專利名稱：多系統(tǒng)共體天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線移動(dòng)通信天線領(lǐng)域，尤其涉及一種兼容傳統(tǒng)基站天線和 智能天線的多系統(tǒng)共體天線。
背景技術(shù)：
在無(wú)線移動(dòng)通信高度發(fā)展的今天，作為通信系統(tǒng)的收發(fā)裝置，傳統(tǒng)的基 站天線獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，得到不斷完善和提高。
當(dāng)前傳統(tǒng)基站天線一^&有單^l化和雙;fe化兩種4l化方式，其形式包括單
純的垂直極化線陣、單純的±45°雙極化線陣、雙頻共用形式、多頻共用形 式、窄波束天線形式和多入多出天線形式等。
傳統(tǒng)基站天線系統(tǒng)一般包括至少一個(gè)天線列元和一個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)，如圖1 所示的單列天線系統(tǒng)，只有一個(gè)天線列元111和一個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)120,天線列 元111由多個(gè)輻射單元101線性排列組成，輻射單元101可為單極化振子或 雙極化振子。饋電網(wǎng)絡(luò)120接受基站系統(tǒng)的信號(hào)輸入，經(jīng)變換后輸出至上述 列陣lll，實(shí)現(xiàn)對(duì)其各個(gè)輻射單元101的并聯(lián)饋電，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的輻射方向 圖。
傳統(tǒng)基站天線的這種結(jié)構(gòu)所具有的突出特征在于其橫向尺寸一般在 150mm~ 350mm范圍內(nèi)，凈皮廣泛應(yīng)用于無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)，例如CDMA800MHz、 GSM900MHz、 GSM1800MHz、 PCS1900MHz、 UMTS等，其尺寸的實(shí)用性和安全性 已得到運(yùn)營(yíng)商和公眾的廣泛認(rèn)可。
然而，隨著3G時(shí)代的到來(lái)，代表3G主流標(biāo)準(zhǔn)之一的TD-SCDMA正在 朝著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)?；咚偾斑M(jìn)。作為其中重要組成部分的智能天線由 于可以利用波束賦形技術(shù)，以自適應(yīng)信號(hào)處理算法為基礎(chǔ)，優(yōu)化天線方向圖， 達(dá)到抑制干擾信號(hào)、提高抗衰落的能力，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)臺(tái)的定位等強(qiáng) 大優(yōu)勢(shì)，已成為第三代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。
當(dāng)前智能天線系統(tǒng)一^L包括至少兩個(gè)天線列元和一個(gè)^^交準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，如圖2
4所示典型8列智能天線系統(tǒng)，其包括8個(gè)天線列元11 ~ 18,每個(gè)天線列元包 括8個(gè)輻射單元1,輻射單元1為單極化振子或雙極化振子， 一個(gè)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò) 20。校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)20接受TD-SCDMA基站系統(tǒng)的信號(hào)輸入，經(jīng)變換后并聯(lián)饋電 至上述各個(gè)天線列元11至18，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)輻射方向圖。
圖2中的TD-SCDMA智能天線的 一個(gè)主要特征在于，在各天線列元的 水平方向上，相鄰兩個(gè)天線列元的間距均約為自由空間工作波長(zhǎng)的二分之一，
一般取75mm,例如典型的8列智能天線橫向?qū)挾染统^(guò)600mm。如此帶來(lái) 三個(gè)問題其一，其天線橫截面積過(guò)大，風(fēng)載荷大，在強(qiáng)風(fēng)暴下安全性能降 低，且增加了安裝固定時(shí)的施工難度；其二，目前的已有抱桿支架強(qiáng)度不夠， 導(dǎo)致實(shí)用性差，重新規(guī)劃抱桿則成本上升，運(yùn)營(yíng)商不認(rèn)可；其三，由于天線 面積過(guò)大，觀瞻性不好，與城市景觀不和諧，公眾誤認(rèn)為輻射大而抵觸安裝， 致使天線選址難度增大。
