專利名稱：長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于長期演進(LTE)移動通信系統(tǒng)中多輸入多輸出(MIMO)多天線技術(shù)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線。
背景技術(shù)：
在移動通信向4G演進大的背景下，面對頻譜資源的嚴(yán)重不足、大流量業(yè)務(wù)的激增，在天線等配套設(shè)備上引入新技術(shù)已經(jīng)被運營商作為重點工程。天線也面臨著小型化、雙極化、寬帶化和電調(diào)化的“四化要求”。在后3G時代，在不增加帶寬的情況下提高傳輸效率和頻譜利用率，以正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)和多輸入多輸出(MIMO)為核心的技術(shù)，獲得運營商和產(chǎn)業(yè)鏈的高度重視。研究MMO多天線技術(shù)已成為設(shè)備制造商的重要課題。MMO多天線技術(shù)作為LTE中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，要求天線間具有足夠的非相關(guān)·性。傳統(tǒng)的單極化室內(nèi)全向吸頂天線采用圓錐陣子在垂直極化方向進行覆蓋。在高頻段時，信號向正下方聚集，因此信號分布不均勻且增益不高。為此，設(shè)計一種兩個正交極化輻射單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的室內(nèi)全向吸頂天線的單極化輻射單元，在功能上能夠取代傳統(tǒng)的單極化室內(nèi)全向吸頂天線。它具有超寬帶、高隔離、好圓度、小尺寸、高增益的特點，能夠滿足LTE室內(nèi)信號覆蓋的技術(shù)要求。還有，目前正在使用的垂直極化天線和水平極化天線是共體的，無隔離措施，有互感電流在共體上串流，盡管兩電流是正交的，但仍有沿導(dǎo)體表面少部分側(cè)流，這將使其間的隔尚度不會很聞。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的任務(wù)是提供一種長期演進(LTE)移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，它具有超寬帶、高隔離、好圓度、小尺寸、高增益的特點，提高了 LTE雙極化室內(nèi)全向吸頂天線的大流量信號傳輸效率和頻譜利用率，有效地解決了傳統(tǒng)單極化室內(nèi)全向吸頂天線信號分布不均勻和增益不高的問題。本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，它包括垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線、三元磁環(huán)天線以及底盤，垂直極化椎體天線和三元磁環(huán)天線安置在底盤上，水平極化縫隙天線呈圓筒狀地設(shè)置在垂直極化椎體天線的上方；所述垂直極化椎體天線的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50 Ω，實現(xiàn)超寬帶；所述水平極化縫隙天線采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上；所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線是兩個正交極化輻射單元，為雙極化的極化正交；所述三元磁環(huán)天線以三環(huán)方式等角120°分布，其磁環(huán)尺寸1+s+g ^ 構(gòu)成諧振狀使之有最大激勵輻射；所述三元磁環(huán)天線與所述水平極化縫隙天線分體設(shè)置，極化隔離度>25dB;所述底盤取Φ 180〉X,使波束上翹。所述水平極化縫隙天線的四元縱縫等距分布在Φ 100mm、高84mm的圓筒面上，圓筒圓度優(yōu)于±1. 5dB。所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線的交叉極化優(yōu)于15dB。所述垂直極化椎體天線選錐體張角Θ在漸變到饋點50Ω同軸端口，可寬帶在50 Ω上工作。所述三元磁環(huán)天線的三環(huán)等角120°分布使之水平面上方向輻射電平分布的圓度 優(yōu)于 +1. 5dB。所述垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線及三元磁環(huán)天線的所有接觸點為焊接點以改善交調(diào)噪聲。本實用新型的室內(nèi)全向雙極化吸頂天線技術(shù)，用于第四代移動通信在不增加帶寬的情況下提高大流量信號傳輸效率和頻譜利用率。應(yīng)用本實用新型的技術(shù)，可以取代現(xiàn)有的單極化室內(nèi)全向吸頂天線，滿足第四代移動通信LTE室內(nèi)信號覆蓋技術(shù)指標(biāo)的要求。