一种超宽频双波束电调天线的制作方法

本实用新型涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及一种超宽频双波束电调天线。

背景技术：

一般的蜂窝基站由3面65°方位角波束宽度的天线构成，每面天线可覆盖120°的扇区。在人口密集的地方的蜂窝系统由6面33°方位角波束宽度的天线构成6扇区覆盖网络，此方案会引入大量的干扰源，同时需要对网络参数进行优化，且后期维护优化难度大、成本昂贵。

双波束天线可发射两个窄波束，对覆盖区域进行分散覆盖，两个窄波束之间隔离好，可以让不相邻的两波束同频或临频，提高了频率复用，用双波束代替6扇区蜂窝系统，可以在不改变原有网络拓扑结构的前提下实现平滑更迭。

在现代基站天线领域，形成双波束比较成熟的方案为Butler矩阵，此种方案产生的双波束会有很大的旁瓣，与主瓣相比，达到<-10dB水平，且随着频率的增加会更加恶化，这样一个高干扰且有一定增益的后瓣会在非预期扇区内产生较大干扰，对现代化高质量通信系统是不可接受的。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供一种超宽频双波束电调天线。该超宽频双波束电调天线基于机械下倾原理而产生双波束，可提供较好的水平旁瓣抑制，较小的后瓣电平对其它扇区产生的干扰也较小，并对目标扇区提供较好的覆盖，并且能够保证各自水平面波瓣宽度的收敛性，以及解决热点区域的数据丢包和失真情况。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种超宽频双波束电调天线，包括四列辐射阵列、反射板、移相机构和馈电网络；所述反射板包括左反射板和右反射板，所述左反射板和右反射板相连接，且夹角为钝角；所述左反射板和右反射板上各自设置有两列辐射阵列，所述左反射板上的两列辐射阵列通过馈电网络级联，所述右反射板上的两列辐射阵列分别通过另一馈电网络级联，两个馈电网络分别接入移相机构；所述左反射板形成两级的台阶结构，所述左反射板上的两列辐射阵列分别设置在所述左反射板的第一台阶和第二台阶上；所述右反射板也形成两级的台阶结构，所述右反射板上的两列辐射阵列分别设置在所述右反射板的第一台阶和第二台阶上。

进一步地，所述左反射板上的两级台阶结构的高度差为L，所述右反射板上的两级台阶结构的高度差也为L， L=0.08λ，其中，λ为该天线的中心频率波长。

进一步地，所述左反射板和右反射板的边缘分别设置有垂直于所述左反射板或右反射板的双折边的肘形结构，所述肘形结构的两个折边均为90°，且两个折边的高度H相等，H=0.1λ。

进一步地，四列辐射阵列中的辐射单元均为±45°双极化辐射单元。

进一步地，所述辐射单元的工作频率为1710 MHz -2690MHz。

进一步地，所述左反射板和右反射板形成的钝角大小在0.67-0.85π之间。

进一步地，所述左反射板上离所述左反射板和右反射板相接处较远的一列辐射阵列内的辐射单元呈交错排列，离所述左反射板和右反射板相接处较近的一列辐射阵列内的辐射单元呈直线排列；所述右反射板上离所述左反射板和右反射板相接处较远的辐射阵列内的一列辐射单元呈交错排列，离所述左反射板和右反射板相接处较近的辐射阵列内的辐射单元呈直线排列。

进一步地，所述左反射板上呈交错排列的辐射阵列内的每个辐射单元的中心距离其阵列中心线的水平距离为D1，所述右反射板上呈交错排列的辐射阵列内的每个辐射单元的中心距离其阵列中心线的水平距离也为D1，D1=0.075λ。

进一步地，四列辐射阵列内的辐射单元沿各自阵列的排列方向上的间距均为D2，0.75λ≤D2≤0.85λ。

进一步地，所述左反射板上的两列辐射阵列的阵列中心线之间的水平距离为d1，所述右反射板上的两列辐射阵列的阵列中心线之间的水平距离为d2，所述左反射板和右反射板上相互靠近的两列辐射阵列的阵列中心线之间距离为d3，且满足d1=d2＞d3。

