一种小间距阵列天线的制作方法

文档序号:6912094阅读:667来源:国知局
专利名称:一种小间距阵列天线的制作方法
技术领域
一种小间距阵列天线
本实用新型涉及移动通信领域,尤其涉及一种小间距(阵列中至 少一个方向间距小于二分之一波长)阵列天线。
智能天线是当前通信领域最热门的技术之一 ,其缘由是智能天线 技术可以充分利用无线资源的空间可分割性,提高无线通信系统对无 线资源的利用率,从根本上提高系统容量。
智能天线系统可以看作是一个空间滤波器, 一般主要应用于基站 系统,其基本思想是可为用户提供窄定向波束,使该波束对准通信用
户方向,自动跟踪通信用户;而在干扰用户方向则生成深零点,抑制 同道干扰、多址干扰和多径衰落,以实现显著提高信干比、增强系统 容量的目的。
智能天线采用 一定阵元数的阵列天线,由于各阵元的空间位置不 同,同一无线电信号到达各个阵元波程差不同,因而可用于波达估计 (DoA)。不同方向的信号通过阵列天线后产生不同的阵列响应,智能
天线接收系统可采取一定的算法(可在射频、中频或基带实现)把不 同方向的信号区分开来,从而降低干扰,提高系统性能。因此阵列结 构对智能天线系统性能起着重要的影响。
由于阵列天线技术的优越性,其逐渐被用于在现代移动通信系统 中,尤其值得一提的是阵列天线技术被应用于我国提出的第三代移动
通信标准TD-SCDMA之中。但是,由于阵列天线为多元天线,天线口径 较大,导致风阻较大等机械问题。而且由于移动通信与民众生活息息 相关,很多基站、天线要架设于密集城市区域,天线口面过大往往会 引起民众反感。此外,阵列天线技术还被应用于飞行设备与地面之间 通信导航,但飞行设备上空间非常有限。因此这些领域需要采用小间 距(阵列在至少一个方向间距小于二分之一波长)阵列天线。但是当 阵列天线单元间距小于二分之一波长之后,单元之间相互耦合严重, 导致阵列中相邻列之间隔离变差,阵列波束赋形结果恶化,阵列增益 降低等问题。目前尚无较好的技术来解决这一问题。
本实用新型要解决的技术问题是提供一种d、间距阵列天线,这种 小间距阵列天线可以解决现有技术存在的无法解决小间距阵列(阵列 间距小于二分之一波长)中各列间的耦合问题,以及小间距紧缩型阵 列天线由于耦合问题导致相邻列隔离变差、单元阻抗带宽变窄、阵列 波束形成恶化问题。
为了解决上述技术问题, 一种小间距阵列天线,包括至少两列阵 列单元、馈电网络、电缆接头,所述的列每列包括至少两个阵列单元、 阵列单元间至少有一个方向的间距小于二分之一波长,在一个或多个 阵列单元的周围布置有金属隔离条。
以上所述的小间距阵列天线,所述金属隔离条按菱形或平行四边 形的方式布置。
根据权利要求2所述的小间距阵列天线,其特征在于,所述按菱 形或平行四边形的方式布置的金属隔离条首尾相接或首尾互不连接。
以上所述的小间距阵列天线,所述按菱形或平行四边形的方式布 置的金属隔离条内可以只包围l个至2个阵列单元。
以上所述的小间距阵列天线,还包括金属反射地板,所述的按菱 形或平行四边形的方式布置的金属隔离条可以悬空或者焊接在金属反 射地板上,与金属反射地板之间没有间隙。按按菱形或平行四边形的 方式布置的金属隔离条与金属反射地板的距离最好为0-0.4倍天线工 作频率对应的波长;金属隔离条宽度的范围最好是0. 01-0. 4倍天线工 作频率对应的波长。