本實用新型的LTE移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線具有以下特點I、具有雙極化、雙流化的功能。2、產(chǎn)生雙極化增益，比單極化天線提高約2dB，解決了天線覆蓋范圍小、覆蓋能力不強的問題。3、用極化分集技術(shù)代替空間分集技術(shù)，有效改善邊緣處的接收效果，保證覆蓋范圍。4、采用極化隔離措施，使極化隔離度提高到25 34dB以上。5、很好地改善了室內(nèi)多徑衰落現(xiàn)象。6、為室內(nèi)覆蓋增加了組網(wǎng)方案。7、涵蓋多個頻段，用一副天線實現(xiàn)了多系統(tǒng)室內(nèi)共存的需求，大幅減少了室內(nèi)覆蓋建設(shè)的工作量和室內(nèi)覆蓋工程的成本。

圖I是本實用新型的一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記I為垂直極化(V. P.)椎體天線，2為水平極化(H. P.)縫隙天線，3為三元磁環(huán)天線，4為底盤。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細(xì)說明。參看圖1，本實用新型提供了一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，它主要由垂直極化椎體天線I、水平極化縫隙天線2、三元磁環(huán)天線3以及底盤4組成，垂直極化椎體天線I和三元磁環(huán)天線3安置在底盤4上，水平極化縫隙天線2呈圓筒狀地設(shè)置在垂直極化椎體天線I的上方。垂直極化(V. P.)椎體天線I的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50 Ω，實現(xiàn)超寬帯，SlK-14dB。垂直極化椎體天線I選錐體張角Θ在漸變到饋點50Ω同軸端ロ，可寬帶在50Ω上工作。水平極化(H. P.)縫隙天線2采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上。水平極化縫隙天線2的四元縱縫等距分布在Φ 100mm、高84mm的圓筒面上，圓筒圓度優(yōu)于±1. 5dB。 垂直極化椎體天線I與水平極化縫隙天線2是兩個正交極化輻射単元，為雙極化的極化正交。垂直極化椎體天線I與水平極化縫隙天線2的交叉極化優(yōu)于15dB。三元磁環(huán)天線3以三環(huán)方式等角120°分布，其磁環(huán)尺寸Ι+s+g I構(gòu)成諧振狀使
之有最大激勵輻射。三元磁環(huán)天線3與水平極化縫隙天線2分體設(shè)置，極化隔離度>25dB。三元磁環(huán)天線3的三環(huán)等角120°分布使之水平面上方向輻射電平分布的圓度優(yōu)于±1. 5dB。底盤4取Φ180>1,使波束上翹，若在一定高度上倒置時，波束即呈下傾，可滿足地面通信的實際需要。本實用新型的垂直極化椎體天線I、水平極化縫隙天線2及三元磁環(huán)天線3的所有接觸點為焊接點以改善交調(diào)噪聲。本實用新型的水平極化縫隙天線的極化純度高，且與三元磁環(huán)天線分體，極化隔離度>25dB。本實用新型采用極化正交，圓筒縫隙天線受磁環(huán)天線耦合影響很小，但縫隙的饋線電纜必須與磁環(huán)等電位，減弱了 HP天線對磁環(huán)天線的影響。本實用新型的磁環(huán)極化和縫隙的線極化組合，極化隔離度確保>25dB。本實用新型為了降低高度，采用三元磁環(huán)天線。磁環(huán)天線取磁環(huán)尺寸Ι+s+g I
構(gòu)成諧振狀，使之有最大激勵輻射。因單環(huán)主瓣寬度近乎120°，故采用三環(huán)方式等角(120° )分布，使之水平面上方向輻射電平分布的圓度最佳，優(yōu)于±1.5dB。選錐體張角Θ，
使之漸變到饋點50Ω同軸端ロ，可寬帶在50Ω上工作。采用足夠大的底盤(Φ 180彡λ)，
可使波束上翹。若在一定高度上倒置時，這時波束即呈下傾，可滿足地面通信的實際需要。本實用新型將所有接觸點改為焊點，可改善交調(diào)噪聲。本實用新型的主要設(shè)計體現(xiàn)在以下幾個方面UV. P.天線設(shè)計V.P.極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50Ω，可實現(xiàn)超寬帶，SlK_14dB。并使1+s+g ,使天線最佳諧振激勵。采用三環(huán)可使波束在水平面上輻射電平分布的圓度優(yōu)于
