專利名稱：一種分布式陣列天線系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可伸縮的分布式陣列天線系統(tǒng)。
背景技術：
天線在通信、廣播、電視、雷達和導航等無線電系統(tǒng)中被廣泛的應用，起到了傳播無線電波的作用，是有效地輻射和接受無線電波必不可少的裝置。對于應用于隧道、大型建筑物內、地鐵、地下停車場、地下室、礦井以及高速公路、鐵路等建筑場所內的天線，由于受到這些建筑場所的限制，例如建筑結構的限制，建筑場所物理環(huán)境的改變等，使得應用于這些建筑場所內、具有一般固定結構的天線覆蓋范圍受限，當建筑場所發(fā)生改變時，信號很難達到理想的覆蓋，且維護成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對目前天線在應用于隧道、大型建筑物內、地鐵、地下停車場、地下室、礦井以及高速公路、鐵路等受限的建筑場所內時存在的上述問題，提出了一種可伸縮的分布式陣列天線系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術手段如下本發(fā)明的天線系統(tǒng)包括多個用于實現(xiàn)天線輻射能量分配與接續(xù)的天線單元，多個天線單元之間利用射頻線纜首尾順序連接，首個天線單元與無線收發(fā)設備相連。天線單元又包括天線和天線控制器；無線收發(fā)設備發(fā)出的無線發(fā)射信號進入該天線系統(tǒng)后，前一天線單元的天線控制器對該無線發(fā)射信號進行能量分配，一部分由前一天線單元的天線發(fā)射，另一部分經天線控制器放大后進入下一天線單元的天線控制器；天線單元的天線在收到無線接收信號后，如果連接該天線單元的是無線收發(fā)設備，則將天線接收到的無線接收信號直接傳輸給無線收發(fā)設備，否則向靠近無線收發(fā)設備的方向進入下一無線收發(fā)設備的天線控制器進行功率衰減及放大后輸出到射頻線纜。該天線系統(tǒng)的各天線單元之間通過射頻線纜連接，可實現(xiàn)分布式陣列天線的伸縮，當工作環(huán)境發(fā)生改變時，天線數(shù)量、長度及大小可以隨著環(huán)境進行相應的改變，而且無線信號可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行有效的覆蓋。
以下結合附圖
及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明圖I為本發(fā)明天線系統(tǒng)的整體分布結構圖。圖2為圖I中天線控制器的結構圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的天線系統(tǒng)包括多個用于實現(xiàn)天線輻射能量分配與接續(xù)的天線單元，多個天線單元之間利用射頻線纜首尾順序連接，首個天線單元與無線收發(fā)設備相連。天線單元又包括天線I和天線控制器2 ;無線收發(fā)設備發(fā)出的無線發(fā)射信號進入該天線系統(tǒng)后，前一天線單元的天線控制器2對該無線發(fā)射信號進行能量分配，一部分由前一天線單元的天線I發(fā)射，另一部分經天線控制器2放大后進入下一天線單元的天線控制器2 ;天線單元的天線I在收到無線接收信號后，如果連接該天線單元的是無線收發(fā)設備，則將天線I接收到的無線接收信號直接傳輸給無線收發(fā)設備，否則向靠近無線收發(fā)設備的方向進入下一無線收發(fā)設備的天線控制器進行功率衰減及放大后輸出到射頻線纜。天線I可以是現(xiàn)有任一種天線，如全向天線、定向天線或者漏泄天線等。在相鄰天線單元之間距離較遠時，沿無線發(fā)射信號傳輸方向的下一天線單元還包括射頻中繼器3，用于對射頻線纜傳輸電磁波的損耗進行補償。如圖2所示，天線控制器2又包括通過射頻線纜連接無線收發(fā)設備或天線單元，還連接天線I的功分器21、連接功分器21的第一環(huán)形器22、連接第一環(huán)形器22的第一可調衰減器23、連接第一可調衰減器23的功率放大器24、連接第一環(huán)形器22的低噪聲放大器25、連接低噪聲放大器25的第二可調衰減器26、連接功率放大器24和第二可調衰減器 26、還連接天線單元或50歐姆的匹配負載的第二環(huán)形器27。對于首個天線單元的天線控制器2，功分器21連接無線收發(fā)設備，第二環(huán)形器27連接天線單元；對于最后一個天線單元的天線控制器2功分器21連接天線單元，第二環(huán)形器27連接50歐姆的匹配負載；對于中間位置的天線單元，功分器21連接天線單元，第二環(huán)形器27連接天線單元。在發(fā)射無線信號時，具有一定功率的無線發(fā)射信號進入功分器21，功分器21對無線發(fā)射信號進行功率分配，分配比例可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行任意分配，一般情況設置為等功率分配。經功率分配之后，一部分無線發(fā)射信號經天線I進行輻射；另外一部分無線發(fā)射信號經第一環(huán)形器22傳輸至第一可調衰減器23，然后傳輸至功率放大器24。通過對第一可調衰減器23的衰減值與功率放大器24的增益值進行求和，從而得到任意一個增益值Al，如果要求第二環(huán)形器27輸出的無線發(fā)射信號的電磁波功率不小于進入到功分器21的無線發(fā)射信號的入射功率值的話，Al須大于3dB。第一可調衰減器23的另一個作用是通過降低輸入功率放大器24的功率值，從而使得功率放大器24的設計得到簡化，提高天線控制器整體的放大性能。