專利名稱：一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙極化賦形波束基站天線，尤其涉及雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線。
背景技術(shù)：
為了提高通信容量，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用不同的擴(kuò)容方式，移動(dòng)通信扇區(qū)化覆蓋就是一種擴(kuò)容方式。目前，移動(dòng)通訊基站天線，大都采用水平面波束寬度為65°的賦形波束基站天線，而90°的基站天線則很少使用，根據(jù)用戶疏密分布情況，采用多少扇區(qū)為好，需要網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，若采用90°扇形波束覆蓋，根據(jù)蜂窩通信原理，它更適合頻率復(fù)用，也就是它更能充分地利用頻譜資源，同時(shí)90°扇區(qū)的劃分，與天線波瓣特性較吻合，更能充分利用功率能量，也就是功率利用率高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種新型，高質(zhì)量，寬頻帶，寬波束，雙極化結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，使用方便，成本低，可有效利用頻譜資源，抗干擾能力強(qiáng)的雙頻共用90°的賦形波束基站天線。
本實(shí)用新型的目的可以通過如下措施來達(dá)到一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，它包括底板13，底板13上設(shè)有天線單元，其特征在于該天線單元至少設(shè)有兩個(gè)，每個(gè)天線單元包括一個(gè)貼片3，每個(gè)貼片3均通過支柱6與底板13相連，底板13和每個(gè)貼片3之間均設(shè)有兩個(gè)L形探針5，兩個(gè)L形探針5相互垂直，底板13上貼片3的周圍通過固定板4連接背腔15，背腔15與底板13之間有間隙，底板13的底部設(shè)有功分器，功分器的輸入端通過射頻電纜14與通信機(jī)相連，功分器的各個(gè)輸出端分別通過射頻電纜14與各個(gè)L形探針5相連。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的天線單元的數(shù)量為N＝2n(n＝1，2，3，4......n為整數(shù))。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的固定板4為絕緣固定板，背腔15與底板13之間連接有金屬小片。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的天線單元為四個(gè)，底板13的底部設(shè)有兩個(gè)一分四功分器9，每個(gè)功分器9的輸入端通過一根射頻電纜14與通信機(jī)相連，兩個(gè)功分器9的8個(gè)輸出端分別通過8根射頻電纜14與8個(gè)L形探針5相連。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的天線單元為6個(gè)，底板13的底部設(shè)有兩個(gè)一分六功分器16，每個(gè)功分器16的輸入端通過一根射頻電纜14與通信機(jī)相連，兩個(gè)功分器16的12個(gè)輸出端分別通過12根射頻電纜14與12個(gè)L形探針5相連。
所述的天線單元為8個(gè)，底板13的底部設(shè)有兩個(gè)一分二功分器17和四個(gè)一分四功分器9，兩個(gè)一分二功分器17的輸入端分別通過一根射頻電纜14與通信機(jī)相連，兩個(gè)一分二功分器17的4個(gè)輸出端分別通過4根射頻電纜14與四個(gè)一分四功分器9的4個(gè)輸入端相連，四個(gè)一分四功分器9的16個(gè)輸出端分別通過16根射頻電纜14與16個(gè)L形探針5相連。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的貼片3上通過支柱2連接有小貼片1。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的貼片3和小貼片1均為八邊形貼片。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的底板13上連接有周邊圍裙18，周邊圍裙18與底板13垂直，呈“L”形。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的底板13上連接端蓋10和天線罩11。
