專利名稱：長期演進lte雙頻高增益全向天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及天線技術領域，具體地說是一種LTE雙頻高增益全向天線陣，可用于 頻率范圍是1880MHz-1920MHz，2500MHz-2575MHz，的移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)。
背景技術：
隨著TD-SCDMA網(wǎng)絡的大規(guī)模部署，其性能及業(yè)務都得到很好的展示，網(wǎng)絡日漸成 熟，也具備了開始下一代移動通信技術研究的條件。TD-LTE偏重高速數(shù)據(jù)業(yè)務，對覆蓋和通 訊質(zhì)量要求較高，在前期的網(wǎng)絡引入中，系統(tǒng)面臨的電磁環(huán)境日益復雜，為了減少不同系統(tǒng) 之間的相互干擾，新建的網(wǎng)絡系統(tǒng)對天線的種類提出了新的需求。由于現(xiàn)在的通信設備都 要求多功能，小型化及與周邊環(huán)境的不斷發(fā)展，小型化，高增益天線的研究已成為國內(nèi)外移 動通信行業(yè)的開發(fā)難題，它涉及到的天線就是適合于不同小區(qū)信號覆蓋和寬帶匹配網(wǎng)絡的 設計以及多頻段共用天線的集成設計，即把多個頻段集成為一種天線結(jié)構(gòu)是當前天線技術 發(fā)展的一種趨勢。以往的全向天線都是帶寬比較窄，尺寸體積比較大，不同的通信網(wǎng)絡系統(tǒng) 要獨立設計天線，系統(tǒng)之間無法兼容，有些通信產(chǎn)品系統(tǒng)集成時由于要使用頻率合路器，既 不便于安裝，又提高了成本。目前有些全向天線都是采用串饋方式，但這種天線增益較低， 結(jié)構(gòu)復雜，加工成本較高，而且天線的方向圖不圓度差，不能完全滿足現(xiàn)有移動通信對網(wǎng)絡 覆蓋和通信質(zhì)量要求較高的發(fā)展和應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的載于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性和一致性 好的LTE雙頻高增益全向天線，以擴展天線的頻段，提高天線的性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的LTE雙頻高增益全向天線包括包括η個輻射振子和上、下兩個匹配網(wǎng)絡，其中每個輻射振子包括上輻射器和 下輻射器，上、下輻射器之間通過環(huán)氧介質(zhì)環(huán)狀介質(zhì)套連接，該介質(zhì)套的中間穿有金屬短路 器，環(huán)狀介質(zhì)套的一邊焊接有第一饋電同軸線，形成頻帶為1880ΜΗζ-2600ΜΗζ的寬帶單獨 饋電輻射單元；每個輻射單元套在中空外導體上，且每兩個輻射振子單元之間套有介質(zhì)套， 構(gòu)成天線陣；上匹配網(wǎng)絡和下匹配網(wǎng)絡分別連接在天線陣的中端和底端，實現(xiàn)天線輸入阻 抗匹配與直流接地。所述的上匹配網(wǎng)絡的輸入端接上饋線，輸出端口分別與第一饋電同軸線、第二饋 電同軸線、第三饋電同軸線和第四饋電同軸線連接，該四條同軸線的長度相等。所述的下匹配網(wǎng)絡的輸入端接下饋線，輸出端口分別與上饋線、第五饋電同軸線、 第六饋電同軸線、第七饋電同軸線和第八饋電同軸線連接。所述的環(huán)狀介質(zhì)塊加在輻射振子的上、下兩個輻射器中間，通過調(diào)節(jié)環(huán)狀介質(zhì)塊 的厚度對天線特性阻抗進行調(diào)試，使之與主饋線特性阻抗相匹配。所述的中空外導體的腔體內(nèi)設有各輻射振子饋電的同軸線和匹配網(wǎng)絡，以屏蔽匹 配網(wǎng)絡和同軸線向外輻射電磁能量。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1)本發(fā)明由于在輻射振子的兩個上下輻射器中間加有環(huán)狀環(huán)氧介質(zhì)套，不僅可對 天線特性阻抗進行進一步調(diào)試，使天線的輸入阻抗接近于50歐姆，使之與主饋線特性阻抗 相匹配，而且輻射效率高、易于安裝和固定，能實現(xiàn)天線的多頻工作，便于系統(tǒng)集成。2)本發(fā)明由于將每個輻射振子套在中空外導體上，起到截流的作用，彌補了由于 輻射振子短上端電流弱的缺點，使電流形成回路，減少了電流的反射。3.本發(fā)明由于將同軸線并聯(lián)饋電組陣，可以有效的實現(xiàn)寬帶輻射特性、駐波帶寬 寬和高增益等優(yōu)點。4.本發(fā)明由于將上下匹配網(wǎng)絡單獨饋電，可以有效的設計不等功率分配的匹配網(wǎng) 絡，能有效的調(diào)整天線V面輻射方向圖特性。