在接收無線信號時，無線接收信號經第二環(huán)形器27入射至天線控制器2后，經第二環(huán)形器27傳輸至第二可調衰減器26，經過衰減后傳輸至低噪聲放大器25，通過對第二可調衰減器26的衰減值與低噪聲放大器25的增益值進行求和，從而得到任意一個增益值A2，A2值的大小可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行設定，主要用于抵消環(huán)形器、功分器與射頻線纜或射頻接頭等的損耗，第二可調衰減器26的另一個作用是保護低噪聲放大器25，避免輸入功率過大而損壞器件。該天線系統(tǒng)中，每個天線單元的天線控制器可以接一部天線，并且可以將無線信號進行復原或者增減，從而實現(xiàn)無線信號的接續(xù)。各天線單元之間通過射頻線纜連接，可以實現(xiàn)分布式陣列天線的伸縮，當工作環(huán)境發(fā)生改變時，天線數(shù)量、長度及大小可以隨著環(huán)境進行相應的改變，而且無線信號可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行有效的覆蓋。
權利要求
1.一種分布式陣列天線系統(tǒng)，其特征在于包括多個用于實現(xiàn)天線輻射能量分配與接續(xù)的天線單元，多個天線單元之間利用射頻線纜首尾順序連接，首個天線單元與無線收發(fā)設備相連；天線單元又包括天線(I)和天線控制器(2); 無線收發(fā)設備發(fā)出的無線發(fā)射信號進入該天線系統(tǒng)后，前一天線單元的天線控制器(2)對該無線發(fā)射信號進行能量分配，一部分由前一天線單元的天線(I)發(fā)射，另一部分經天線控制器(2)放大后進入下一天線單元的天線控制器(2);天線單元的天線(I)在收到無線接收信號后，如果連接該天線單元的是無線收發(fā)設備，則將天線(I)接收到的無線接收信號直接傳輸給無線收發(fā)設備，否則向靠近無線收發(fā)設備的方向進入下一無線收發(fā)設備的天線控制器進行功率衰減及放大后輸出到射頻線纜。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于天線控制器(2)又包括通過射頻線纜連接無線收發(fā)設備或天線單元，還連接天線(I)的功分器(21)，連接功分器(21)的第一環(huán)形器(22)，連接第一環(huán)形器(22)的第一可調衰減器(23)，連接第一可調衰減器(23)的功率放大器(24)，連接第一環(huán)形器(22)的低噪聲放大器(25)，連接低噪聲放大器(25)的第二可調衰減器(26)，連接功率放大器(24)和第二可調衰減器(26)、還連接天線單元或50歐姆的匹配負載的第二環(huán)形器(27)。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于首個天線單元的天線控制器(2)的功分器(21)連接無線收發(fā)設備，第二環(huán)形器(27)連接天線單元；最后一個天線單元的天線控制器(2)的功分器(21)連接天線單元，第二環(huán)形器(27)連接50歐姆的匹配負載；中間位置的天線單元的功分器(21)連接天線單元，第二環(huán)形器(27)連接天線單元。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于在發(fā)射無線信號時，具有一定功率的無線發(fā)射信號進入功分器(21)，功分器(21)對無線發(fā)射信號進行功率分配；經功率分配之后，一部分無線發(fā)射信號經天線(I)進行輻射；另外一部分無線發(fā)射信號經第一環(huán)形器(22)傳輸至第一可調衰減器(23)，然后傳輸至功率放大器(24)，由第二環(huán)形器(27)輸出給下一天線單元或50歐姆的匹配負載。
5.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于在接收無線信號時，無線接收信號經第二環(huán)形器(27)入射至天線控制器(2)后，經第二環(huán)形器(27)傳輸至第二可調衰減器(26)，經過衰減后傳輸至低噪聲放大器(25)，再由第一環(huán)形器(22)輸出給功分器(21)，由功分器(21)輸出給前一天線單元和無線收發(fā)設備。
6.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于天線(I)是全向天線、定向天線或者漏泄天線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式陣列天線系統(tǒng)，包括多個用于實現(xiàn)天線輻射能量分配與接續(xù)的天線單元，多個天線單元之間利用射頻線纜首尾順序連接，首個天線單元與無線收發(fā)設備相連；天線單元又包括天線和天線控制器。該天線系統(tǒng)中，每個天線單元的天線控制器可以接一部天線，并且可以將無線信號進行復原或者增減，從而實現(xiàn)無線信號的接續(xù)。各天線單元之間通過射頻線纜連接，可以實現(xiàn)分布式陣列天線的伸縮，當工作環(huán)境發(fā)生改變時，天線數(shù)量、長度及大小可以隨著環(huán)境進行相應的改變，而且無線信號可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行有效的覆蓋。
文檔編號H01Q21/00GK102738597SQ20121012675
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權日2012年4月26日
發(fā)明者陳鵬 申請人:大連海事大學