專利名稱：雙極化天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種用于無線通信系統(tǒng)的雙極化基站天線。
背景技術(shù)：
用于無線通信系統(tǒng)中的基站具有接收線性極化電磁信號(hào)的能力。然后，這些信號(hào)被基站的接收機(jī)進(jìn)行處理，并被送入電話網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，接收信號(hào)的同一個(gè)天線也能發(fā)送這些信號(hào)，一般而言，天線發(fā)送和接收的信號(hào)頻率不同。
無線通信系統(tǒng)存在多徑衰落的問題，通常采用分集接收來克服。通常采用的分集技術(shù)包括空間分集和極化分集等?？臻g分集系統(tǒng)接收來自空間不同點(diǎn)的信號(hào)，需要兩根天線隔開一定的間距；極化分集采用正交極化，以提供不相關(guān)路徑的信號(hào)。
眾所周知，所謂雙極化天線就是采用相對(duì)于固定軸線的不同角度的極化指向，一般可以在垂直極化和水平極化之間變化；當(dāng)前應(yīng)用的系統(tǒng)采用的最流行的極化方式是垂直/水平極化或+45度/-45度極化，當(dāng)然也可以采用其他角度的極化。
所謂交叉偶極子，就是采用+45度/-45度極化的一對(duì)偶極子，其中心在同一點(diǎn)，其軸線正交。交叉偶極子涉及一個(gè)互耦的問題，如何解除這些因電磁場(chǎng)相互干擾產(chǎn)生的相互耦合影響是一個(gè)很重要的議題，因此還需解決雙極化天線的端口對(duì)端口的去耦合。
和現(xiàn)有技術(shù)的天線陣列有關(guān)的另一個(gè)問題是其尺寸?，F(xiàn)有技術(shù)的天線陣列沿著天線的長(zhǎng)度提供多個(gè)輻射元件。因此，天線的長(zhǎng)度由輻射元件的數(shù)量和輻射元件的間距確定。因?yàn)樘炀€的增益和輻射元件的數(shù)量和間距成正比，現(xiàn)有技術(shù)的天線的寬度和高度不可能不犧牲天線的增益而被顯著地減小。
另外，基站塔對(duì)于環(huán)境的影響已經(jīng)越來越在社會(huì)上受到關(guān)注，希望設(shè)計(jì)的天線能夠減小塔的尺寸而減小對(duì)社會(huì)的影響，這些塔的尺寸減小可以提供利用具有少數(shù)天線的基站塔來減小，如果采用雙極化天線和極化分集，就可以減小基站塔的尺寸。這種系統(tǒng)代替使用要求一對(duì)垂直極化的天線的空間分集的系統(tǒng)。一些研究表明，對(duì)于市區(qū)環(huán)境下，極化分集提供相當(dāng)于空間分集的信號(hào)質(zhì)量。由于大部分基站位于市區(qū)環(huán)境中，可以采用雙極化天線代替一對(duì)常規(guī)的垂直極化天線，減少基站塔的尺寸的另一個(gè)方面是使用較小的基站天線。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種改進(jìn)了的增加了雙極化天線的端口對(duì)端口的去耦合的、用于發(fā)送和接收電磁信號(hào)的雙極化天線。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是雙極化天線包括安裝板；安裝在安裝板上的多個(gè)輻射元件，每個(gè)輻射元件包括平衡的正交偶極子對(duì)，它們相對(duì)于安裝板軸線以兩個(gè)不同的預(yù)定角度對(duì)齊，從而形成交叉偶極子對(duì)；一個(gè)和輻射元件相連的不平衡的饋電網(wǎng)絡(luò)，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與偶極子的一個(gè)半偶極子制成一體，偶極子的另外一個(gè)半偶極子單獨(dú)為一體。
上述方案中安裝板優(yōu)選為具有一縱向軸線。
其中多個(gè)輻射元件可以采用沿安裝板軸線直線排列，也可以是相鄰單元沿安裝板軸線交錯(cuò)排列以減小天線的長(zhǎng)度和寬度，還可以平衡其水平波束寬度。
饋電網(wǎng)絡(luò)沿著安裝板延伸，通過不導(dǎo)電介質(zhì)支撐保持與安裝板固定間距且不接觸。
各個(gè)偶極子通過支撐部分的底部彎折部分與安裝板電連接。
