CN205069884U - 一种多端口分频电调天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多端口分频电调天线，包括反射板和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块、与移相器模块连接的分频器阵列、与移相器模块连接的功分器，所述反射板的背面与分频器阵列连接，所述反射板的正面通过不导电方式安装有偶极子单元组成的宽频偶极子阵列；该天线通过移相器模块、功分器配合分频器阵列的设计，将天线宽频辐射器的信号分成两路甚至多路独立的子信号，组成两副甚至多副不同频段的天线，在不增加天线体积的情况下，相当于至少多了一副天线，在保证性能的前提下，缩小了近一半的天线体积，大大节约了基站的空间资源。

Description

一种多端口分频电调天线

技术领域

本实用新型涉及无线通讯设备的技术领域，特别是一种针对多端口的分频电调天线。

背景技术

移动通信技术在飞速发展，目前第四代移动通信已经占据主导位置，但传统的第二代以及第三代移动通信在一定的时间内还将并存，这样就导致了运营商对天线的需求向多系统多端口方向发展，同时，站点资源紧张，天线的小型化发展要求也变得更加强烈。有设计人设计了一种天线系统，具体参照专利号为201310165973.6的《一种极宽带多频道之偏位移分频天线系统》，当中提到通过分频副反射镜反射低频讯号，将该低频讯号由该映像电波收发机构所接收，高频讯号穿透该分频副反射镜，由主电波收发机构所接收，以满足频宽要求。但是在实践中发现，这种天线占据空间过大，安装要求也太高，影响了实际应用。

现代移动通信的飞速发展，要求在固定带宽内通过的数据和语音数据日益增加，在同一传输介质内会存在很多不同频率的信号，由于传输介质都具有一定的非线性特性，这些不同频率的信号混合在一起产生一种杂散信号——无源互调(PassiveInter-Modulation，PIM)。无源互调失真是指两个或更多不同频率的信号混合输入到无源器件中，在其它频率产生幅度不同的互调产物，其中PIM失真主要和电流密度有关系，因此对于可能产生PIM的源头应尽可能减少电流密度，进而保证PIM稳定性，减小基站系统信号之间的互相干扰。基站天线的振子是通过金属螺丝钉固定到反射板上的，这种固定方式对于振子和反射板之间的接触电阻是非常敏感的，而且接触电阻会根据金属螺丝钉的松动而改变，导致PIM不稳定，而且基站天线工作于户外，由于空气的湿度，会在振子和反射板之间产生氧化物，导致PIM变差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种多端口分频电调天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多端口分频电调天线，包括反射板和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块、与移相器模块连接的分频器阵列、与移相器模块连接的功分器，所述反射板的背面与分频器阵列连接，所述反射板的正面通过不导电方式安装有偶极子单元组成的宽频偶极子阵列，其中所述偶极子单元的中心频率波长为λ。

作为一个优选项，所述偶极子单元包括有两列相互正交的振子臂、一对分别连接有两个辐射臂的馈电片和用于固定馈电片的绝缘夹件。

作为一个优选项，所述偶极子单元包括有末端短路偶极子单元和末端开路偶极子单元。

作为一个优选项，所述偶极子单元包括位于左、右两端各两个末端短路偶极子单元和位于中间处的八个末端开路偶极子单元，所述左、右两端各五个偶极子单元的间隔为0.85～0.9λ，其余所述偶极子单元的间距为0.76～0.8λ。

作为一个优选项，所述分频器阵列包括微带电路板和微带电路板上的分频器组件，所述偶极子单元与分频器组件的射频信号输入端一一对应连接。

作为一个优选项，所述移相器模块包括有第一移相器组件和第二移相器组件，所述分频器组件上连接有射频信号输入端、对应第一射频信号输出线路的第一射频信号输出端、对应第二射频信号输出线路的第二射频信号输出端，所述分频器组件上的第一射频信号输出端、第二射频信号输出端分别对应与第一移相器组件、第二移相器组件连接，所述第一移相器组件还依次连接有与第一射频信号输出线路连接的第一射频信号输出功分器、中间分频器、外接功分器，所述第二射频信号输出线路通过第二射频信号输出功分器与第二移相器组件、中间分频器连接，所述外接功分器上连接有外接偶极子单元。

作为一个优选项，所述反射板的正面设置有与移相器模块连接的传动结构。

作为一个优选项，所述反射板上各个偶极子单元之间中心对称位置处设置有去耦隔离板，所述去耦隔离板上设置有隔离片，所述去耦隔离板的上端为锯齿状。

作为一个优选项，所述偶极子单元的两侧设置有侧隔板，其中所述侧隔板与偶极子单元中心的距离为0.22～0.25λ，所述侧隔板高度为0.16～0.20λ，所述侧隔板向外倾斜并与反射板之间形成夹角110～120°。

