CN2744003Y - 一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线 - Google Patents
一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，它包括底板(13)，底板(13)上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有两个，每个天线单元包括一个贴片(3)，每个贴片(3)均通过支柱(6)与底板(13)相连，底板(13)和每个贴片(3)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直，底板(13)上贴片(3)的周围通过固定板(4)连接背腔(15)，背腔(15)与底板(13)之间有间隙，底板(13)的底部设有功分器，功分器的输入端通过射频电缆(14)与通信机相连，功分器的各个输出端分别通过射频电缆(14)与各个L形探针(5)相连，本实用新型高质量，宽频带，宽波束，双极化结构，制造简单，使用方便，成本低，可有效利用频谱资源，抗干扰能力强。
Description
(一)技术领域：本实用新型涉及一种双极化赋形波束基站天线，尤其涉及双频共用90°双极化赋形波束基站天线。
(二)背景技术：为了提高通信容量，网络设计采用不同的扩容方式，移动通信扇区化覆盖就是一种扩容方式。目前，移动通讯基站天线，大都采用水平面波束宽度为65°的赋形波束基站天线，而90°的基站天线则很少使用，根据用户疏密分布情况，采用多少扇区为好，需要网络优化设计，若采用90°扇形波束覆盖，根据蜂窝通信原理，它更适合频率复用，也就是它更能充分地利用频谱资源，同时90°扇区的划分，与天线波瓣特性较吻合，更能充分利用功率能量，也就是功率利用率高。
(三)发明内容：本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种新型，高质量，宽频带，宽波束，双极化结构，制造简单，使用方便，成本低，可有效利用频谱资源，抗干扰能力强的双频共用90°的赋形波束基站天线。
本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，它包括底板13，底板13上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有两个，每个天线单元包括一个贴片3，每个贴片3均通过支柱6与底板13相连，底板13和每个贴片3之间均设有两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，底板13的底部设有功分器，功分器的输入端通过射频电缆14与通信机相连，功分器的各个输出端分别通过射频电缆14与各个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元的数量为N＝2n(n＝1，2，3，4......n为整数)。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的固定板4为绝缘固定板，背腔15与底板13之间连接有金属小片。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为四个，底板13的底部设有两个一分四功分器9，每个功分器9的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器9的8个输出端分别通过8根射频电缆14与8个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为6个，底板13的底部设有两个一分六功分器16，每个功分器16的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器16的12个输出端分别通过12根射频电缆14与12个L形探针5相连。
所述的天线单元为8个，底板13的底部设有两个一分二功分器17和四个一分四功分器9，两个一分二功分器17的输入端分别通过一根射频电缆14与通信机相连，两个一分二功分器17的4个输出端分别通过4根射频电缆14与四个一分四功分器9的4个输入端相连，四个一分四功分器9的16个输出端分别通过16根射频电缆14与16个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的贴片3上通过支柱2连接有小贴片1。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的贴片3和小贴片1均为八边形贴片。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的底板13上连接有周边围裙18，周边围裙18与底板13垂直，呈“L”形。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的底板13上连接端盖10和天线罩11。
本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型利用探针—贴片技术，提供了一种新型、高性能、双频共用90°赋形波束基站天线，CDMA和GSM双网共用，可以实现单极化和双极化，它制造简单，成本低廉，产品美观大方，使用方便，具有优越的电气性能。这种天线适应通信系统扩容的需要，它具有严格的波束宽度控制和高的前后比，驻波比小于1.3，带宽为15.3％，是其他天线如缝隙天线，孔径耦合天线等形式所不能及的，且采用较少数量的天线就可达到覆盖要求，且充分的利用了频谱资源。
(四)附图说明：
图1为本实用新型的四单元结构的仰视图；
图2为本实用新型的四单元结构的主视图；
图3为本实用新型的四单元结构的俯视图；
图4为本实用新型的单元结构的侧视图；
图5为本实用新型的六单元结构及馈电网络图；
图6为本实用新型的八单元结构及馈电网络图；
(五)具体实施方式：下面结合附图对本实用新型的最佳实施方式作详细说明：
实施例1：一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线(参见图1、图2、图3、图4)，它包括底板13，底板13上连接有天线单元，天线单元设有4个，每个天线单元包括一个八边形贴片3，每个贴片3的上端通过4个绝缘支柱2连接一八边形小贴片1，每个贴片3的下端通过4个绝缘支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片3之间均通过探针底座8连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过绝缘固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，背腔15与底板13之间连接有金属小片，底板13的底部设有两个一分四功分器9，每个功分器9的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器9的8个输出端分别通过8根射频电缆3与8个L形探针5相连，底板13上连接有周边围裙18，周边围裙18与底板13垂直，呈“L”形，整个板式天线用天线罩11和端盖10罩起来，形成封闭系统，保护内部的天线辐射元和馈电网络及全部金属或塑料结构件，天线罩11，使用高质量的PVC塑料经模具的成型加工制成具有良好的封闭作用和排水结构。该方案通过各单元间实现交叉耦合分量的抵消，达到了提高隔离度的目的，两探针同相输入，因为空间位置的对称性，在两探针上产生的耦合分量相等，经过天线背面线路的180°反相抵消。采用一分四功分器(四路输出等幅同相)和射频电缆来组成馈电电路，一分四功分器的四个分支输出信号等幅同相，来自基站的射频信号经由连接到接头12的传输线进入天线的馈电网络内，在网络内通过射频电缆到达两个一分四功分器的输入端，每个功分器将信号等幅同相的分配成四路输出，经过四根严格按照相位要求长短不等的射频电缆，至每个探针，探针被馈电激励又辐射高频电磁波，电磁波在贴片3上产生表面电流，形成感生电场，再耦合到小贴片1上，然后通过天线罩11辐射到自由空间，形成天线辐射方向图。因为双极化信号同时辐射出去，两路信号会相互干扰，为了尽可能减小相互之间的干扰，即提高两路信号之间的隔离度，除了利用相邻单元之间正交耦合分量的抵消原理外，还利用背腔结构将每一个单元隔离起来，使得相邻单元贴片、探针的影响尽量小，达到高隔离度的目的，同时由于背腔对贴片单元产生的反射作用，使得天线的辐射方向图半功率角达到90°，由于宽波束天线的前后比一般比较差，为了改善期前后比，根据电磁波的几何绕射原理，周边围裙18与底板13垂直，呈“L”形，底板13连同它的周边围裙10是电磁波反射机构，它将L形探针5，贴片3和小贴片1辐射到它上的电磁波反射到前向空间，使天线形成定向辐射。天线单元的间距尺寸是按照赋形波束要求确定的，与功分器的四根不等长的射频电缆是一一对应的，这两组尺寸组成了不对称，不等间距，不同馈电相位的赋形天线阵，保证了基站天线的赋形特性和相应的辐射特性。