所述正交偶極子對(duì)相對(duì)于安裝板軸線優(yōu)選以兩個(gè)+45°和-45°的預(yù)定角度對(duì)齊。當(dāng)然這兩個(gè)角度可以改變，以便使天線的性能最佳，并且，這兩個(gè)角度的大小也不必相同，例如可以分別是+60度和-30度等。
本實(shí)用新型的天線可以是呈一定橫截面形狀的筒狀，兩端設(shè)有端蓋，以保持天線的防水性能。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供一種產(chǎn)生雙極化信號(hào)，至少能夠?qū)崿F(xiàn)30分貝的端口隔離天線，其具有高增益。采用一定橫截面形狀的筒狀天線罩，可保證天線的防水性能。本實(shí)用新型的雙極化輻射元件和饋電網(wǎng)絡(luò)可以采用相鄰單元交錯(cuò)排列，以平衡其水平波束寬度，采用交錯(cuò)排列可以減小天線的長(zhǎng)度和寬度，能夠使和饋電網(wǎng)絡(luò)相連的不平衡的傳輸線和平衡的偶極子元件相匹配，本實(shí)用新型獨(dú)特的元件的數(shù)量相對(duì)較少，消除了焊接，并且一定程度上減少了機(jī)械緊固件的數(shù)量，生產(chǎn)成本低?？蓮V泛用于無線基站和各種類型的電信系統(tǒng)。


圖1帶網(wǎng)絡(luò)的天線頂視圖；圖2單個(gè)振子頂側(cè)視圖；圖3輻射單元交錯(cuò)排列的另一實(shí)施例的天線俯視圖；
具體實(shí)施方式
圖1到3中所述的天線是可以工作在65度到90度半功率波束寬度天線。圖1所示的是與反射板40相連的交叉的雙極化偶極子輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb以及饋電網(wǎng)絡(luò)51、52組成的天線陣列10，反射板40是一個(gè)金屬接地板。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，天線的增益和陣列中具有交錯(cuò)排列的輻射元件數(shù)量以及遠(yuǎn)見的間距成正比。換句話說，增加天線陣列的輻射元件的數(shù)量將增加增益，而減少輻射元件的數(shù)量將減少增益。因此，雖然圖2中示出的8個(gè)輻射元件，但是輻射元件的數(shù)量可以增加，以便增加天線的增益；也可以減少輻射元件的數(shù)量而減少增益。
輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb發(fā)送和接收EM信號(hào)。輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb相對(duì)于反射板軸線分別呈+45度和-45度角，每個(gè)輻射元件接受具有+45和-45度極化的信號(hào)，即，偶極子的軸線這樣排列，使得他們平行于所需的極化指向。雖然所示的角度分別是+45度和.45度角，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些角度可以改變，以便使天線的性能最佳。此外，這兩個(gè)角度的大小也不必相同。例如可以分別是+60度和-30度等。在圖1所示的實(shí)施例中，在輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb的每個(gè)中的一個(gè)偶極子接收具有+45度極化的信號(hào)，而另一個(gè)極化方向的偶極子接收具有-45度極化的信號(hào)。
圖2所示是該天線輻射單元采用的具體形式，由兩個(gè)偶極子輻射單元11、13和12、14組成；11、13偶極子由21饋電端進(jìn)行饋電，12、14偶極子由22饋電端進(jìn)行饋電；而每個(gè)半偶極子11、13、12、14分別通過腳部的彎折部分31、33、32、34固定在反射板40上；每對(duì)偶極子的一個(gè)半偶極子11和12分別與各自的饋電網(wǎng)絡(luò)物理上一體化加工，也即是由一整塊金屬板加工出來，另一個(gè)半偶極子單獨(dú)加工。這樣通過11和12這兩個(gè)半偶極子的固定位置31、32保證了饋電網(wǎng)絡(luò)21、22的直流接地。
圖3是另外一個(gè)實(shí)施例，采用輻射單元沿軸線交錯(cuò)排布以獲得更佳的電性能，比如符合要求的波束寬度和交叉極化比，同時(shí)能夠節(jié)省天線的長(zhǎng)度。