本实用新型具有如下有益效果：

1.该超宽频双波束电调天线基于机械下倾原理而产生双波束，即所述左反射板上的两列辐射阵列产生的波束方向和右反射板上的两列辐射阵列产生的波束方向不相互平行，以使产生的双波束的旁瓣相错开，可提供较好的水平旁瓣抑制，较小的后瓣电平，对其它扇区产生的干扰也较小，并对目标扇区提供较好的覆盖；

2.所述左反射板上的两列辐射阵列之间以及所述右反射板上的两列辐射阵列之间分别各自形成落差，可以保证所述左反射板上的两列辐射阵列之间以及所述右反射板上的两列辐射阵列之间的水平面波瓣宽度的收敛性；

3.肘形结构可以保证双波束的边缘电平快速滚降，可缓解热点区域容量不足导致数据丢包及失真的情况；

4.离所述左反射板和右反射板相接处较远的两列辐射阵列内的辐射单元交错排列在其阵列中心线的两侧可以防止水平波束宽度的V字形滑落，避免中间频段的水平波束宽度过小，保证水平波束宽度的收敛性。

附图说明

图1为本实用新型提供的超宽频双波束电调天线的结构示意图；

图2为图1所示的超宽频双波束电调天线的辐射阵列的排列、馈电网络及移相机构示意图；

图3为图1所示的超宽频双波束电调天线产生的方位角方向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1-3所示，一种超宽频双波束电调天线，包括四列辐射阵列11、12、13、14，移相机构，馈电网络3和反射板，所述反射板包括左反射板41和右反射板42，所述左反射板41和右反射板42相连接，且夹角为钝角α；所述左反射板41上设置有辐射阵列11、12，所述右反射板42上设置有辐射阵列13、14，优选地，所述左反射板41上的两列辐射阵列11、12与右反射板42上的两列辐射阵列13、14相对于所述左反射板41和右反射板42的相接处对称；所述左反射板41上的两列辐射阵列11、12通过馈电网络3级联，所述右反射板上的两列辐射阵列13、14通过另一馈电网络3级联，两个馈电网络3分别接入移相机构；所述左反射板41形成两级的台阶结构，所述左反射板41上的两列辐射阵列11、12分别设置在所述左反射板41的第一台阶和第二台阶上；所述右反射板42也形成两级的台阶结构，所述右反射板42上的两列辐射阵列13、14分别设置在所述右反射板42的第一台阶和第二台阶上。

本技术方案的超宽频双波束电调天线基于机械下倾原理而产生双波束，所述左反射板41上的两列辐射阵列11、12产生负方位角的左波束，所述右反射板42上的两列辐射阵列13、14产生的正方位角的右波束，以使产生的双波束的旁瓣相错开，可提供较好的水平旁瓣抑制，较小的后瓣电平，对其它扇区产生的干扰也较小，并对目标扇区提供较好的覆盖；另外，所述左反射板41和右反射板42均呈两级的台阶结构，以使辐射阵列11和12之间以及辐射阵列13和14之间形成落差，可以保证辐射阵列11和12之间以及辐射阵列13和14之间的水平面波瓣宽度的收敛性。

所述左反射板41上的两级台阶结构的高度差为L，所述右反射板42上的两级台阶结构的高度差也为L， L=0.08λ，其中，λ为该天线的中心频率波长。

四列辐射阵列11、12、13、14中的辐射单元均为工作在1710 MHz -2690MHz的±45°双极化辐射单元，所述左反射板和右反射板形成的钝角α大小在0.67-0.85π之间，所述左反射板41上的两列辐射阵列11、12形成-30°方位角的左波束，所述右反射板42上的两列辐射阵列13、14形成﹢30°方位角的右波束。

本技术方案的超宽频双波束电调天线内的辐射单元的工作频率并不局限于1710 MHz -2690MHz的移动基站频率，可根据不同产品的频率需求而替换。

所述馈电网络3和移相机构为该天线分配功率和相位，所述移相机构包括多个慢波线空气微带移相器2，所述慢波线空气微带移相器2的数目等于辐射阵列的数目，每个慢波线空气微带移相器2上有六个输入接口K1、K2、K3、K4、K5和K6，输入接口K1、K2、K3的功率两两之间相差3dB，输入接口K4、K5、K6的功率两两之间相差3dB。