隨著即將展開的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模建設(shè)，為了優(yōu)化資源配置，市 場(chǎng)迫切需要一種新型的天線系統(tǒng)，能夠綜合智能天線和傳統(tǒng)基站天線的應(yīng)用 功能，實(shí)現(xiàn)兩種天線系統(tǒng)的集成化，減小網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度并降低成本；同時(shí)需 要縮小TD-SCDMA智能天線的尺寸達(dá)到傳統(tǒng)基站天線相當(dāng)?shù)某潭?，以提?其安全性能，并易于運(yùn)營(yíng)商和公眾接受，但筒單的縮小尺寸將使得智能天線 的電氣指標(biāo)，例如隔離度等，變得不可接受，無(wú)法滿足TD-SCDMA系統(tǒng)的 需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種多系統(tǒng)共體天線，在保持較低成本的前提下 將傳統(tǒng)基站天線與智能天線共體組裝且有效集成，并呈現(xiàn)天線整體的小型化， 消除由于天線體積較大所帶來(lái)的安全隱患。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的多系統(tǒng)共體天線，包括
主天線陣列，包括至少兩個(gè)用于共同發(fā)射和接收第一頻段的通信信號(hào)的 天線列元，天線列元由至少兩個(gè)輻射單元組成；
至少一個(gè)次天線陣列，包括至少一個(gè)用于發(fā)射和接收不同于所述第一頻
5段的獨(dú)立頻段的天線列元，天線列元由至少兩個(gè)輻射單元組成；
共用反射板，供所述主天線陣列和次天線陣列設(shè)置其上，并作為主天線
陣列和次天線陣列的共同反射器；
所述主天線陣列的每一天線列元中，其各輻射單元之間呈不等相分布饋電。
所述主天線陣列的相鄰兩個(gè)天線列元之間的間距為自由空間工作波長(zhǎng) 的1/3至1/4。
所述主天線陣列的每一天線列元的各輻射單元之間的不等相分布饋電 由第一相位分布部分和第二相位分布部分求和共同組成，第一相位分布部分
成，第二相位分布部分由優(yōu)化微擾所形成。
所述第一相位分布部分中，同一天線列元的相鄰兩個(gè)輻射單元的相位差 為15° ~75°之間。
較佳的，所述第一相位分布部分中，同一天線列元的相鄰兩個(gè)相位差為 33° 。
所述共用反射板可呈矩形，主天線陣列與次天線陣列并排裝設(shè)在共用反 射板上。
所述共用反射板也可呈V字形，具有兩個(gè)臂板，主天線陣列與次天線陣 列分別裝設(shè)在共用反射板的兩個(gè)臂板上。所述共用反射板的兩個(gè)臂板之間呈 銳角。
所述共用反射板還可呈扇形，主天線陣列與次天線陣列并排裝設(shè)在共用 反射板上。
所述第一頻段為TD-SCDMA所使用的頻段。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)基站天線和TD-SCDMA智能天 線的有效集成，提高多種通信系統(tǒng)的兼容性，進(jìn)而減小網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度并降低 運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)成本；同時(shí)在保證性能指標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)共體天線的緊湊化， 與相同列數(shù)的常規(guī)TD-SCDMA智能天線相比，將其尺寸減少40%左右，使 得智能天線尺寸與傳統(tǒng)基站天線的最大尺寸可相比擬，從而確保共體天線的
6安全性和實(shí)用性。


圖1為傳統(tǒng)基站天線系統(tǒng)的原理示意圖2為傳統(tǒng)智能天線系統(tǒng)的原理示意圖； 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的原理示意圖； 圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的原理示意圖； 圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的原理示意圖； 圖6為本發(fā)明第四實(shí)施例的原理示意圖； 圖7為本發(fā)明第五實(shí)施例的原理示意圖； 圖8為本發(fā)明第六實(shí)施例的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步的說(shuō)明
請(qǐng)參閱圖3第一實(shí)施例，本發(fā)明多系統(tǒng)共體天線能同時(shí)工作于 TD-SCDMA系統(tǒng)和其它傳統(tǒng)±奪窩移動(dòng)系統(tǒng)，由主天線陣列10、次天線陣列 100和共用反射^反組成。
主天線陣列IO為工作于TD-SCDMA系統(tǒng)的智能天線，為便于描述，指 定TD-SCDMA系統(tǒng)所使用的頻段為第一頻段。主天線陣列10包含8個(gè)天線 列元11 ~ 18，每個(gè)天線列元有8個(gè)輻射單元1,天線列元10的各天線列元 11 18，各輻射單元1均進(jìn)行獨(dú)立并聯(lián)j赍電，組成一個(gè)在電氣上獨(dú)立的天線， 用于發(fā)射或者接收第 一頻段的信號(hào)。