作为一个优选项，所述偶极子单元和反射板之间有塑料垫片。

本实用新型的有益效果是：该天线通过合理的结构设计，具体通过移相器模块、功分器配合分频器阵列的设计，将天线宽频辐射器的信号分成两路甚至多路独立的子信号，组成两副甚至多副不同频段的天线，在不增加天线体积的情况下，相当于至少多了一副天线，在保证性能的前提下，缩小了近一半的天线体积，大大节约了基站的空间资源，并通过反射板和辐射单元之间的不导电接触，减少了辐射源接触面的电流密度，降低了PIM产生源头的电流密度，对于PIM的稳定性有很大改善。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的连接示意图；

图2是本实用新型的正面俯视图；

图3是本实用新型的立体图；

图4为本实用新型中偶极子单元的立体图。

图5为本实用新型中偶极子单元部分的装配示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3，一种多端口分频电调天线，包括反射板1和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块2、与移相器模块2连接的分频器阵列3、与移相器模块2连接的功分器4，所述反射板1的背面与分频器阵列3连接，所述反射板1的正面通过不导电方式安装有偶极子单元5组成的宽频偶极子阵列6，其中所述偶极子单元5的中心频率波长为λ，其中功分器4为偶极子单元5分配功率，移相器模块2可为偶极子单元5分配相位，具体可由若干慢波移相器组成，慢波移相器外观呈扇形结构，可两两叠加成两组，两组移相器交错放置，一组扇形圆心在左，一组扇形圆心在右；一组控制低频段，一组控制高频段。移相器可为一出十式移相器，可供多个辐射单元阵列使用。反射板1可由主体和侧边构成，侧边向外倾斜，斜度为98～108°之间，主体的内宽为0.88～0.93λ之间，侧边的高度为0.17～0.21λ之间。个别偶极子单元5两侧有侧隔板，侧隔板与偶极子单元中心的距离为0.22～0.25λ，高度为0.16～0.20λ，侧隔板向外倾斜，与反射板主体的夹角为110～120°。分频器阵列3组成分频模块，分频器阵列3可使偶极子单元5的输入信号工作于两个不同的子频段上，从而让天线工作于两个独立的子频段上。分频器阵列3上有很多分频器均匀阵列排布，分频器有一个射频信号入口和若干个射频信号出口，信号从偶极子单元5进入射频信号入口，分成多路不同频段的信号从多个射频信号出口输出，再接入各自的移相器网络。上述设计通过移相器模块2配合功分器4将天线宽频辐射器的信号分成两路独立的子信号，组成两副不同频段的天线，实现在不增加天线体积的情况下，相当于多了一副天线，大大节省了基站的空间资源。所述反射板1的正面通过不导电方式安装偶极子单元5，可减少辐射源接触面的电流密度，改善了PIM的稳定性。

参照图4，所述偶极子单元5包括有两列相互正交的振子臂51、一对分别连接有两个辐射臂52的馈电片53和用于固定馈电片53的绝缘夹件54，这种结构有利于提高偶极子单元5的驻波带宽和增益，保证天线的主瓣波束宽度在宽带范围内波动小。

所述反射板1的正面设置有与移相器模块2连接的传动结构7，传动结构7通过塑料件和反射板背面移相器铰接，从而控制移相器的转动，达到控制相位的目的，一般传动结构有两组，一左一右分布在反射板两端，分别控制天线的两组相位。