如图2所示，所述左反射板上的两列辐射阵列11、12通过所述馈电网络3级联后，两列辐射阵列11、12中的﹢45°极化接入同一个慢波线空气微带移相器2中，两列辐射阵列11、12中的﹣45°极化接入另一个慢波线空气微带移相器2中，同理的，所述右反射板上的两列辐射阵列13、14也通过另一馈电网络3级联后，分别将两列辐射阵列13、14中的﹢45°极化和﹣45°极化分别接入不同的慢波线空气微带移相器2中。

所述左反射板41上所有的辐射单元的馈线出口均设置在其自身中心的右侧，所述右反射板42上所有的辐射单元的馈线出口均设置在其自身中心的左侧。

所述左反射板41和右反射板42的边缘分别设置有垂直于所述左反射板41和右反射板42的双折边的肘形结构7，所述肘形结构7的两个折边均为90°，且两个折边的高度H相等，H=0.1λ。

位于该超宽频双波束电调天线的两边缘上的双折边的肘形结构7可以保证双波束的边缘电平快速滚降，可缓解热点区域容量不足导致数据丢包及失真的情况。

所述左反射板41和右反射板42的相接处设置有中隔板5；所述左反射板41的边缘（若所述左反射板41上具有肘形结构7，则指肘形结构7的边缘）到该左反射板41的两级台阶的落差处的直线距离、以及所述右反射板42的边缘（若所述右反射板42上具有肘形结构7，则指肘形结构7的边缘）到该右反射板42的两级台阶的落差处的直线距离均为t1；所述中隔板5到所述左反射板41的两级台阶的落差处的直线距离、以及所述中隔板5到所述右反射板42的两级台阶的落差处的直线距离均为t2；t1=0.8λ，t2=0.75λ。

所述左反射板41上离所述左反射板41和右反射板42相接处较远的辐射阵列11内的辐射单元呈交错排列（即交错排列在其阵列中心线L1的两侧），离所述左反射板41和右反射板42相接处较近的辐射阵列12内的辐射单元呈直线排列（即直线排列在其阵列中心线L2上）；所述右反射板42上离所述左反射板41和右反射板42相接处较远的辐射阵列14内的辐射单元呈交错排列（即交错排列在其阵列中心线L4的两侧），离所述左反射板41和右反射板42相接处较近的辐射阵列13内的辐射单元呈直线排列（即直线排列在其阵列中心线L3上）。

本技术方案的超宽频双波束电调天线上离所述左反射板41和右反射板42相接处较远的两列辐射阵列11、14内的辐射单元交错排列在其阵列中心线L1、L4的两侧，可以防止水平波束宽度的V字形滑落，避免中间频段的水平波束宽度过小，保证水平波束宽度的收敛性。

优选地，所述左反射板41上呈交错排列的辐射阵列11内的每个辐射单元的中心距离其阵列中心线L1的水平距离为D1，所述右反射板42上呈交错排列的辐射阵列14内的每个辐射单元的中心距离其阵列中心线L4的水平距离也为D1，D1=0.075λ；四列辐射阵列内的辐射单元的中心沿各自阵列的排列方向上的间距均为D2,0.75λ≤D2≤0.85λ。所述左反射板41上的两列辐射阵列11、12的阵列中心线L1、L2之间的水平距离为d1，所述右反射板42上的两列辐射阵列13、14的阵列中心线L3、L4之间的水平距离为d2，所述左反射板41和右反射板42上相互靠近的两列辐射阵列12、13的阵列中心线L2、L3之间距离为d3，且满足d1=d2＞d3。

优选地，所述左反射板41和右反射板42的底部衔接有固定板6，形成横截面为等腰钝角α三角形的三棱柱结构，所述左反射板41和右反射板42分别为该等腰钝角α三角形的两等腰，以增加该天线的稳固程度。

更进一步地，本技术方案的超宽频双波束电调天线还可以加入合成网络，将所述左反射板41和右反射板42上同一极化的左右波束形成合成波束，该合成网络可以内置也可以外置。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本实用新型的保护范围之内。