圖1是本發(fā)明天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明天線的輻射振子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是在f= 1884MHz的實測V、H面方向圖；圖4是在f = 1920MHz的實測V、H面方向圖；圖5是在f = 2545MHz的實測V、H面方向圖；圖6是在f = 2575MHz的實測V、H面方向圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明包括上匹配網(wǎng)絡17，下匹配網(wǎng)絡18，中空外導體6、射頻電纜頭19 和8個輻射振子單元，但不限于8個。其中每個輻射振子單元，如圖2所示，它是由上輻射器1，下輻射器2，環(huán)狀介質(zhì)塊3，金 屬短路器4和同軸饋線7組成。環(huán)狀介質(zhì)塊3加在輻射振子的上、下兩個輻射器中間，將上 輻射器1和下輻射器2連接為一體，通過調(diào)節(jié)環(huán)狀介質(zhì)塊3的厚度對天線特性阻抗進行調(diào) 試，金屬短路器4焊接在介質(zhì)塊3的中間，同軸線7焊接在環(huán)狀介質(zhì)套3的一邊，構(gòu)成頻帶 為1880MHz-2600MHz的寬帶單獨饋電輻射單元。上匹配網(wǎng)絡17和下匹配網(wǎng)絡18，是由1.5mm厚的聚四氟乙烯雙面覆銅板采用印制 板光繪的加工工藝一次成型。中空外導體6，是用一根其外徑22mm，壁厚Imm的紫銅管加工而成的圓柱腔體。電纜頭19是采用國際標準的7/16-50KF型接頭。如圖1所示，每個輻射振子單元套在中空外導體6上，且每兩個輻射振子單元之間 套有介質(zhì)套5，該介質(zhì)套5的厚度在10-20mm之間可調(diào)，通過調(diào)節(jié)介質(zhì)套的厚度實現(xiàn)對各輻 射振子單元之間間距的調(diào)節(jié)，形成天線陣排列。上匹配網(wǎng)絡17連接在中空外導體6的中端， 即8個輻射振子單元的中間位置，下匹配網(wǎng)絡18連接在中空外導體6天線陣的底端，實現(xiàn) 天線輸入阻抗匹配與直流接地。每個輻射振子單元按照其饋電同軸線的序號依次連接，且 射頻電纜頭19焊接于下饋線16的一端，下饋線16的另一端焊接在下匹配網(wǎng)絡18的輸入 端，下匹配網(wǎng)絡18輸出端口分別與饋線11、第五饋電同軸線12、第六饋電同軸線13、第七饋 電同軸線14和第八饋電同軸線15焊接。上匹配網(wǎng)絡17的輸入端與上饋線11焊接，上匹配網(wǎng)絡17的輸出端口分別與第一饋電同軸線7、第二饋電同軸線8、第三饋電同軸線9和第 四饋電同軸線10焊接，該四條同軸線的長度相等。中空外導體6的腔體內(nèi)設有各輻射振子 單元饋電的同軸線和匹配網(wǎng)絡，以屏蔽匹配網(wǎng)絡和同軸線向外輻射電磁能量。整個天線陣 的外部套有天線罩。本發(fā)明的效果可通過以下實測圖像進一步說明圖3，圖4，圖5，圖6是對本發(fā)明由8個輻射振子單元構(gòu)成的全向天線陣，在 1880-1920MHz和2545_2575MHz頻段內(nèi)，電壓駐波比VSffR ^ 1. 5的條件下測試的方向圖。從圖3可見，在1880MHz這個頻率點本發(fā)明在水平面方向圖呈全向，天線不圓度小 于< IdB ；垂直面半功率波束寬度為5度。從圖4可見，在1920MHz這個頻率點本發(fā)明在水平面方向圖呈全向，天線不圓度小 于< IdB ；垂直面半功率波束寬度為5度。從圖5可見，在2545MHz這個頻率點本發(fā)明在水平面方向圖呈全向，天線不圓度小 于< IdB ；垂直面半功率波束寬度為4. 5度。從圖6可見，在2575MHz這個頻率點本發(fā)明在水平面方向圖呈全向，天線不圓度小 于< IdB ；垂直面半功率波束寬度為4. 5度。綜上，本發(fā)明可以有效的實現(xiàn)寬帶輻射特性，天線輻射方向圖一致性良好，電壓駐 波比帶寬寬，輻射效率和增益高。上述實例僅是本發(fā)明的一個優(yōu)選實例，不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，即本發(fā)明不 限于所述實施例給出的8個輻射振子單元，顯然在本發(fā)明的思想下，可作出不同的改進，例 如把10個或12個或14個多個寬頻基本輻射陣子單元沿軸線并聯(lián)，可以構(gòu)成高增益全向天 線陣，還可以做到寬頻天線使用，這些均在本發(fā)明的保護之列。
