專利名稱：雙極化天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及天線技術(shù)，更具體地說，本實用新型涉及一種用于無線通信系統(tǒng)的雙極化基站天線。
背景技術(shù)：
用于無線通信系統(tǒng)中的基站具有接收線性極化電磁信號的能力。然后，這些信號被基站的接收機進行處理，并被送入電話網(wǎng)絡。實際上，接收信號的同一個天線也能發(fā)送這些信號，一般而言，天線發(fā)送和接收的信號頻率不同。
無線通信系統(tǒng)存在多徑衰落的問題，通常采用分集接收來克服。通常采用的分集技術(shù)包括空間分集和極化分集等。空間分集系統(tǒng)接收來自空間不同點的信號，需要兩根天線隔開一定的間距；極化分集采用正交極化，以提供不相關(guān)路徑的信號。
眾所周知，所謂雙極化天線就是采用相對于固定軸線的不同角度的極化指向，一般可以在垂直極化和水平極化之間變化；當前應用的系統(tǒng)采用的最流行的極化方式是垂直/水平極化或+45度/-45度極化，當然也可以采用其他角度的極化。
所謂交叉偶極子，就是采用+45度/-45度極化的一對偶極子，其中心在同一點，其軸線正交。交叉偶極子涉及一個互耦的問題，如何解除這些因電磁場相互干擾產(chǎn)生的相互耦合影響是一個很重要的議題，因此還需解決雙極化天線的端口對端口的去耦合。
和現(xiàn)有技術(shù)的天線陣列有關(guān)的另一個問題是其尺寸?，F(xiàn)有技術(shù)的天線陣列沿著天線的長度提供多個輻射元件。因此，天線的長度由輻射元件的數(shù)量和輻射元件的間距確定。因為天線的增益和輻射元件的數(shù)量和間距成正比，現(xiàn)有技術(shù)的天線的寬度和高度不可能不犧牲天線的增益而被顯著地減小。
另外，基站塔對于環(huán)境的影響已經(jīng)越來越在社會上受到關(guān)注，希望設(shè)計的天線能夠減小塔的尺寸而減小對社會的影響，這些塔的尺寸減小可以提供利用具有少數(shù)天線的基站塔來減小，如果采用雙極化天線和極化分集，就可以減小基站塔的尺寸。這種系統(tǒng)代替使用要求一對垂直極化的天線的空間分集的系統(tǒng)。一些研究表明，對于市區(qū)環(huán)境下，極化分集提供相當于空間分集的信號質(zhì)量。由于大部分基站位于市區(qū)環(huán)境中，可以采用雙極化天線代替一對常規(guī)的垂直極化天線，減少基站塔的尺寸的另一個方面是使用較小的基站天線。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是提供一種改進了的增加了雙極化天線的端口對端口的去耦合的、用于發(fā)送和接收電磁信號的雙極化天線。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是雙極化天線包括安裝板；安裝在安裝板上的多個輻射元件，每個輻射元件包括平衡的正交偶極子對，它們相對于安裝板軸線以兩個不同的預定角度對齊，從而形成交叉偶極子對；一個和輻射元件相連的不平衡的饋電網(wǎng)絡，所述饋電網(wǎng)絡與偶極子的一個半偶極子制成一體，偶極子的另外一個半偶極子單獨為一體。
上述方案中安裝板優(yōu)選為具有一縱向軸線。
其中多個輻射元件可以采用沿安裝板軸線直線排列，也可以是相鄰單元沿安裝板軸線交錯排列以減小天線的長度和寬度，還可以平衡其水平波束寬度。
饋電網(wǎng)絡沿著安裝板延伸，通過不導電介質(zhì)支撐保持與安裝板固定間距且不接觸。
各個偶極子通過支撐部分的底部彎折部分與安裝板電連接。
所述正交偶極子對相對于安裝板軸線優(yōu)選以兩個+45°和-45°的預定角度對齊。當然這兩個角度可以改變，以便使天線的性能最佳，并且，這兩個角度的大小也不必相同，例如可以分別是+60度和-30度等。
本實用新型的天線可以是呈一定橫截面形狀的筒狀，兩端設(shè)有端蓋，以保持天線的防水性能。
本實用新型的有益效果是本實用新型提供一種產(chǎn)生雙極化信號，至少能夠?qū)崿F(xiàn)30分貝的端口隔離天線，其具有高增益。采用一定橫截面形狀的筒狀天線罩，可保證天線的防水性能。本實用新型的雙極化輻射元件和饋電網(wǎng)絡可以采用相鄰單元交錯排列，以平衡其水平波束寬度，采用交錯排列可以減小天線的長度和寬度，能夠使和饋電網(wǎng)絡相連的不平衡的傳輸線和平衡的偶極子元件相匹配，本實用新型獨特的元件的數(shù)量相對較少，消除了焊接，并且一定程度上減少了機械緊固件的數(shù)量，生產(chǎn)成本低?？蓮V泛用于無線基站和各種類型的電信系統(tǒng)。


圖1帶網(wǎng)絡的天線頂視圖；圖2單個振子頂側(cè)視圖；圖3輻射單元交錯排列的另一實施例的天線俯視圖；
具體實施方式
圖1到3中所述的天線是可以工作在65度到90度半功率波束寬度天線。圖1所示的是與反射板40相連的交叉的雙極化偶極子輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb以及饋電網(wǎng)絡51、52組成的天線陣列10，反射板40是一個金屬接地板。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，天線的增益和陣列中具有交錯排列的輻射元件數(shù)量以及遠見的間距成正比。換句話說，增加天線陣列的輻射元件的數(shù)量將增加增益，而減少輻射元件的數(shù)量將減少增益。因此，雖然圖2中示出的8個輻射元件，但是輻射元件的數(shù)量可以增加，以便增加天線的增益；也可以減少輻射元件的數(shù)量而減少增益。
輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb發(fā)送和接收EM信號。輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb相對于反射板軸線分別呈+45度和-45度角，每個輻射元件接受具有+45和-45度極化的信號，即，偶極子的軸線這樣排列，使得他們平行于所需的極化指向。雖然所示的角度分別是+45度和.45度角，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，這些角度可以改變，以便使天線的性能最佳。此外，這兩個角度的大小也不必相同。例如可以分別是+60度和-30度等。在圖1所示的實施例中，在輻射元件1a、1b、2a、2b、……na、nb的每個中的一個偶極子接收具有+45度極化的信號，而另一個極化方向的偶極子接收具有-45度極化的信號。
圖2所示是該天線輻射單元采用的具體形式，由兩個偶極子輻射單元11、13和12、14組成；11、13偶極子由21饋電端進行饋電，12、14偶極子由22饋電端進行饋電；而每個半偶極子11、13、12、14分別通過腳部的彎折部分31、33、32、34固定在反射板40上；每對偶極子的一個半偶極子11和12分別與各自的饋電網(wǎng)絡物理上一體化加工，也即是由一整塊金屬板加工出來，另一個半偶極子單獨加工。這樣通過11和12這兩個半偶極子的固定位置31、32保證了饋電網(wǎng)絡21、22的直流接地。
圖3是另外一個實施例，采用輻射單元沿軸線交錯排布以獲得更佳的電性能，比如符合要求的波束寬度和交叉極化比，同時能夠節(jié)省天線的長度。
本實用新型的天線包括產(chǎn)生兩個正交計劃信號的雙極化輻射單元。本實用新型還提供了有交叉偶極子構(gòu)成的天線陣列，包括多個交叉排列的輻射單元，使得天線具有高的增益，同時減少了天線的高度和寬度。同時，本實用新型的天線生產(chǎn)成本低，因為基本上天線內(nèi)所有元件都可以以低的成本大量生產(chǎn)；獨特的元件的數(shù)量和總的元件的數(shù)量相對較少；消除了焊接，并且減少了機械緊固件的數(shù)量。
雖然本實用新型已經(jīng)參照一個或幾個優(yōu)選實施例進行了說明，但是本實用新型的技術(shù)人員應當理解，不脫離權(quán)利要求限定的本實用新型的構(gòu)思可以做出各種改變和改型。
權(quán)利要求1.一種雙極化天線，包括安裝板；安裝在安裝板上的多個輻射元件，每個輻射元件包括平衡的正交偶極子對，它們相對于安裝板軸線以兩個不同的預定角度對齊，從而形成交叉偶極子對；一個和輻射元件相連的不平衡的饋電網(wǎng)絡，其特征在于所述饋電網(wǎng)絡與偶極子的一個半偶極子制成一體，偶極子的另外一個半偶極子單獨為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的雙極化天線，其特征在于所述安裝板具有一縱向軸線。
3.如權(quán)利要求2所述的雙極化天線，其特征在于所述多個輻射元件沿所述安裝板軸線直線排列或相鄰單元交錯排列。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的雙極化天線，其特征在于饋電網(wǎng)絡沿著安裝板延伸，通過不導電介質(zhì)支撐保持與安裝板固定間距且不接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的雙極化天線，其特征在于所述各個偶極子通過支撐部分的底部彎折部分與安裝板電連接。
6.如權(quán)利要求5所述的雙極化天線，其特征在于所述正交偶極子對相對于安裝板軸線以兩個+45°和-45°的預定角度對齊。
7.如權(quán)利要求6所述的雙極化天線，其特征在于所述雙極化天線呈筒狀，兩端設(shè)有端蓋。
專利摘要本實用新型公開了一種雙極化天線，包括安裝板；安裝在安裝板上的多個輻射元件，每個輻射元件包括平衡的正交偶極子對，它們相對于安裝板軸線以兩個不同的預定角度對齊，從而形成交叉偶極子對；一個和輻射元件相連的不平衡的饋電網(wǎng)絡，所述饋電網(wǎng)絡與偶極子的一個半偶極子一體化加工設(shè)計，偶極子的另外一個半偶極子單獨加工。本實用新型提供一種產(chǎn)生雙極化信號，至少能夠?qū)崿F(xiàn)30分貝的端口隔離天線，其具有高增益。能夠使和饋電網(wǎng)絡相連的不平衡的傳輸線和平衡的偶極子元件相匹配，本實用新型獨特的元件的數(shù)量相對較少，消除了焊接，并且一定程度上減少了機械緊固件的數(shù)量，生產(chǎn)成本低?？蓮V泛用于無線基站和各種類型的電信系統(tǒng)。
文檔編號H01Q9/16GK2879454SQ200520064410
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者黃建軍, 蘇衛(wèi), 孫志剛 申請人:摩比天線技術(shù)(深圳)有限公司