本實(shí)用新型的天線包括產(chǎn)生兩個(gè)正交計(jì)劃信號(hào)的雙極化輻射單元。本實(shí)用新型還提供了有交叉偶極子構(gòu)成的天線陣列，包括多個(gè)交叉排列的輻射單元，使得天線具有高的增益，同時(shí)減少了天線的高度和寬度。同時(shí)，本實(shí)用新型的天線生產(chǎn)成本低，因?yàn)榛旧咸炀€內(nèi)所有元件都可以以低的成本大量生產(chǎn)；獨(dú)特的元件的數(shù)量和總的元件的數(shù)量相對(duì)較少；消除了焊接，并且減少了機(jī)械緊固件的數(shù)量。
雖然本實(shí)用新型已經(jīng)參照一個(gè)或幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是本實(shí)用新型的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不脫離權(quán)利要求限定的本實(shí)用新型的構(gòu)思可以做出各種改變和改型。
權(quán)利要求1.一種雙極化天線，包括安裝板；安裝在安裝板上的多個(gè)輻射元件，每個(gè)輻射元件包括平衡的正交偶極子對(duì)，它們相對(duì)于安裝板軸線以兩個(gè)不同的預(yù)定角度對(duì)齊，從而形成交叉偶極子對(duì)；一個(gè)和輻射元件相連的不平衡的饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述饋電網(wǎng)絡(luò)與偶極子的一個(gè)半偶極子制成一體，偶極子的另外一個(gè)半偶極子單獨(dú)為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的雙極化天線，其特征在于所述安裝板具有一縱向軸線。
3.如權(quán)利要求2所述的雙極化天線，其特征在于所述多個(gè)輻射元件沿所述安裝板軸線直線排列或相鄰單元交錯(cuò)排列。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的雙極化天線，其特征在于饋電網(wǎng)絡(luò)沿著安裝板延伸，通過不導(dǎo)電介質(zhì)支撐保持與安裝板固定間距且不接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的雙極化天線，其特征在于所述各個(gè)偶極子通過支撐部分的底部彎折部分與安裝板電連接。
6.如權(quán)利要求5所述的雙極化天線，其特征在于所述正交偶極子對(duì)相對(duì)于安裝板軸線以兩個(gè)+45°和-45°的預(yù)定角度對(duì)齊。
7.如權(quán)利要求6所述的雙極化天線，其特征在于所述雙極化天線呈筒狀，兩端設(shè)有端蓋。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙極化天線，包括安裝板；安裝在安裝板上的多個(gè)輻射元件，每個(gè)輻射元件包括平衡的正交偶極子對(duì)，它們相對(duì)于安裝板軸線以兩個(gè)不同的預(yù)定角度對(duì)齊，從而形成交叉偶極子對(duì)；一個(gè)和輻射元件相連的不平衡的饋電網(wǎng)絡(luò)，所述饋電網(wǎng)絡(luò)與偶極子的一個(gè)半偶極子一體化加工設(shè)計(jì)，偶極子的另外一個(gè)半偶極子單獨(dú)加工。本實(shí)用新型提供一種產(chǎn)生雙極化信號(hào)，至少能夠?qū)崿F(xiàn)30分貝的端口隔離天線，其具有高增益。能夠使和饋電網(wǎng)絡(luò)相連的不平衡的傳輸線和平衡的偶極子元件相匹配，本實(shí)用新型獨(dú)特的元件的數(shù)量相對(duì)較少，消除了焊接，并且一定程度上減少了機(jī)械緊固件的數(shù)量，生產(chǎn)成本低。可廣泛用于無線基站和各種類型的電信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01Q9/16GK2879454SQ200520064410
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者黃建軍, 蘇衛(wèi), 孫志剛 申請(qǐng)人:摩比天線技術(shù)(深圳)有限公司