作为另外的实施方式，参照图1、图2、图3，一种多端口分频电调天线，包括反射板1和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块2、与移相器模块2连接的分频器阵列3、与移相器模块2连接的功分器4，所述反射板1的背面与分频器阵列3连接，所述反射板1的正面通过不导电方式安装有偶极子单元5组成的宽频偶极子阵列6，其中所述偶极子单元5的中心频率波长为λ，所述偶极子单元5包括有末端短路偶极子单元55和末端开路偶极子单元56，两种偶极子单元5相互配合有利于改善交叉极化，并使辐射单元在超宽带范围内的波瓣宽带收敛性好。所述分频器阵列3包括微带电路板和微带电路板上的分频器组件31，使天线的导电率更高、稳定性更好。所述偶极子单元5与分频器组件31的射频信号输入端一一对应连接。所述移相器模块2包括有第一移相器组件21和第二移相器组件22，所述分频器组件31上连接有射频信号输入端、对应第一射频信号输出线路61的第一射频信号输出端、对应第二射频信号输出线路62的第二射频信号输出端，所述分频器组件31上的第一射频信号输出端、第二射频信号输出端分别对应与第一移相器组件21、第二移相器组件22连接，所述第一移相器组件21还依次连接有与第一射频信号输出线路61连接的第一射频信号输出功分器41、中间分频器33、外接功分器42，其中外接功分器42采用二等分功分器。所述第二射频信号输出线路62通过第二射频信号输出功分器43与第二移相器组件22、中间分频器33连接，所述外接功分器42上连接有外接偶极子单元57。第一射频信号输出功分器41和第二射频信号输出功分器43采用带1/4λ短路枝节的不等分功分器。第一移相器组件21和第二移相器组件22均有足够接入口以保证和偶极子单元5一一对应。移相器为带功率分配的移相器，相邻两级接入端口之间的功率一般相差3dB左右，保证能为各个偶极子单元一一分配功率和相位。接入移相器的电缆可采用芯线镀银Ф1.5mm的铜包钢电缆，用Ф1.5mm的电缆可以优化排布电缆的空间。

具体偶极子单元5可采用±45°双极化单元，以+45°极化为例，信号从一个末端短路偶极子单元55或末端开路偶极子单元56进入分频器阵列3的射频信号输入端，然后通过滤波，形成两路独立的信号，然后分别从分频器阵列3的输出端输出，再从对应第一射频信号输出线路61的第一射频信号输出端、对应第二射频信号输出线路62的第二射频信号输出端两个信号出口输出，输出一组频率为1710～2170MHz，极化为+45°的信号，一组频率为2490～2690MHz，极化为+45°的信号；一组信号进入第一移相器组件21对应的接入口，一组信号进入第二移相器组件22对应的接入口；同理-45°极化，也输出两组信号，一组为1710～2170MHz,极化为-45°的信号，一组为2490～2690MHz,极化为-45°的信号。天线阵列中间的外接偶极子单元57并没有直接和移相器对应的接入口，外接偶极子单元57的信号通过外接功分器42合成，再进入中间分频器33分成两路独立的信号，一路信号进入第一射频信号输出功分器41，另一路进入第二射频信号输出功分器43，最后分别从第一射频信号输出线路61和第二射频信号输出线路62输出。这样，一对±45°极化的1710～2170MHz的信号按一定的幅相合成，形成完整的天线辐射信号，也就形成了一副独立的天线，一对±45°极化的2490～2690MHz的信号就形成了另一完整的天线辐射信号，即形成了另一副独立的天线。

作为另外的实施方式，参照图1、图2、图3，一种多端口分频电调天线，包括反射板1和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块2、与移相器模块2连接的分频器阵列3、与移相器模块2连接的功分器4，所述反射板1的背面与分频器阵列3连接，所述反射板1的正面通过不导电方式安装有偶极子单元5组成的宽频偶极子阵列6，其中所述偶极子单元5的中心频率波长为λ，所述偶极子单元5包括有末端短路偶极子单元55和末端开路偶极子单元56，所述偶极子单元5包括位于左、右两端各两个末端短路偶极子单元55和位于中间处的八个末端开路偶极子单元56，所述左、右两端各五个偶极子单元5的间隔为0.85～0.9λ，其余所述偶极子单元5的间距为0.76～0.8λ，适当调整偶极子单元之间的间距，有利于改善上旁瓣抑制和零点填充。例如末端短路偶极子单元55和末端开路偶极子单元56的工作频率为1710～2690MHz，偶极子单元5排列在反射板1的中心纵轴线上，间距为不等间距，尾部和前端五个偶极子单元5的间距为0.85～0.9λ左右,其余单元间距为0.8λ；尾部和前端的两个偶极子单元5均为末端短路偶极子单元55，其余的均为末端开路偶极子单元56。

作为另外的实施方式，参照图1、图2、图3，一种多端口分频电调天线，包括反射板1和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块2、与移相器模块2连接的分频器阵列3、与移相器模块2连接的功分器4，所述反射板1的背面与分频器阵列3连接，所述反射板1的正面通过不导电方式安装有偶极子单元5组成的宽频偶极子阵列6，其中所述偶极子单元5的中心频率波长为λ。所述反射板1上各个偶极子单元5之间中心对称位置处设置有去耦隔离板8，通过改善偶极子单元之间的耦合度来改变天线的隔离度。所述去耦隔离板8上设置有隔离片81，其中去耦隔离板8可均匀分布在每两两偶极子单元5的中心对称线上，所述去耦隔离板8的上端为锯齿状，可以优化天线的交叉极化前后比。

