CN2879454Y

CN2879454Y - 双极化天线

Info

Publication number: CN2879454Y
Application number: CN 200520064410
Authority: CN
Inventors: 黄建军; 苏卫; 孙志刚
Original assignee: Mobi Antenna Technologies Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Mobi Antenna Technologies Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2015-09-09

Abstract

本实用新型公开了一种双极化天线，包括：安装板；安装在安装板上的多个辐射元件，每个辐射元件包括平衡的正交偶极子对，它们相对于安装板轴线以两个不同的预定角度对齐，从而形成交叉偶极子对；一个和辐射元件相连的不平衡的馈电网络，所述馈电网络与偶极子的一个半偶极子一体化加工设计，偶极子的另外一个半偶极子单独加工。本实用新型提供一种产生双极化信号，至少能够实现30分贝的端口隔离天线，其具有高增益。能够使和馈电网络相连的不平衡的传输线和平衡的偶极子元件相匹配，本实用新型独特的元件的数量相对较少，消除了焊接，并且一定程度上减少了机械紧固件的数量，生产成本低。可广泛用于无线基站和各种类型的电信系统。

Description

双极化天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术，更具体地说，本实用新型涉及一种用于无线通信系统的双极化基站天线。

背景技术

用于无线通信系统中的基站具有接收线性极化电磁信号的能力。然后，这些信号被基站的接收机进行处理，并被送入电话网络。实际上，接收信号的同一个天线也能发送这些信号，一般而言，天线发送和接收的信号频率不同。

无线通信系统存在多径衰落的问题，通常采用分集接收来克服。通常采用的分集技术包括空间分集和极化分集等。空间分集系统接收来自空间不同点的信号，需要两根天线隔开一定的间距；极化分集采用正交极化，以提供不相关路径的信号。

众所周知，所谓双极化天线就是采用相对于固定轴线的不同角度的极化指向，一般可以在垂直极化和水平极化之间变化；当前应用的系统采用的最流行的极化方式是垂直/水平极化或+45度/-45度极化，当然也可以采用其他角度的极化。

所谓交叉偶极子，就是采用+45度/-45度极化的一对偶极子，其中心在同一点，其轴线正交。交叉偶极子涉及一个互耦的问题，如何解除这些因电磁场相互干扰产生的相互耦合影响是一个很重要的议题，因此还需解决双极化天线的端口对端口的去耦合。

和现有技术的天线阵列有关的另一个问题是其尺寸。现有技术的天线阵列沿着天线的长度提供多个辐射元件。因此，天线的长度由辐射元件的数量和辐射元件的间距确定。因为天线的增益和辐射元件的数量和间距成正比，现有技术的天线的宽度和高度不可能不牺牲天线的增益而被显著地减小。

另外，基站塔对于环境的影响已经越来越在社会上受到关注，希望设计的天线能够减小塔的尺寸而减小对社会的影响，这些塔的尺寸减小可以提供利用具有少数天线的基站塔来减小，如果采用双极化天线和极化分集，就可以减小基站塔的尺寸。这种系统代替使用要求一对垂直极化的天线的空间分集的系统。一些研究表明，对于市区环境下，极化分集提供相当于空间分集的信号质量。由于大部分基站位于市区环境中，可以采用双极化天线代替一对常规的垂直极化天线，减少基站塔的尺寸的另一个方面是使用较小的基站天线。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的问题是提供一种改进了的增加了双极化天线的端口对端口的去耦合的、用于发送和接收电磁信号的双极化天线。

本实用新型所采用的技术方案是：双极化天线包括：安装板；安装在安装板上的多个辐射元件，每个辐射元件包括平衡的正交偶极子对，它们相对于安装板轴线以两个不同的预定角度对齐，从而形成交叉偶极子对；一个和辐射元件相连的不平衡的馈电网络，所述馈电网络与偶极子的一个半偶极子制成一体，偶极子的另外一个半偶极子单独为一体。

上述方案中安装板优选为具有一纵向轴线。

其中多个辐射元件可以采用沿安装板轴线直线排列，也可以是相邻单元沿安装板轴线交错排列以减小天线的长度和宽度，还可以平衡其水平波束宽度。

馈电网络沿着安装板延伸，通过不导电介质支撑保持与安装板固定间距且不接触。

各个偶极子通过支撑部分的底部弯折部分与安装板电连接。

所述正交偶极子对相对于安装板轴线优选以两个+45°和-45°的预定角度对齐。当然这两个角度可以改变，以便使天线的性能最佳，并且，这两个角度的大小也不必相同，例如可以分别是+60度和-30度等。