本实用新型小间距阵列天线,在一个或多个阵列单元的周围布置 有金属隔离条,金属隔离条能够减小阵列天线中相邻列之间耦合,可 以提高小间距阵列天线隔离度,改善阵列天线波束赋形效果,提高单 元增益,提高阵列增益。本实用新型的小间距阵列天线隔离技术通过 减小单元近场耦合改善了天线的阵列性能。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。


图1为现有^^支术排列阵列天线结构示意图2为本实用新型小间距阵列天线实施例l用于对称振子单元阵 列结构示意图3为本实用新型小间距阵列天线实施例2用于贴片振子单元阵 列结构示意图4为本实用新型小间距阵列天线实施例3用于对称振子单元阵 列结构示意图5为本实用新型小间距阵列天线实施例4用于对称振子单元阵 列结构示意图6为本实用新型小间距阵列天线实施例5用于对称振子阵列天 线结构示意图7为本实用新型小间距阵列天线实施例6用于对称振子阵列天 线的侧方向结构示意图。
[具体实施方式

图1是现有^a术排列阵列天线结构示意图,该阵列天线包含阵列 辐射单元A1、馈电网络B1,电缆接头B2。至少由两个单元连接组成阵 列中一列。其中DL表示阵列中相邻两列之间的间距,DH表示每列中相 邻两个单元之间的间距。小阵列天线指阵列的列间距DL或者DH至少 一个参数小于二分之一波长。由于阵列间距小于二分之一波长,阵列 中相邻单元之间的耦合增大,单元在阵列中时单元阻抗(包含两部分 自阻抗和互阻抗)频带特性变差,导致阵列天线赋形方向图副瓣、增 益变差。同时相邻两列之间耦合增大,隔离变差。
图2为本实用新型采用的隔离技术应用于对称振子组成的小间 距阵列天线实施例1的基本结构;它包括阵列单元A1、金属隔离条A2、 阵列错位排列之后调整不同列之间相位的延长线A3。在该天线中,在 阵列单元A1四周增加了按菱形布置的金属隔离条A2,在阵列单元A1 四周按菱形布置的金属隔离条A2首尾相接,形成封闭结构。由于金属 条A2的隔档作用,使阵列单元Al与周围振子之间耦合减小,单元在 阵列中的单元阻抗带宽变宽,改善了阵列天线赋形方向图的副瓣、增 益。同时相邻两列之间隔离增大。
图3为本实用新型釆用的隔离技术应用于贴片振子组成的小间 距阵列天线实施例2的基本结构;它包括阵列单元A1、按菱形布置的 金属隔离条A2、阵列错位排列之后调整不同列之间相位的延长线A3 以及电缆接头B2。在阵列单元Al四周按菱形布置的金属隔离条A2也 是首尾相接,形成封闭结构。
图4为本实用新型采用的隔离技术应用于对称振子组成的小间 距阵列天线实施例3的基本结构;它由阵列单元A1、按平行四边形的 方式布置的金属隔离条A2、阵列错位排列之后调整不同列之间相位延 长线A3组成。与上述实施例不同的是,在本实施例的小间距阵列天线 中,在每2个阵列单元A1的四周添加了按平行四边形方式布置的金属 隔离条A2。在阵列单元Al四周按平行四边形方式布置的金属隔离条 A2首尾相接,形成封闭结构。这种结构同样可以用来改善阵列中单元 之间的隔离度。
图5为本实用新型采用的隔离技术应用于对称振子组成的小间
距阵列天线实施例4的基本结构;它由阵列单元A1、菱形金属隔离条 A2、阵列错位排列之后调整不同列之间相位的延长线A3以及电缆接头 B2组成。在本实施例小间距阵列天线中,每个单元A1四周有4根金属 隔离条呈菱形排列,包围单元Al, 4根金属隔离条的端部首尾互不连 接。这种结构同样也能用来改善阵列中单元之间的隔离度。
按菱形布置的金属隔离条首尾相连和端部首尾互不连接的两种 情况下,阵列单元的方向图是不同的。当金属隔离条的端部首尾互不 连接时,隔离条所包围的单元的阵中方向图波束较窄。
