陣列天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及陣列天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于移動體通信的基站用的天線（基站天線），組合多個扇形天線而使用，所述扇 形天線按與放射電波的方向?qū)?yīng)而設(shè)定的每個扇形來放射電波。對于扇形天線，使用將偶 極天線等天線元件排列成陣列狀而成的陣列天線。
[0003] 在專利文獻(xiàn)1中記載了如下的60°定向天線裝置：具備第1及第2偶極天線和供 電單元，所述第1及第2偶極天線具有約X/2(X為希望頻帶的中心頻率的波長）的長度、 且隔著約A/2的間隔而平行配設(shè)，所述供電單元具有主供電線路和第1及第2分支供電線 路，該第1及第2分支供電線路從該主供電線路分支而分別與所述各偶極天線的供電點(diǎn)連 接，將所述主供電線路的特性阻抗設(shè)定為約50D，將所述第1及第2分支供電線路的特性阻 抗設(shè)定為約100D。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-203428號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的問題
[0007] 然而，對于陣列天線而言，有時并列地向多個天線元件進(jìn)行供電。此時，謀求在天 線元件與供電線路之間使阻抗匹配。
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種在寬頻帶中容易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的陣列天線。
[0009] 用于解決問題的手段
[0010] 根據(jù)所述目的，適用了本發(fā)明的陣列天線具備：具有第1阻抗的第1供電線路；從 第1供電線路分支出的N個第2供電線路，所述N為2以上的整數(shù)；以及N個天線，其分別 具有基于第1阻抗的N倍而設(shè)定的第2阻抗，與N個第2供電線路的各自連接。
[0011] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與通過變量器等使阻抗匹配的情況相比，能夠容易地進(jìn)行阻抗的匹 配。
[0012] 這樣的陣列天線中的天線的特征在于，可以包括一對元件部，并根據(jù)形狀來設(shè)定 第2阻抗，所述一對元件部分別由邊緣包含曲線的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并隔著預(yù)定的間隔而 配置在相對于預(yù)定的軸對稱的位置。
[0013] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與不具有本構(gòu)成的情況相比，能夠容易地進(jìn)行阻抗的設(shè)定。
[0014] 另外，這樣的陣列天線中的天線的特征在于，還可以包括另一對元件部，該另一對 元件部分別由邊緣包含曲線的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并隔著預(yù)定的間隔而配置在相對于軸對稱 的位置，所述另一對元件部能夠收發(fā)與一對元件部收發(fā)的極化波正交的極化波。
[0015] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與不具有本構(gòu)成的情況相比，能夠使極化波共用的天線構(gòu)成為更小 型。
[0016] 進(jìn)而，另外，這樣的陣列天線中的天線的特征在于，可以包括貼片天線，該貼片天 線包括第1導(dǎo)體、第2導(dǎo)體、和第1導(dǎo)體與第2導(dǎo)體之間的電介質(zhì)層或空氣層，根據(jù)向第1 導(dǎo)體供電的位置來設(shè)定第2阻抗。
[0017] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與不具有本構(gòu)成的情況相比，能夠容易地進(jìn)行阻抗的設(shè)定。
[0018] 并且，其特征在于，還可以具備收納陣列天線的天線罩。
[0019] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與不具有本構(gòu)成的情況相比，能夠得到容易進(jìn)行阻抗的匹配且可獲 得寬頻帶的頻率特性的陣列天線。
[0020] 發(fā)明的效果