本實(shí)用新型同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果本實(shí)用新型利用探針—貼片技術(shù)，提供了一種新型、高性能、雙頻共用90°賦形波束基站天線，CDMA和GSM雙網(wǎng)共用，可以實(shí)現(xiàn)單極化和雙極化，它制造簡(jiǎn)單，成本低廉，產(chǎn)品美觀大方，使用方便，具有優(yōu)越的電氣性能。這種天線適應(yīng)通信系統(tǒng)擴(kuò)容的需要，它具有嚴(yán)格的波束寬度控制和高的前后比，駐波比小于1.3，帶寬為15.3％，是其他天線如縫隙天線，孔徑耦合天線等形式所不能及的，且采用較少數(shù)量的天線就可達(dá)到覆蓋要求，且充分的利用了頻譜資源。


圖1為本實(shí)用新型的四單元結(jié)構(gòu)的仰視圖；圖2為本實(shí)用新型的四單元結(jié)構(gòu)的主視圖；圖3為本實(shí)用新型的四單元結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖4為本實(shí)用新型的單元結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖5為本實(shí)用新型的六單元結(jié)構(gòu)及饋電網(wǎng)絡(luò)圖；圖6為本實(shí)用新型的八單元結(jié)構(gòu)及饋電網(wǎng)絡(luò)圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式作詳細(xì)說明實(shí)施例1一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線(參見圖1、圖2、圖3、圖4)，它包括底板13，底板13上連接有天線單元，天線單元設(shè)有4個(gè)，每個(gè)天線單元包括一個(gè)八邊形貼片3，每個(gè)貼片3的上端通過4個(gè)絕緣支柱2連接一八邊形小貼片1，每個(gè)貼片3的下端通過4個(gè)絕緣支柱6與底板13相連，底板13上在底板和每個(gè)貼片3之間均通過探針底座8連接兩個(gè)L形探針5，兩個(gè)L形探針5相互垂直，底板13上貼片3的周圍通過絕緣固定板4連接背腔15，背腔15與底板13之間有間隙，背腔15與底板13之間連接有金屬小片，底板13的底部設(shè)有兩個(gè)一分四功分器9，每個(gè)功分器9的輸入端通過一根射頻電纜14與通信機(jī)相連，兩個(gè)功分器9的8個(gè)輸出端分別通過8根射頻電纜3與8個(gè)L形探針5相連，底板13上連接有周邊圍裙18，周邊圍裙18與底板13垂直，呈“L”形，整個(gè)板式天線用天線罩11和端蓋10罩起來，形成封閉系統(tǒng)，保護(hù)內(nèi)部的天線輻射元和饋電網(wǎng)絡(luò)及全部金屬或塑料結(jié)構(gòu)件，天線罩11，使用高質(zhì)量的PVC塑料經(jīng)模具的成型加工制成具有良好的封閉作用和排水結(jié)構(gòu)。該方案通過各單元間實(shí)現(xiàn)交叉耦合分量的抵消，達(dá)到了提高隔離度的目的，兩探針同相輸入，因?yàn)榭臻g位置的對(duì)稱性，在兩探針上產(chǎn)生的耦合分量相等，經(jīng)過天線背面線路的180°反相抵消。采用一分四功分器(四路輸出等幅同相)和射頻電纜來組成饋電電路，一分四功分器的四個(gè)分支輸出信號(hào)等幅同相，來自基站的射頻信號(hào)經(jīng)由連接到接頭12的傳輸線進(jìn)入天線的饋電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通過射頻電纜到達(dá)兩個(gè)一分四功分器的輸入端，每個(gè)功分器將信號(hào)等幅同相的分配成四路輸出，經(jīng)過四根嚴(yán)格按照相位要求長(zhǎng)短不等的射頻電纜，至每個(gè)探針，探針被饋電激勵(lì)又輻射高頻電磁波，電磁波在貼片3上產(chǎn)生表面電流，形成感生電場(chǎng)，再耦合到小貼片1上，然后通過天線罩11輻射到自由空間，形成天線輻射方向圖。因?yàn)殡p極化信號(hào)同時(shí)輻射出去，兩路信號(hào)會(huì)相互干擾，為了盡可能減小相互之間的干擾，即提高兩路信號(hào)之間的隔離度，除了利用相鄰單元之間正交耦合分量的抵消原理外，還利用背腔結(jié)構(gòu)將每一個(gè)單元隔離起來，使得相鄰單元貼片、探針的影響盡量小，達(dá)到高隔離度的目的，同時(shí)由于背腔對(duì)貼片單元產(chǎn)生的反射作用，使得天線的輻射方向圖半功率角達(dá)到90°，由于寬波束天線的前后比一般比較差，為了改善期前后比，根據(jù)電磁波的幾何繞射原理，周邊圍裙18與底板13垂直，呈“L”形，底板13連同它的周邊圍裙10是電磁波反射機(jī)構(gòu)，它將L形探針5，貼片3和小貼片1輻射到它上的電磁波反射到前向空間，使天線形成定向輻射。天線單元的間距尺寸是按照賦形波束要求確定的，與功分器的四根不等長(zhǎng)的射頻電纜是一一對(duì)應(yīng)的，這兩組尺寸組成了不對(duì)稱，不等間距，不同饋電相位的賦形天線陣，保證了基站天線的賦形特性和相應(yīng)的輻射特性。
