CN2796156Y - 宽频段90度波束宽度双极化阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了新型宽频段、高隔离度、90度波束宽度双极天线。该天线由“衣袖”形状振子1、高路馈线2和低路馈线3构成振子整体，由底板4和侧板5构成“几”字形反射板，振子整体固定在“几”字形反射板上，振子之间用隔离棒6隔开。通过“衣袖”形状的振子1与“几”字形反射板的相互配合，可实现在较宽频段内的较宽波束宽度和较好的前后比，并通过调节隔离棒6可调节天线的隔离度，以改善天线的交叉极化电平，该天线可应用于移动通信系统中。

Description

宽频段90度波束宽度双极化阵列天线

技术领域

本实用新型涉及通信天线，具体说是一种宽频段、高隔离度、90度波束宽度扇区板状天线，主要用于移动通信系统中。

背景技术

移动通信系统是有线与无线的综合体，它是移动网络在其覆盖范围内，通过空中无线接口将移动台与基站联系起来，并与移动交换机进行有线相联系的一个综合的复合体。在移动通信系统中，空间无线信号的发射和接收都是依靠移动天线来实现的。因此，天线对于移动通信网络来说，起着举足轻重的作用，如果天线的选择不好，或者天线的参数设置不当，都会直接影响到整个移动通信网络的运行质量。尤其在基站数量多，站距小，载频数量多的高话务量地区，天线选择及参数设置是否合适，对移动通信网络的干扰，覆盖率，接通率及全网服务质量有很大影响。目前，在移动通信中使用最多的是±45°双极化天线，这种天线的最大不足就是两路端口之间隔离度较低、扇区覆盖较差。特别是在蜂窝系统中，扇区天线一般用来覆盖小区，要求天线必须是宽角度的天线，且前后比指标要易于实现。因此，非常需要研究一种宽频段的宽度双极化天线。

实用新型的内容

本实用新型的目的在于克服现有±45°双极化天线的不足，提供一种隔离度高、频段宽、前后比高、波束宽度为90度的±45°双极化天线结构，以满足移动通信系统的需要。

实现本实用新型目的的技术关键是通过改变天线的振子结构实现宽角度天线的前后比指标；通过在振子之间旋置隔离棒改善隔离度和天线的交叉极化电平。本实用新型包括二单元阵列和四单元阵列，每种阵列都是由反射板、振子和馈线构成，振子固定在反射板上。该反射板采用“几”字形状，该振子臂采用上斜下直的“衣袖”形状，振子之间采用悬空的隔离棒隔开。该隔离棒放置的高度与振子的高度有一定比例关系，该隔离棒本身的长度与底板的宽度也有一定的比例关系。通过调整隔离棒放置高度和长度可调整交叉极化电平。

本实用新型具有如下优点：

1.实现了宽波束宽度

本实用新型由于将其振子设计成“衣袖”形状，将底板设计成“几”字形状，通过该振子与该底板的相互作用，保证了天线实现宽波束宽度，同时具有较好的前后比。

2.容易调整隔离度

以往天线阵列调整隔离度是用片状隔离片放置在底板上，这样对天线的方向图影响比较大，会导致波束宽度、交叉极化电平变差和增益损失。本实用新型由于采用隔离棒来调节振子与振子之间的隔离度，不仅对天线的方向图特性不会产生太大的影响，而且可以改善天线的交叉极化电平。

3.频带宽

本实用新型具有较宽的频带，可以同时覆盖806-960MHz的带宽，利用本实用新型的设计思路可以很容易的设计出覆盖从1710-2170MHz的宽带天线。

附图说明

图1为本实用新型结构的示意图

图2为本实用新型组成二单元阵列天线结构的俯视图

图3为本实用新型组成二单元阵列天线结构的侧视图

图4为本实用新型的二单元阵列天线隔离的测试结果图

具体实施方式

以下参照附图详细说明本实用新型的结构和效果。

参照图1～3，本实用新型主要包括“衣袖”形状的振子1、高路馈线2、低路馈线3和“几”字形反射板。图1给出振子的结构形式，图2～图3给出两单元阵列的结构。振子1通过高路馈线2、低路馈线3激励馈电，该“衣袖”形状振子设计为宽带振子，可以覆盖806-960MHz频段。“几”字形反射板由底板4和侧板5构成。振子两臂上斜段向下倾斜角度在10度到50度之间，振子臂下直段的长度与振子总高度之比约为2∶5。该几”字形反射板与“衣袖”形状的振子相配合，可以实现较好的前后比和较宽的波束宽度。

实施例1：

参照图2和图3，将两个振子按45°排列可形成双极化天线，将两个双极化天线单元沿同一轴线布置固定在“几”字形反射板上，则构成二单元阵列天线。每个天线单元的高馈线2和低路馈线3相连接。两振子单元之间由隔离棒6分开，该隔离棒放置的高度与振子的高度比例为4∶7，该隔离棒本身的长度与底板宽度的比例约为5∶6。该隔离棒可通过塑料支撑悬空，调节隔离棒6可以调节隔离度和天线的交叉极化电平。

实施例2：

将四个振子单元固定在底板4上，振子单元之间放置三个隔离棒，就构成了四单元阵列天线。其中，中间两个振子单元之间放置的隔离棒较高，该高度与振子高度为1∶1；旁边两个振子单元之间放置的隔离棒较低，对称分布，该高度与中间振子高度之比约为3∶5。

图4给出二单元阵列天线的隔离度的测试结果。由图4可以看出，在整个频段天线的隔离度都在-31dB以下，最低点甚至到了-53dB。在806MHz～960MHz频带范围内可实现这样的隔离度是比较理想的。

表1给出了两单元阵列天线的方向图测试结果。从表1可见，该天线阵列在整个频段内，可实现90度扇区覆盖，即两个端口都满足90°±8°的要求。在整个频段内天线前后比也都满足23dB的国标要求。这些测试结果都证明了该实用新型的高性能。

表1    二单元阵列天线测试结果

从图4和表1表明，本实用新型提供了宽频段、高隔离度、90度波束宽度扇区板状天线，该天线具有较好的机械和电气性能。但该实例并不构成对实用新型的任何限制，显然，所述技术领域的技术人员可以不经过任何创造性劳动，而利用本实用新型的技术构思，作出不仅仅限于两个辐射单元的、波束宽度不仅局限于90度的、频率不仅为800、900MHz的同类型的基站天线。该实用新型的思路可以用于设计其他频段的宽角度双极化天线振子。

Claims (4)

1.一种宽频段90度波束宽度双极化阵列天线，包括二单元阵列和四单元阵列，每种阵列都是由反射板、振子和馈线构成，其特征在于振子(1)采用上斜下直的“衣袖”形状，振子之间用隔离棒(6)隔开。

2.根据权利要求1所述的宽频段90度波束宽度双极化阵列天线，其特征在于振子(1)的上斜段向下倾斜角度在10度到50度之间，振子(1)下直段的长度与振子总高度之比约为2∶5。

3.根据权利要求1所述的宽频段90度波束宽度双极化阵列天线，其特征在于二单元阵列的隔离棒长度与底板宽度的比例约为5∶6，该隔离棒(6)放置的高度与振子的高度比例为4∶7。

4.根据权利要求1所述的宽频段90度波束宽度双极化阵列天线，其特征在于四单元阵列之间放置三个隔离棒，中间两个振子之间的隔离棒高度与振子的高度比例为1∶1；旁边两个振子之间的隔离棒对称分布，且高度与中间振子高度之比为3∶5。

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