±1.5dB。底盤取Φ 180〉I,可使波束下傾。其單元增益至少在4dBi以上，將不需要的空間電波約束到所需的空間中。因縫隙天線極化純度高，且磁環(huán)天線線極化純度優(yōu)于振子天線，兩者組合則其間的極化隔離度優(yōu)于25dB。2、Η·Ρ·天線設(shè)計H. P.極化波采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在Φ 100mm、高84mm的圓筒面上，其饋電網(wǎng)絡(luò)集成在同一圓環(huán)面上，并聯(lián)式饋電網(wǎng)可寬帶工作。該天線増益至少在4dBi以上，將不需要空間電波約束到所需的空間，交叉極化優(yōu)于15dB，極化隔離度優(yōu)于25dB，優(yōu)化圓筒直徑(Φ 100)使圓度優(yōu)于±1. 5dB, SlK-HdB03、隔離度設(shè)計V. P.磁環(huán)三元陣面與H. P.縫隙四元陣面呈分隔狀，使互耦電流很弱，且弱感應(yīng)電 流是正交的，是很難再激勵縫隙的。這樣可確保V. P.磁環(huán)天線和H. P.縫隙天線之間隔離 度較高，它比目前正在使用的天線要高。因為目前正在使用的天線是共體的，它們的互耦/感應(yīng)電流互有影響，故不可能極化隔離得很好。磁偶極子的線極化比電振子純度高，前者極化分量很低，兩者組合后其隔離度較高。由于目前正在使用的V.P.天線和H.P.天線是共體的，無隔離措施，有互感電流在共體上串流，盡管兩電流是正交的，但仍有沿導(dǎo)體表面少部分側(cè)流，這將使其間的隔離度不會很高。而本實用新型的天線采用極化隔離措施，使極化隔離度提高到25 34dB以上。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變換、變型都將落在本實用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于它包括垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線、三元磁環(huán)天線以及底盤，垂直極化椎體天線和三元磁環(huán)天線安置在底盤上，水平極化縫隙天線呈圓筒狀地設(shè)置在垂直極化椎體天線的上方； 所述垂直極化椎體天線的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50 Ω，實現(xiàn)超寬帶；所述水平極化縫隙天線采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上；所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線是兩個正交極化輻射單元，為雙極化的極化正交；所述三元磁環(huán)天線以三環(huán)方式等角120 °分布，其磁環(huán)尺寸1+s+g ^ 構(gòu)成諧振狀使之有最大激勵輻射；所述三元磁環(huán)天線與所述水平極化縫隙天線分體設(shè)置，極化隔離度>25dB; 所述底盤取Φ 180〉A(chǔ) ,使波束上翹。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述水平極化縫隙天線的四元縱縫等距分布在Φ 100mm、高84mm的圓筒面上，圓筒圓度優(yōu)于± I. 5dB。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線的交叉極化優(yōu)于15dB。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述垂直極化椎體天線選錐體張角Θ在漸變到饋點50Ω同軸端口，可寬帶在50Ω上工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述三元磁環(huán)天線的三環(huán)等角120°分布使之水平面上方向輻射電平分布的圓度優(yōu)于 it L 5dB。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線及三元磁環(huán)天線的所有接觸點為焊接點以改善交調(diào)噪聲。
專利摘要本實用新型涉及一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其中垂直極化椎體天線和三元磁環(huán)天線安置在底盤上，水平極化縫隙天線呈圓筒狀地設(shè)置在垂直極化椎體天線的上方；垂直極化椎體天線的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50Ω，實現(xiàn)超寬帶，S11<-14dB；水平極化縫隙天線采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上；三元磁環(huán)天線以三環(huán)方式等角120°分布，其磁環(huán)尺寸l+s+g≈構(gòu)成諧振狀使之有最大激勵輻射。本實用新型用于第四代移動通信在不增加帶寬的情況下提高大流量信號傳輸效率和頻譜利用率。本實用新型具有雙極化、雙流化的功能；能產(chǎn)生雙極化增益，比單極化天線提高約2dB；改善了室內(nèi)多徑衰落現(xiàn)象；為室內(nèi)覆蓋增加了組網(wǎng)方案。
文檔編號H01Q21/24GK202633521SQ201220291910
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者陳玉增, 姜鋒, 朱燕華, 趙雪芹, 蘭伙釵 申請人:上海東洲羅頓通信股份有限公司