线的性能，在6个子阵列1中的左右两侧中，还增设边界金属条71和72，如图4所示，该边界金属条71和72为空腔体，边界金属条71与相邻的子阵列11之间、边界金属条72与相邻的子阵列16之间的平行距离小于1/4工作波长为宜。

在智能天线的设计过程中，首先确定子阵列1间通风间隙4的尺寸，通过反复优化封装套件的底板61的翻边金属隔离条64的高度和辐射单元21距离底板61的高度，可以使整个智能天线阵列中的各个子阵列1具有较高的辐射前后比特性，同时具有合理的辐射方向图特性，以满足通信系统的需求。另外，通过反复优化位于阵列边缘的边界金属条71，72的位置与尺寸，可以改善边缘子阵列11，16辐射方向图的不对称性并使其的辐射前后比同样满足系统的应用要求。

请参阅图5和图6，其为本实用新型优选的第二实施例，其与第一实施例的不同之处主要在于在同一子阵列1’中，可设置两列辐射单元列2，相应的，封装套件的底板61’、天线罩62’、防水盖(未图示)等的宽度将随之变化，对于相同尺寸的智能天线阵列而言，以第一实施例实现时的迎风阻力无疑小于以第二实施例实现时的迎风阻力。

第二实施例的变换方式也说明了本实用新型的子阵列1并不以设置一列或两列辐射单元列2为限，其可根据灵活需要而设置。

综上所述，本实用新型通过物理结构上的改进，克服了现有技术中有关智能天线的不足，使较大体积和重量的智能天线的迎风阻力大大降低，且提高了智能天线的高空作业安全系数。

Claims (10)

1.一种低风阻定向智能天线，包括：校准网络、隔离条和至少两个子阵列；其特征在于：

每个子阵列包括封装套件和设置在封装套件内的至少一个辐射单元列；

每个辐射单元列均包括等距纵向排列的至少两个辐射单元和对所述辐射单元进行并联馈电的功分网络；

每个功分网络均与所述校准网络电性连接；

每个辐射单元列两侧均设置有所述隔离条；

各子阵列沿同一方向依次并排，且相邻之间设置有通风间隙。

2.根据权利要求1所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：该智能天线还包括连接件，各子阵列固定在所述连接件上实现固定排列。

3.根据权利要求2所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：所述连接件包括至少两基条，供每个子阵列与连接件间至少以两点固定。

4.根据权利要求1所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：各子阵列的封装套件一体成型，相邻两个封装套件之间预设所述通风间隙。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：所述封装套件包括底板、盖设在底板上的天线罩，所述各隔离条固定在底板上。

6.根据权利要求5所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：所述底板底部设有一体纵长的滑槽，所述天线罩横截面大致呈U型，在其两卷边还设置与所述底板滑槽相扣持的一体纵长的卡件。

7.根据权利要求5所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：所述封装套件还包括防水盖，该防水盖与底板相固定并遮盖所述天线罩纵长方向的两端面。

8.根据权利要求6所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：所述各子阵列之间的通风间隙宽度一致。

9.根据权利要求8所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：该智能天线两外侧的子阵列的外侧还设置有一体纵长的边界金属条，其与相邻的子阵列之间的平行距离小于1/4工作波长。

10.根据权利要求9所述的低风阻定向智能天线，其特征在于：该智能天线还包括屏蔽盒，设置于智能天线的底板后侧，其内装设所述校准网络。

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