图6显示本实用新型采用的隔离技术应用于对称振子组成小间 距阵列天线实施例5的基本结构;它包括金属反射地板A4、按菱形布 置的金属隔离条A2、阵列单元A1。其中,金属隔离条A2焊接在金属 反射地板A4上,通过金属反射地板A4接地,金属隔离条A2与金属反 射地板A4之间没有间隙。
图7从侧面显示本实用新型采用的隔离技术应用于对称振子组 成小间距阵列天线实施例6的基本结构。按菱形布置的金属隔离条A2 与金属反射地板A4的距离为DX。该距离DX根据不通辐射单元有所不 同,其范围是O—O. 4入(A表示天线工作频率对应的波长)。金属隔离 条A2的宽度DX2根据不同辐射单元有所不同,金属隔离条A2宽度DX2 的范围是O. Ol人一O. 4入。
本实用新型以上各实施例所列举的小间距阵列天线,包括至少二 列单元,每列又至少包含二个阵元组成的阵列天线。每个或者每二个 以上阵列单元的四周加一悬空或者接地的按菱形布置的金属隔离条。
本实用新型以上各实施例涉及的小间距阵列天线隔离技术,能够 减小阵列天线中相邻列之间耦合,可以提高小间距阵列天线隔离度, 改善阵列天线波束赋形,提高单元增益,提高阵列增益。上述小间距 阵列天线隔离技术,通过减小单元间耦合来改善阵列性能。
权利要求1.一种小间距阵列天线,包括至少两列阵列单元(A1)、馈电网络(B1)、电缆接头(B2),所述的列每列包括至少两个阵列单元(A1)、阵列单元间至少有一个方向的间距小于二分之一波长,其特征在于,在一个或多个阵列单元(A1)的周围布置有金属隔离条(A2)。
2. 根据权利要求1所述的小间距阵列天线,其特征在于,所述金属隔 离条(A2)按菱形或平行四边形的方式布置。
3. 根据权利要求2所述的小间距阵列天线,其特征在于,所述按菱形 或平行四边形的方式布置的金属隔离条(A2)首尾相接或首尾互不 连接。
4. 根据权利要求3所述的小间距阵列天线,其特征在于,所述按菱形 或平行四边形的方式布置的金属隔离条(A2)内包围l个或2个阵 列单元。
5. 根据权利要求2至4中任一权利要求所述的小间距阵列天线,其特 征在于,包括金属反射地板(A4 ),所述的按菱形或平行四边形方 式布置的金属隔离条(A2 )悬空或者焊接在金属反射地板(A4 )上, 与金属反射地板(A4)之间没有间隙。
6. 根据权利要求5所述的小间距阵列天线,其特征在于,按菱形或平 行四边形方式布置的金属隔离条(A2)与金属反射地板(A4)的距 离为0-0. 4倍天线工作频率对应的波长;金属隔离条(A2)宽度的 范围是0. 01-0. 4倍天线工作频率对应的波长。
专利摘要本实用新型公开了一种小间距阵列天线,至少包括两列阵列单元、馈电网络、电缆接头,所述的列至少包括两个阵列单元,阵列单元间至少有一个方向的间距小于二分之一波长,在一个或多个阵列单元的周围布置有金属隔离条。本实用新型的金属隔离条能够减小阵列天线中相邻列之间耦合,可以提高小间距阵列天线隔离度,改善阵列天线波束赋形效果,提高单元增益,提高阵列增益。本实用新型的小间距阵列天线隔离技术通过减小单元近场耦合改善了天线的阵列性能。
文档编号H01Q1/52GK201199544SQ200820093900
公开日2009年2月25日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者卜安涛, 周杰君 申请人:摩比天线技术(深圳)有限公司
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