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在寬頻帶中容易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的陣列天線。
【附圖說明】
[0022] 圖1是表示適用了第1實(shí)施方式的移動通信用的基站天線的整體構(gòu)成的一例的 圖。
[0023] 圖2是表示第1實(shí)施方式的陣列天線的構(gòu)成的一例的圖。
[0024] 圖3是說明第1實(shí)施方式中的天線的構(gòu)成的圖。
[0025] 圖4是說明在第1實(shí)施方式中為了極化波共用而與圖3的偶極天線成對的偶極天 線的構(gòu)成的圖。
[0026] 圖5是說明向陣列天線中的天線供電的供電方法的一例的圖。
[0027] 圖6是說明適用了第1實(shí)施方式時的主電纜和副電纜各自的阻抗以及天線的輸入 阻抗的關(guān)系的圖。
[0028] 圖7是說明未適用第1實(shí)施方式時的主電纜和副電纜各自的阻抗以及天線的輸入 阻抗的關(guān)系的圖。
[0029]圖8是說明為了模擬天線的特性而使用的模型的圖。
[0030] 圖9是表示由圖8所示的模擬模型求出的第1實(shí)施方式中的天線的反射衰減量 (returnloss:回波損耗）（dB)特性的圖。
[0031] 圖10是表示由圖8所示的模擬模型求出的第1實(shí)施方式中的天線的水平面內(nèi)的 波束寬度的圖。
[0032] 圖11是說明第2實(shí)施方式中的偶極天線的構(gòu)成的俯視圖。
[0033] 圖12是表示第2實(shí)施方式中的天線的反射衰減量（回波損耗）（dB)特性的圖。
[0034] 圖13是說明第3實(shí)施方式中的偶極天線的構(gòu)成的俯視圖。
[0035] 圖14是說明第4實(shí)施方式中的偶極天線的構(gòu)成的俯視圖。
[0036] 圖15是表示第5實(shí)施方式中的能夠放射垂直極化波的陣列天線的構(gòu)成的一例的 圖。
[0037] 圖16是表示第6實(shí)施方式中的能夠放射水平極化波的陣列天線的構(gòu)成的一例的 圖。
[0038] 圖17是表示第7實(shí)施方式中的能夠放射雙向極化波的陣列天線的構(gòu)成的一例的 圖。
[0039] 圖18是說明第8實(shí)施方式中的天線的構(gòu)成的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0041][第1實(shí)施方式]
[0042]〈基站天線1>
[0043] 圖1是表示適用了第1實(shí)施方式的移動通信用的基站天線1的整體構(gòu)成的一例的 圖。圖1(a)是基站天線1的立體圖，圖1(b)是說明基站天線1的設(shè)置例的圖。
[0044] 基站天線1如圖1 (a)所示具備例如被鐵塔20保持的多個陣列天線10-1~10-6。 并且，如圖1 (b)所示，基站天線1使電波到達(dá)單元（cell) 2內(nèi)。即，單元2是基站天線1發(fā) 送的電波到達(dá)的范圍，是基站天線1接收電波的范圍。
[0045] 陣列天線10-1~10-6各自的外側(cè)是圓筒狀的天線罩（參照后述的圖2的天線罩 500)，該圓筒狀的天線罩500的中心軸設(shè)置成與地面垂直。
[0046] 如圖1 (b)所示，單元2在水平面上具備按角度分開的多個扇形3-1~3-6。扇形 3-1~3-6分別與基站天線1的6個陣列天線10-1~10-6對應(yīng)而設(shè)置。也即是，陣列天線 10-1~10-6各自的輸出電波的電場大的主波瓣11的方向面向?qū)?yīng)的扇形3-1~3-6。
[0047] 在此，在不將陣列天線10-1~10-6各自區(qū)別時，標(biāo)記為陣列天線10。另外，在不 將扇形3-1~3-6各自區(qū)別時，標(biāo)記為扇形3。
[0048] 此外，圖1中作為例子示出的基站天線1具備6個陣列天線10-1~10-6以及與 它們對應(yīng)的扇形3-1~3-6。但是，陣列天線10以及扇形3也可以是6個以外的預(yù)定的個 數(shù)。另外，在圖1(a)中，扇形3是將單元2分成6等分（中心角60° )而構(gòu)成的，但也可以 不是等分，還可以構(gòu)成為使任意一個扇形3比其他的扇形3寬或窄。
[0049] 并且，各個陣列天線10與向陣列天線10所具備的偶極天線（參照后述的圖2中 的偶極天線110-1~110-8。在不區(qū)別它們時標(biāo)記為偶極天線110。）傳輸發(fā)送信號以及接 收信號的收發(fā)電纜31連接。
[0050] 收發(fā)電纜31與設(shè)置在基站（未圖示）內(nèi)的進(jìn)行發(fā)送信號的生成以及接收信號的 接收的收發(fā)部4(參照后述的圖5)連接。收發(fā)電纜31例如是同軸電纜。