本实用新型的天线可以是呈一定横截面形状的筒状，两端设有端盖，以保持天线的防水性能。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种产生双极化信号，至少能够实现30分贝的端口隔离天线，其具有高增益。采用一定横截面形状的筒状天线罩，可保证天线的防水性能。本实用新型的双极化辐射元件和馈电网络可以采用相邻单元交错排列，以平衡其水平波束宽度，采用交错排列可以减小天线的长度和宽度，能够使和馈电网络相连的不平衡的传输线和平衡的偶极子元件相匹配，本实用新型独特的元件的数量相对较少，消除了焊接，并且一定程度上减少了机械紧固件的数量，生产成本低。可广泛用于无线基站和各种类型的电信系统。

附图说明

图1带网络的天线顶视图；

图2单个振子顶侧视图；

图3辐射单元交错排列的另一实施例的天线俯视图；

具体实施方式

图1到3中所述的天线是可以工作在65度到90度半功率波束宽度天线。图1所示的是与反射板40相连的交叉的双极化偶极子辐射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb以及馈电网络51、52组成的天线阵列10，反射板40是一个金属接地板。

本领域的技术人员应当理解，天线的增益和阵列中具有交错排列的辐射元件数量以及远见的间距成正比。换句话说，增加天线阵列的辐射元件的数量将增加增益，而减少辐射元件的数量将减少增益。因此，虽然图2中示出的8个辐射元件，但是辐射元件的数量可以增加，以便增加天线的增益；也可以减少辐射元件的数量而减少增益。

辐射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb发送和接收EM信号。辐射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb相对于反射板轴线分别呈+45度和-45度角，每个辐射元件接受具有+45和-45度极化的信号，即，偶极子的轴线这样排列，使得他们平行于所需的极化指向。虽然所示的角度分别是+45度和.45度角，但是本领域的技术人员应当理解，这些角度可以改变，以便使天线的性能最佳。此外，这两个角度的大小也不必相同。例如可以分别是+60度和-30度等。在图1所示的实施例中，在辐射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb的每个中的一个偶极子接收具有+45度极化的信号，而另一个极化方向的偶极子接收具有-45度极化的信号。

图2所示是该天线辐射单元采用的具体形式，由两个偶极子辐射单元11、13和12、14组成；11、13偶极子由21馈电端进行馈电，12、14偶极子由22馈电端进行馈电；而每个半偶极子11、13、12、14分别通过脚部的弯折部分31、33、32、34固定在反射板40上；每对偶极子的一个半偶极子11和12分别与各自的馈电网络物理上一体化加工，也即是由一整块金属板加工出来，另一个半偶极子单独加工。这样通过11和12这两个半偶极子的固定位置31、32保证了馈电网络21、22的直流接地。

图3是另外一个实施例，采用辐射单元沿轴线交错排布以获得更佳的电性能，比如符合要求的波束宽度和交叉极化比，同时能够节省天线的长度。

本实用新型的天线包括产生两个正交计划信号的双极化辐射单元。本实用新型还提供了有交叉偶极子构成的天线阵列，包括多个交叉排列的辐射单元，使得天线具有高的增益，同时减少了天线的高度和宽度。同时，本实用新型的天线生产成本低，因为基本上天线内所有元件都可以以低的成本大量生产；独特的元件的数量和总的元件的数量相对较少；消除了焊接，并且减少了机械紧固件的数量。

虽然本实用新型已经参照一个或几个优选实施例进行了说明，但是本实用新型的技术人员应当理解，不脱离权利要求限定的本实用新型的构思可以做出各种改变和改型。

Claims

1、一种双极化天线，包括：安装板；安装在安装板上的多个辐射元件，每个辐射元件包括平衡的正交偶极子对，它们相对于安装板轴线以两个不同的预定角度对齐，从而形成交叉偶极子对；一个和辐射元件相连的不平衡的馈电网络，其特征在于：所述馈电网络与偶极子的一个半偶极子制成一体，偶极子的另外一个半偶极子单独为一体。

2、如权利要求1所述的双极化天线，其特征在于：所述安装板具有一纵向轴线。

3、如权利要求2所述的双极化天线，其特征在于：所述多个辐射元件沿所述安装板轴线直线排列或相邻单元交错排列。

4、如权利要求1、2或3所述的双极化天线，其特征在于：馈电网络沿着安装板延伸，通过不导电介质支撑保持与安装板固定间距且不接触。

5、如权利要求4所述的双极化天线，其特征在于：所述各个偶极子通过支撑部分的底部弯折部分与安装板电连接。

6、如权利要求5所述的双极化天线，其特征在于：所述正交偶极子对相对于安装板轴线以两个+45°和-45°的预定角度对齐。

7、如权利要求6所述的双极化天线，其特征在于：所述双极化天线呈筒状，两端设有端盖。