作为另外的实施方式，参照图1、图2、图3，一种多端口分频电调天线，包括反射板1和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块2、与移相器模块2连接的分频器阵列3、与移相器模块2连接的功分器4，所述反射板1的背面与分频器阵列3连接，所述反射板1的正面通过不导电方式安装有偶极子单元5组成的宽频偶极子阵列6，其中所述偶极子单元5的中心频率波长为λ，所述偶极子单元5的两侧设置有侧隔板9，其中所述侧隔板9与偶极子单元5中心的距离为0.22～0.25λ，所述侧隔板9高度为0.16～0.20λ，所述侧隔板9向外倾斜并与反射板1之间形成夹角110～120°，侧隔板9主要作用在于优化H面波瓣宽度及其收敛性。

作为另外的实施方式，参照图1、图2、图3，一种多端口分频电调天线，包括反射板1和馈电网络模块，所述馈电网络模块包括有移相器模块2、与移相器模块2连接的分频器阵列3、与移相器模块2连接的功分器4，所述反射板1的背面与分频器阵列3连接，所述反射板1的正面通过不导电方式安装有偶极子单元5组成的宽频偶极子阵列6，其中所述偶极子单元5的中心频率波长为λ。参照图5，所述偶极子单元5和反射板1之间有塑料垫片11，其中偶极子单元5、反射板1、塑料垫片11可通过螺钉连接，螺钉上再套装塑料胶圈，保证偶极子单元5和反射板1之间连接处不导电，以减少PIM发生源的电流密度，进而达到改善PIM的目的。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多端口分频电调天线，包括反射板（1）和馈电网络模块，其特征在于：所述馈电网络模块包括有移相器模块（2）、与移相器模块（2）连接的分频器阵列（3）、与移相器模块（2）连接的功分器（4），所述反射板（1）的背面与分频器阵列（3）连接，所述反射板（1）的正面通过不导电方式安装有偶极子单元（5）组成的宽频偶极子阵列（6），其中所述偶极子单元（5）的中心频率波长为λ。

2.根据权利要求1所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述偶极子单元（5）包括有两列相互正交的振子臂（51）、一对分别连接有两个辐射臂（52）的馈电片（53）和用于固定馈电片（53）的绝缘夹件（54）。

3.根据权利要求1所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述偶极子单元（5）包括有末端短路偶极子单元（55）和末端开路偶极子单元（56）。

4.根据权利要求3所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述偶极子单元（5）包括位于左、右两端各两个末端短路偶极子单元（55）和位于中间处的八个末端开路偶极子单元（56），所述左、右两端各五个偶极子单元（5）的间隔为0.85～0.9λ，其余所述偶极子单元（5）的间距为0.76～0.8λ。

5.根据权利要求3所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述分频器阵列（3）包括微带电路板和微带电路板上的分频器组件（31），所述偶极子单元（5）与分频器组件（31）的射频信号输入端一一对应连接。

6.根据权利要求5所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述移相器模块（2）包括有第一移相器组件（21）和第二移相器组件（22），所述分频器组件（31）上连接有射频信号输入端、对应第一射频信号输出线路（61）的第一射频信号输出端、对应第二射频信号输出线路（62）的第二射频信号输出端，所述分频器组件（31）上的第一射频信号输出端、第二射频信号输出端分别对应与第一移相器组件（21）、第二移相器组件（22）连接，所述第一移相器组件（21）还依次连接有与第一射频信号输出线路（61）连接的第一射频信号输出功分器（41）、中间分频器（33）、外接功分器（42），所述第二射频信号输出线路（62）通过第二射频信号输出功分器（43）与第二移相器组件（22）、中间分频器（33）连接，所述外接功分器（42）上连接有外接偶极子单元（57）。

7.根据权利要求5或6所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述反射板（1）的正面设置有与移相器模块（2）连接的传动结构（7）。

8.根据权利要求1所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述反射板（1）上各个偶极子单元（5）之间中心对称位置处设置有去耦隔离板（8），所述去耦隔离板（8）上设置有隔离片（81），所述去耦隔离板（8）的上端为锯齿状。

9.根据权利要求1所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述偶极子单元（5）的两侧设置有侧隔板（9），其中所述侧隔板（9）与偶极子单元（5）中心的距离为0.22～0.25λ，所述侧隔板（9）高度为0.16～0.20λ，所述侧隔板（9）向外倾斜并与反射板（1）之间形成夹角110～120°。

10.根据权利要求1所述的一种多端口分频电调天线，其特征在于：所述偶极子单元（5）和反射板（1）之间有塑料垫片（11）。