[0051] 在圖1(a)中，在陣列天線10-1中標(biāo)記了收發(fā)電纜31。其他的陣列天線10-2~ 10-6與陣列天線10-1同樣也具備收發(fā)電纜31，但省略了它們的標(biāo)記。
[0052] 此外，下面以基站天線1發(fā)送電波進(jìn)行說明，但根據(jù)天線的可逆性，基站天線1能 夠接收電波。在接收電波的情況下，例如只要將發(fā)送信號作為接收信號并使信號的流向相 反即可。
[0053] 另外，陣列天線10具備用于使發(fā)送信號的相位不同而向陣列天線10所具備的多 個偶極天線110供給的移相器200 (參照后述的圖5)。通過使向多個偶極天線110供給的 發(fā)送信號的相位錯開，從而使從陣列天線10放射的電波（波束）的放射角度從水平面向地 上方向傾斜角度9 (作為波束傾角9)。由此，設(shè)定成不會使電波達(dá)到單元2外。
[0054]〈陣列天線10>
[0055] 圖2是表示第1實(shí)施方式的陣列天線10的構(gòu)成的一例的圖。在圖2中，示出了平 放陣列天線10而從側(cè)面斜向觀察到的立體圖。
[0056] 陣列天線10具備反射板120、在反射板120上排列的多個（在此以8個為例）偶 極天線110-1~110-8、向偶極天線110-1~110-8的各偶極天線錯開相位而供給發(fā)送信號 的移相器200。陣列天線10還具備收納成包住反射板120、偶極天線110-1~110-8以及 移相器200的天線罩500。在圖2中，由虛線表示天線罩500,使得設(shè)置在天線罩500內(nèi)部 的反射板120、偶極天線110-1~110-8可見。此外，在圖2中，因?yàn)橐葡嗥?00設(shè)置在反射 板120的與設(shè)有偶極天線110-1~110-8的一側(cè)相反的一側(cè)，所以由虛線來表示。
[0057] 奇數(shù)序號的偶極天線110-1、110_3、110-5、110-7具備長軸方向分別從垂直方向 偏離45°的橢圓形狀的一對元件部llla、112a。并且，對從垂直方向偏離45°的極化波進(jìn) 行收發(fā)。此外，作為一例，元件部111a、112a設(shè)置成表面與反射板120的正面反射部120a 平行，配置在相對于點(diǎn)〇對稱的位置上。
[0058] 偶數(shù)序號的偶極天線110-2、110-4、110-6、110-8具備長軸方向分別從垂直方向 偏離-45°的橢圓形狀的另一對元件部lllb、112b。并且，對從垂直方向偏離-45°的極化 波進(jìn)行收發(fā)。作為一例，元件部111b、112b也設(shè)置成表面與反射板120的正面反射部120a 平行，并且配置在相對于點(diǎn)0對稱的位置上。
[0059] 并且，偶極天線110-1和偶極天線110-2以使對稱配置偶極天線110-1的元件部 llla、112a的點(diǎn)0和對稱配置偶極天線110-2的元件部lllb、112b的點(diǎn)共同的方式進(jìn)行組 合，構(gòu)成對（一對）。進(jìn)而，偶極天線110-3和偶極天線110-4、偶極天線110-5和偶極天線 110-6、偶極天線110-7和偶極天線110-8同樣地進(jìn)行組合，構(gòu)成對。
[0060] 如此一來，陣列天線10成為能夠收發(fā)±45°的極化波的極化波共用。
[0061] 此外，在不將元件部llla、lllb各自區(qū)別時標(biāo)記為元件部111，在不將元件部 112a、112b各自區(qū)別時標(biāo)記為元件部112。
[0062] 這些偶極天線110-1~110~8分別獨(dú)立地進(jìn)行工作。由此，下面取出偶極天線 110-1~110-8中的一個作為偶極天線110進(jìn)行說明。
[0063] 此外，在圖2中，設(shè)為了收發(fā)±45°的極化波，但通過使成對的2個偶極天線110 繞點(diǎn)〇旋轉(zhuǎn)45°，能夠收發(fā)水平以及垂直的極化波。
[0064] 反射板120對偶極天線110發(fā)送的電波進(jìn)行反射，并且保持偶極天線110。在圖2 中，分別由2個偶極天線110構(gòu)成的4對在反射板120上隔著間隔Dp而配置，構(gòu)成陣列（陣 列天線10)。
[0065] 在反射板120中，與偶極天線110的元件部111、112相對的正面反射部120a為平 坦。與偶極天線110的陣列的方向交叉的方向上的反射板120的兩端部，成為向偶極天線 110側(cè)折彎的側(cè)面反射部120b。該折彎的側(cè)面反射部120b設(shè)定