为了达到基站天线的三阶互调的指标要求，在电气结构、机械结构和工艺上作了充分的考虑，因为三阶互调是因为各连接点的异质性，而产生高次幂信号，高次幂信号叠加的结果会产生与工作频率相接近的频率而造成干扰。在馈点电路的的各连接点上都采用镀锡的工艺，如在一分四微带功分器9的传输线19表面为3～5um的锡镀层，以降低三阶无原交调信号造成的干扰，另外探针5表层为三元合金镀层；另外为了使一分四微带功分器9与底板接触紧密，并使一分四微带功分器9的微带传输线与底板绝对平行，在一分四微带功分器9下加了一非常平整的铝质垫板，另外在各焊接点的工艺上要求焊接均匀饱满，各接地点要求接地充分无缝隙。保证了以上就可以使天线的三阶互调达到-107dBm的国家标准的指标要求。
同时采用上下不同尺寸的上贴片1、贴片3是为了展宽天线的频率带宽，根据需要也可以使用单贴片的单元天线组成阵列，实现某一频率的高增益和高前后比的定向天线。
实施例2：一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线(参见图5)，它包括底板13，底板13上连接一天线单元，天线单元设有6个，每个天线单元包括一个八边形贴片3，每个贴片3的上端通过4个绝缘支柱2连接一八边形小贴片1，每个贴片3的下端均通过4个绝缘支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片3之间均通过探针底座8连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过绝缘固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，背腔15与底板13之间连接有金属小片，底板13的底部设有两个一分六功分器16，每个功分器16的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器16的12个输出端分别通过12根射频电缆14与12个L形探针5相连。该方案采用两个一分六功分器(六路输出等幅同相)和射频电缆来组成馈电电路。
实施例3：一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线(参见图3、图8)，它包括底板13，底板13上连接一天线单元，天线单元设有8个，每个天线单元包括一个八边形贴片3，每个贴片3的上端均通过4个绝缘支柱2连接一八边形小贴片1，每个贴片3的下端均通过4个绝缘支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片3之间均通过探针底座8连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过绝缘固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，底板13的底部设有两个一分二功分器17和四个一分四功分器9，两个一分二功分器的输入端分别通过一根射频电缆14与通信机相连，两个一分二功分器17的4个输出端分别通过4根射频电缆14与四个一分四功分器9的4个输入端相连，四个一分四功分器9的16个输出端分别通过16根射频电缆14与16个L形探针5相连，该方案采用两个一分二功分器、四个一分四功分器和射频电缆来组成馈电电路。
Claims (10)
1、一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，它包括底板(13)，底板(13)上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有两个，每个天线单元包括一个贴片(3)，每个贴片(3)均通过支柱(6)与底板(13)相连，底板(13)和每个贴片(3)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直，底板(13)上贴片(3)的周围通过固定板(4)连接背腔(15)，背腔(15)与底板(13)之间有间隙，底板(13)的底部设有功分器，功分器的输入端通过射频电缆(14)与通信机相连，功分器的各个输出端分别通过射频电缆(14)与各个L形探针(5)相连。
2、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元的数量为N＝2n，n＝1、2、3、4......，n为整数。
3、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的固定板(4)为绝缘固定板，背腔(15)与底板(13)之间连接有金属小片。
4、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元为四个，底板(13)的底部设有两个一分四功分器(9)，每个功分器(9)的输入端通过一根射频电缆(14)与通信机相连，两个功分器(9)的8个输出端分别通过8根射频电缆(14)与8个L形探针(5)相连。
5、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元为6个，底板(13)的底部设有两个一分六功分器(16)，每个功分器(16)的输入端通过一根射频电缆(14)与通信机相连，两个功分器(16)的12个输出端分别通过12根射频电缆(14)与12个L形探针(5)相连。
6、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元为8个，底板(13)的底部设有两个一分二功分器(17)和四个一分四功分器(9)，两个一分二功分器(17)的输入端分别通过一根射频电缆(14)与通信机相连，两个一分二功分器(17)的4个输出端分别通过4根射频电缆(14)与四个一分四功分器(9)的4个输入端相连，四个一分四功分器(9)的16个输出端分别通过16根射频电缆(14)与16个L形探针(5)相连。
7、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的贴片(3)上通过支柱(2)连接有小贴片(1)。
8、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的贴片(3)和小贴片(1)均为八边形贴片。
9、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的底板(13)上连接有周边围裙(18)，周边围裙(18)与底板(13)垂直，呈“L”形。
10、根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的底板(13)上连接端盖(10)和天线罩(11)。
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