權(quán)利要求
1.一種LTE雙頻高增益全向天線陣，包括η個輻射振子單元和兩個匹配網(wǎng)絡和中空外 導體，其特征在于每個輻射振子包括上輻射器(1)和下輻射器(2)，上、下輻射器之間通過 環(huán)氧介質(zhì)環(huán)狀介質(zhì)套(3)連接，該介質(zhì)套(3)的中間穿有金屬短路器(4)，環(huán)狀介質(zhì)套(3) 的一邊焊接有第一饋電同軸線(7)，形成頻帶為1880ΜΗζ-2600ΜΗζ的寬帶單獨饋電輻射單 元；上匹配網(wǎng)絡(17)和下匹配網(wǎng)絡(18)分別連接在中空外導體(6)的中端和底端，實現(xiàn)天 線輸入阻抗匹配與直流接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向天線陣，其特征在于上匹配網(wǎng)絡(17)的輸入端接上饋 線(11)，輸出端口分別與第一饋電同軸線(7)、第二饋電同軸線(8)、第三饋電同軸線(9)和 第四饋電同軸線(10)連接，該四條同軸線的長度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向天線陣，其特征在于下匹配網(wǎng)絡(18)的輸入端接下饋 線(16)，輸出端口分別與上饋線(11)、第五饋電同軸線(12)、第六饋電同軸線(13)、第七饋 電同軸線(14)和第八饋電同軸線(15)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向天線陣，其特征在于環(huán)狀介質(zhì)塊(3)加在輻射振子的 上、下兩個輻射器中間，通過調(diào)節(jié)環(huán)狀介質(zhì)塊(3)的厚度對天線特性阻抗進行調(diào)試，使之與 主饋線特性阻抗相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向天線陣，其特征在于每個輻射振子單元套在中空外導 體(6)上，且每兩個輻射振子單元之間套有介質(zhì)套(5)，構(gòu)成天線陣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全向天線陣，其特征在于介質(zhì)套(5)的厚度在10-20mm之 間可調(diào)，通過調(diào)節(jié)介質(zhì)套的厚度實現(xiàn)對各輻射振子單元之間的間距調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全向天線陣，其特征在于中空外導體(6)的腔體內(nèi)設有各 輻射振子饋電的同軸線和匹配網(wǎng)絡，以屏蔽匹配網(wǎng)絡和同軸線向外輻射電磁能量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LTE雙頻高增益全向天線，主要克服現(xiàn)有全向天線使用頻段帶寬窄增益低的缺點。該全向天線包括n個輻射振子、兩個匹配網(wǎng)絡和中空外導體，其中每個輻射振子包括上輻射器(1)和下輻射器(2)，上、下輻射器之間通過環(huán)氧介質(zhì)環(huán)狀介質(zhì)套(3)連接，該介質(zhì)套(3)的中間穿有金屬短路器(4)，環(huán)狀介質(zhì)套(3)的一邊焊接有第一饋電饋同軸線(7)，形成頻帶為1880MHz-2600MHz的寬帶單獨饋電輻射單元；上匹配網(wǎng)絡(17)和下匹配網(wǎng)絡(18)分別連接在中空外導體(6)的中端和底端，實現(xiàn)天線輸入阻抗匹配與直流接地。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、寬雙頻帶增益高的優(yōu)點，可用于寬帶移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)。
文檔編號H01Q1/36GK102110876SQ20101059896
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉東峰, 王建清, 趙玉葉, 鄒婧婧, 陳瀅, 陳金虎 申請人:西安海天天線科技股份有限公司