次天線陣列100為工作于其它系統(tǒng)的傳統(tǒng)基站天線，例如CDMA800MHz 系統(tǒng)、GSM卯OMHz系統(tǒng)，包含一個(gè)天線列元111,有4個(gè)進(jìn)行并聯(lián)饋電的 輻射單元IOI，用于發(fā)射或接收對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的信號(hào)。
共用反射板2，作為主天線陣列10的輻射單元1和次天線陣列100的輻 射單元101的反射器，供所述輻射單元1和101裝設(shè)其上，所述輻射單元1 和101與共用反射板2采用導(dǎo)電連接或者電容耦合連接。
主天線陣列IO和次天線陣列00在圖3所示的垂直方向豎直相距一定距離。當(dāng)然，主天線陣列IO和次天線陣列100之間還可以在水平方向上并排 相距一定距離。無(wú)論是在垂直方向上豎直排布的方式還是在水平方向上的并 排方式，此時(shí)的共用反射板2均可被設(shè)計(jì)成矩形，這樣便能最大限度的利用
共用反射板2的空間。
共用反射板2也可被設(shè)計(jì)成V字形，此時(shí)具有兩臂板(未圖示)，兩臂 板之間形成V字形的夾角，主天線陣列IO和次天線陣列100分別;波裝設(shè)在 兩臂板上。
此外，共用反射板2還可^^皮設(shè)計(jì)成扇形，主天線陣列10和次天線100 呈夾角狀裝設(shè)在共用反射板2上，與V字形的情況類似。
共用反射板2的V字形狀和扇形狀主要體現(xiàn)了共體天線整體的美觀，以 及便于將其裝設(shè)在特殊形狀的輔助基座(未圖示)上。
圖3、圖4、圖5分別揭示了本發(fā)明不同的實(shí)施例，在這些實(shí)施例中， 所述輻射單元1和101的才及化方式可以自由組合，既可為垂直極化或水平^L 化的單才及化振子，也可為極化方向分別為+45°和-45°的雙一及化纟展子，其結(jié)構(gòu) 形式可為金屬振子、微帶結(jié)構(gòu)或貼片結(jié)構(gòu)。不過(guò)各系統(tǒng)的饋電形式需根據(jù)輻
射單元極化方式的不同而相應(yīng)改變。
在圖3至圖8所揭示的本發(fā)明各實(shí)施例中，以圖3所示的多系統(tǒng)共體天 線為代表，主天線陣列10的相鄰兩個(gè)天線列元11 18在水平方向的并排間 距可在平衡尺寸和性能的基礎(chǔ)上設(shè)為1/3至1/4工作波長(zhǎng)，此舉在傳統(tǒng)智能 天線的基礎(chǔ)上將其橫截面積減少了 40%左右，如此使得TD-SCDMA智能天 線尺寸與傳統(tǒng)基站天線尺寸可相比擬，以獲得市場(chǎng)的高度認(rèn)可，為智能天線 的規(guī)模應(yīng)用掃清障礙。
但是，主天線陣列10的天線列元11 18在水平方向的間距在減小的同 時(shí)會(huì)引起互藕的增加，為了減小由于互藕增強(qiáng)而帶來(lái)的性能惡化，所述主天 線陣列10的每個(gè)天線列元11~18的輻射單元1之間采用不等相的分布饋電。 所述的不等相分布饋電由兩部分的求和共同組成，第一相位分布部分為從同 一列天線列元中第一個(gè)輻射單元到最后一個(gè)輻射單元的相位依次滯后或超 前，形成線性的相位分布，且相鄰兩個(gè)輻射單元的相位差在15° ~75°范圍 內(nèi)，例如取33° ，所述的第一部分相位分布為不等相分布的主要特^E,實(shí)現(xiàn)列陣間的高隔離度；第二相位分布部分為一優(yōu)化微擾的分布，為不等相分布
的次要特征，主要用于配合相應(yīng)幅度分布實(shí)現(xiàn)天線的波束賦形；為實(shí)現(xiàn)去藕
提高天線列元間的隔離度也可以將其天線列元采用交錯(cuò)分布方式擺放，或采 用交錯(cuò)分布和平行分布兩種方式的混合形式。
圖4所示的主天線陣列10采用平行分布方式擺放，而圖5所示主天線 陣列IO則采用交錯(cuò)分布方式擺放。
對(duì)于傳統(tǒng)的基站天線陣列，可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需要靈活組陣。
例如圖3、圖4所示的至少包含有一個(gè)輻射單元的的線陣形式。 圖6、圖7所示的實(shí)施例主要改進(jìn)了次天線陣列，以使其適用于雙頻共 用天線。
圖6包含兩個(gè)次天線陣列111和112,分別包含一個(gè)天線列元111, 112, 一個(gè)是由輻射單元101組成的天線列元111， 一個(gè)是由輻射單元102組成的 天線列元112，次天線陣列111和112在平4于于陣面的方向上相互有一定的
空間位移。
圖7所述包含兩個(gè)次天線陣列111和113, —個(gè)是由輻射單元101組成 的次天線陣列111, 一個(gè)是由輻射單元103組成的次天線陣列113，輻射單元 103在空間上內(nèi)含輻射單元101,如此陣列分布可以減小次天線陣列111和 113之間占用的空間，從而降低天線成本。據(jù)此還可以推廣至三頻共用，甚
至三頻以上的多頻共用。