為了達(dá)到基站天線的三階互調(diào)的指標(biāo)要求，在電氣結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和工藝上作了充分的考慮，因?yàn)槿A互調(diào)是因?yàn)楦鬟B接點(diǎn)的異質(zhì)性，而產(chǎn)生高次冪信號(hào)，高次冪信號(hào)疊加的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生與工作頻率相接近的頻率而造成干擾。在饋點(diǎn)電路的的各連接點(diǎn)上都采用鍍錫的工藝，如在一分四微帶功分器9的傳輸線19表面為3～5um的錫鍍層，以降低三階無原交調(diào)信號(hào)造成的干擾，另外探針5表層為三元合金鍍層；另外為了使一分四微帶功分器9與底板接觸緊密，并使一分四微帶功分器9的微帶傳輸線與底板絕對(duì)平行，在一分四微帶功分器9下加了一非常平整的鋁質(zhì)墊板，另外在各焊接點(diǎn)的工藝上要求焊接均勻飽滿，各接地點(diǎn)要求接地充分無縫隙。保證了以上就可以使天線的三階互調(diào)達(dá)到-107dBm的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。
同時(shí)采用上下不同尺寸的上貼片1、貼片3是為了展寬天線的頻率帶寬，根據(jù)需要也可以使用單貼片的單元天線組成陣列，實(shí)現(xiàn)某一頻率的高增益和高前后比的定向天線。
實(shí)施例2一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線(參見圖5)，它包括底板13，底板13上連接一天線單元，天線單元設(shè)有6個(gè)，每個(gè)天線單元包括一個(gè)八邊形貼片3，每個(gè)貼片3的上端通過4個(gè)絕緣支柱2連接一八邊形小貼片1，每個(gè)貼片3的下端均通過4個(gè)絕緣支柱6與底板13相連，底板13上在底板和每個(gè)貼片3之間均通過探針底座8連接兩個(gè)L形探針5，兩個(gè)L形探針5相互垂直，底板13上貼片3的周圍通過絕緣固定板4連接背腔15，背腔15與底板13之間有間隙，背腔15與底板13之間連接有金屬小片，底板13的底部設(shè)有兩個(gè)一分六功分器16，每個(gè)功分器16的輸入端通過一根射頻電纜14與通信機(jī)相連，兩個(gè)功分器16的12個(gè)輸出端分別通過12根射頻電纜14與12個(gè)L形探針5相連。該方案采用兩個(gè)一分六功分器(六路輸出等幅同相)和射頻電纜來組成饋電電路。
實(shí)施例3一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線(參見圖3、圖8)，它包括底板13，底板13上連接一天線單元，天線單元設(shè)有8個(gè)，每個(gè)天線單元包括一個(gè)八邊形貼片3，每個(gè)貼片3的上端均通過4個(gè)絕緣支柱2連接一八邊形小貼片1，每個(gè)貼片3的下端均通過4個(gè)絕緣支柱6與底板13相連，底板13上在底板和每個(gè)貼片3之間均通過探針底座8連接兩個(gè)L形探針5，兩個(gè)L形探針5相互垂直，底板13上貼片3的周圍通過絕緣固定板4連接背腔15，背腔15與底板13之間有間隙，底板13的底部設(shè)有兩個(gè)一分二功分器17和四個(gè)一分四功分器9，兩個(gè)一分二功分器的輸入端分別通過一根射頻電纜14與通信機(jī)相連，兩個(gè)一分二功分器17的4個(gè)輸出端分別通過4根射頻電纜14與四個(gè)一分四功分器9的4個(gè)輸入端相連，四個(gè)一分四功分器9的16個(gè)輸出端分別通過16根射頻電纜14與16個(gè)L形探針5相連，該方案采用兩個(gè)一分二功分器、四個(gè)一分四功分器和射頻電纜來組成饋電電路。