所述傳統(tǒng)基站天線的次天線陣列還可以為窄波束天線陣列或者多入多 出天線陣列等。如圖8所示， 一個(gè)次天線陣列100由兩個(gè)天線列元111和114 組成，每個(gè)天線列元111和114包含至少一個(gè)輻射單元101。天線列元111 和114可以獨(dú)立工作，則構(gòu)成多入多出天線陣列；如將列陣lll、 114通過(guò)功 分網(wǎng)絡(luò)組合，則可以根據(jù)應(yīng)用需要構(gòu)成窄波束天線陣列。
由此可見，本發(fā)明提供了將傳統(tǒng)基站天線和TD-SCDMA天線共體組裝 的方案，并提供了多種改進(jìn)適配方案，以上實(shí)施例并非限制本發(fā)明所描述的 技術(shù)方案，因此，盡管本說(shuō)明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳 細(xì)的it明，本領(lǐng)域的普通4支術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 一切不脫離本發(fā)明的精神和范 圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種多系統(tǒng)共體天線，其特征在于包括主天線陣列，包括至少兩個(gè)用于共同發(fā)射和接收第一頻段的通信信號(hào)的天線列元，天線列元由至少兩個(gè)輻射單元組成；至少一個(gè)次天線陣列，包括至少一個(gè)用于發(fā)射和接收不同于所述第一頻段的獨(dú)立頻段的天線列元，天線列元由至少兩個(gè)輻射單元組成；共用反射板，供所述主天線陣列和次天線陣列設(shè)置其上，并作為主天線陣列和次天線陣列的共同反射器；所述主天線陣列的每一天線列元中，其各輻射單元之間呈不等相分布饋電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在于所述主天線 陣列的相鄰兩個(gè)天線列元之間的間距為自由空間工作波長(zhǎng)的1/3至1/4。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在于所述主天線 陣列的每一天線列元的各輻射單元之間的不等相分布饋電由第一相位分布部 分和第二相位分布部分求和共同組成，第一相位分布部分由眾輻射單元的相 位依眾輻射單元的線性排列方向依次線性滯后或超前所形成，第二相位分布 部分由優(yōu)化微擾所形成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在于所述第一相 位分布部分中，同一天線列元的相鄰兩個(gè)輻射單元的相位差為15° 75°之 間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在于所述第一相 位分布部分中，同一天線列元的相鄰兩個(gè)相位差為33° 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在 于所述共用反射板呈矩形，主天線陣列與次天線陣列并排裝設(shè)在共用反射 板上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在于所述共用反射板呈V字形，具有兩個(gè)臂板，主天線陣列與次天線陣列分別裝設(shè)在共用反射板的兩個(gè)臂板上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在于所述共用反 射板的兩個(gè)臂板之間呈銳角。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在 于所述共用反射板呈扇形，主天線陣列與次天線陣列并排裝設(shè)在共用反射 板上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多系統(tǒng)共體天線，其特征在 于所述第一頻段為TD-SCDMA所使用的頻段。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多系統(tǒng)共體天線，包括主天線陣列，包括至少兩個(gè)用于共同發(fā)射和接收第一頻段的通信信號(hào)的天線列元，天線列元由至少兩個(gè)輻射單元組成；至少一個(gè)次天線陣列，包括至少一個(gè)用于發(fā)射和接收不同于所述第一頻段的獨(dú)立頻段的天線列元，天線列元由至少兩個(gè)輻射單元組成；共用反射板，供所述主天線陣列和次天線陣列設(shè)置其上，并作為主天線陣列和次天線陣列的共同反射器；所述主天線陣列的每一天線列元中，其各輻射單元之間呈不等相分布饋電。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)基站天線和TD-SCDMA智能天線的有效集成，同時(shí)在保證性能指標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)天線的緊湊化，從而確保共體天線的安全性和實(shí)用性。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK101465473SQ20071003273
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者劉木林, 卜斌龍 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司