權(quán)利要求1.一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，它包括底板(13)，底板(13)上設(shè)有天線單元，其特征在于該天線單元至少設(shè)有兩個(gè)，每個(gè)天線單元包括一個(gè)貼片(3)，每個(gè)貼片(3)均通過支柱(6)與底板(13)相連，底板(13)和每個(gè)貼片(3)之間均設(shè)有兩個(gè)L形探針(5)，兩個(gè)L形探針(5)相互垂直，底板(13)上貼片(3)的周圍通過固定板(4)連接背腔(15)，背腔(15)與底板(13)之間有間隙，底板(13)的底部設(shè)有功分器，功分器的輸入端通過射頻電纜(14)與通信機(jī)相連，功分器的各個(gè)輸出端分別通過射頻電纜(14)與各個(gè)L形探針(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的天線單元的數(shù)量為N＝2n，n＝1、2、3、4......，n為整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的固定板(4)為絕緣固定板，背腔(15)與底板(13)之間連接有金屬小片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的天線單元為四個(gè)，底板(13)的底部設(shè)有兩個(gè)一分四功分器(9)，每個(gè)功分器(9)的輸入端通過一根射頻電纜(14)與通信機(jī)相連，兩個(gè)功分器(9)的8個(gè)輸出端分別通過8根射頻電纜(14)與8個(gè)L形探針(5)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的天線單元為6個(gè)，底板(13)的底部設(shè)有兩個(gè)一分六功分器(16)，每個(gè)功分器(16)的輸入端通過一根射頻電纜(14)與通信機(jī)相連，兩個(gè)功分器(16)的12個(gè)輸出端分別通過12根射頻電纜(14)與12個(gè)L形探針(5)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的天線單元為8個(gè)，底板(13)的底部設(shè)有兩個(gè)一分二功分器(17)和四個(gè)一分四功分器(9)，兩個(gè)一分二功分器(17)的輸入端分別通過一根射頻電纜(14)與通信機(jī)相連，兩個(gè)一分二功分器(17)的4個(gè)輸出端分別通過4根射頻電纜(14)與四個(gè)一分四功分器(9)的4個(gè)輸入端相連，四個(gè)一分四功分器(9)的16個(gè)輸出端分別通過16根射頻電纜(14)與16個(gè)L形探針(5)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的貼片(3)上通過支柱(2)連接有小貼片(1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的貼片(3)和小貼片(1)均為八邊形貼片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的底板(13)上連接有周邊圍裙(18)，周邊圍裙(18)與底板(13)垂直，呈“L”形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，其特征在于所述的底板(13)上連接端蓋(10)和天線罩(11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙頻共用90°雙極化賦形波束基站天線，它包括底板(13)，底板(13)上設(shè)有天線單元，其特征在于該天線單元至少設(shè)有兩個(gè)，每個(gè)天線單元包括一個(gè)貼片(3)，每個(gè)貼片(3)均通過支柱(6)與底板(13)相連，底板(13)和每個(gè)貼片(3)之間均設(shè)有兩個(gè)L形探針(5)，兩個(gè)L形探針(5)相互垂直，底板(13)上貼片(3)的周圍通過固定板(4)連接背腔(15)，背腔(15)與底板(13)之間有間隙，底板(13)的底部設(shè)有功分器，功分器的輸入端通過射頻電纜(14)與通信機(jī)相連，功分器的各個(gè)輸出端分別通過射頻電纜(14)與各個(gè)L形探針(5)相連，本實(shí)用新型高質(zhì)量，寬頻帶，寬波束，雙極化結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，使用方便，成本低，可有效利用頻譜資源，抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK2744003SQ200420041019
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者王卓鵬, 付洪全, 李景峰, 孫淑麗, 肖長(zhǎng)虹, 陸貴文, 李渠塘 申請(qǐng)人:煙臺(tái)高盈科技有限公司