一种天线装置以及基站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于移动通信的天线装置。该天线装置包括天线馈电网络，该天线馈电网络包括多个充气同轴电缆和至少一个天线馈电路径。每个天线馈电路径包含至少一个上述充气同轴电缆，每个充气同轴电缆具有内导体和外导体。该天线装置包括具有前侧和后侧的导电的反射器，上述前侧设置成容纳多个设置在该前侧之上的天线元件装置。每个天线元件装置包括可连接至至少一个上述充气同轴电缆的至少一个导电的天线元件。
【背景技术】
[0002]典型的通信天线装置可以包括多个发射天线元件、天线馈电网络和反射器。发射器通常排列成多个列，每一列发射器形成一个天线。发射器可以是单极化的或双极化的；在后一种情形下，每个天线需要两个馈电网络，即每一极化需要一个馈电网络。发射器通常在反射器之上排列为阵列，大多数情况下排列为沿竖直平面延伸的一维阵列，但也会使用二维阵列。为了简要起见，下面仅考虑一维阵列，但这不应当被认为是限制了本专利的范围。天线的发射性能受限于它的孔径，该孔径定义为垂直于被接收或被传输的信号的有效天线面积。天线增益和波瓣宽度与天线孔径和运行频率直接相关。例如，当频率加倍时，波长减半，而对于相同的孔径，增益加倍，波瓣宽度减半。为使阵列正确运行，发射器通常相互隔开一定距离，该距离略微小于它们运行的波长，因而增益将会与所使用的发射器的数量成正比，而波瓣宽度将会与发射器的数量成反比。
[0003]随着蜂窝系统(GSM、DCS、UMTS、LTE、WiMAX等)和不同频带(700MHz、800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2600MHz等)的增长，将适用于不同的蜂窝系统和不同频带的天线重组为一个多频带天线的做法成为有益的。通常的方案是将低频带天线(例如GSM 800或GSM900)与一个或多个高频带天线(例如DCS 1800、PCS 1900或UMTS 2100)相组合。最近才成为可用的频带，例如2600MHz频带，也可以被包括在多频带天线装置中。
[0004]低频带天线通常用于达成最佳的蜂窝覆盖，其增益必须越高越好。高频带天线用于加入另一频带以增大容量，而其增益直到最近也没有得到优化，趋势是使两个频带保持相似的竖直波瓣宽度，其结果是，与低频带天线的孔径相比较，高频带天线的孔径较小，典型的情况是高频带天线的孔径大约是低频带天线的孔径的一半。这也允许了在并排式结构中，例如一个堆叠在另一个之上的两个高频带天线115位于一个低频带天线116旁边。这两个天线可以用于两个不同的频带(例如PCS 1900以及UMTS 2100或LTE 2600)。所使用的另一种结构是交错式天线。在这种结构中，将如W02006/058658-A1所描述的由低频带发射器和高频带发射器组合而构成的双频带发射元件113与单频带的低频带发射器111和高频带发射器112—起使用。
[0005]当具备多个天线元件时，在传送情况下需要在天线元件之间分离信号，而在接收情况下需要从各天线元件组合该信号。参考图1来举例说明天线馈电网络中信号分离和组合。信号分离和信号组合通常使用同一天线馈电网络来实现，该天线馈电网络是往复式的，可以使用分离器和组合器。
[0006]W02005/101566-A1公开了包括至少一个天线馈电线路的天线馈电网络，每个天线馈电线路包括同轴电缆，该同轴电缆具有内导体和周围的外导体。外导体由细长管状隔室构成，该管状隔室具有沿该隔室的一侧延伸的细长开口，内导体经由介电支撑件而悬置于上述管状隔室之内。
[0007]W02009/041896-A1描述了用于多发射器基站天线的天线装置，该天线具有基于充气同轴电缆的馈电网络，其中每个同轴电缆包括外导体和内导体。包含有介电部件的可调微分移相器被设置在天线之内，该介电部件相对于至少一个同轴电缆可纵向移动。
【发明内容】
[0008]本发明的发明人注意到了对于包含低损耗馈电网络的多频带基站天线的需求，但是现有技术的低损耗馈电网络导致这样的天线的尺寸增大。而就用来放置天线的信号塔或其它空间的租赁成本，以及由于其对公众的视觉冲击这两方面原因，天线尺寸对运营商来说很重要。
[0009]因此，本发明的一个目的在于提供比较不庞大的基站天线。
[0010]本发明的另一个目的在于提供比较不昂贵的基站天线装置。
[0011]为了达成本发明的上述目的，提供了一种用于移动通信的天线装置，该天线装置包括天线馈电网络。该天线馈电网络包括多个充气同轴电缆和至少一个天线馈电路径。每个天线馈电路径包含至少一个上述充气同轴电缆，每个充气同轴电缆具有内导体和外导体。该天线装置包括具有前侧和后侧的导电的反射器，上述前侧设置成容纳多个设置在该前侧之上的天线元件装置。每个天线元件装置包括可连接至至少一个上述充气同轴电缆的至少一个导电的天线元件。上述多个充气同轴电缆中的第一组位于第一平面与第二平面之间的反射器的上述后侧，其中上述前侧或上述后侧位于第一平面上，第二平面平行于第一平面。上述多个充气同轴电缆中的第二组位于上述第一平面与上述第二平面之间的区域之外。
[0012]凭借根据本发明的天线装置，基站天线(包括发射器)的宽度减小了，从而提供了比较不庞大的基站天线和比较不昂贵的基站天线装置。通过将充气同轴电缆设置在相对于反射器的后侧平面的两个不同的层上，也使得天线装置的结构更加坚固。
[0013]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第一组中的至少一个充气同轴电缆直接或间接地可连接至或被连接到上述至少一个导电的天线元件中的至少一个。
[0014]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第二组中的至少一个充气同轴电缆直接或间接地可连接至或被连接到上述至少一个导电的天线元件中的至少一个。
[0015]每个内导体可以经由至少一个介电支撑部件而悬置于外导体之内。
[0016]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第一组中的至少一个充气同轴电缆的内导体被连接到上述第二组中的至少一个充气同轴电缆的内导体。
[0017]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第一组中的至少一个充气同轴电缆的内导体与上述第二组中的至少一个充气同轴电缆的内导体经由开口或通道相连接，该开口或通道位于具有彼此相连接的内导体的充气同轴电缆的一个或多个外导体之中。
[0018]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第一组中的至少一个充气同轴电缆的内导体与上述第二组中的至少一个充气同轴电缆的内导体通过交叉器件或过渡器件相连接，该交叉器件或过渡器件设置为将两个内导体彼此相连接。
[0019]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述交叉器件或过渡器件包括设置为将上述两个内导体彼此相连接的导体。
[0020]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第二组位于第二平面与第三平面之间的反射器的上述后侧，该第三平面平行于第一、第二平面。
[0021]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述多个充气同轴电缆中的第三组位于第一平面与第二平面之间的区域之外并且位于第二平面与第三平面之间的区域之外。
[0022]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第一组中的充气同轴电缆彼此相互平行。
[0023]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第二组中的充气同轴电缆彼此相互平行。
[0024]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述多个充气同轴电缆中的各个充气同轴电缆彼此相互平行。
[0025]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，外导体形成细长的管状隔室，内导体在该管状隔室之内延伸。
[0026]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述管状隔室具有方形横截面。然而，也可能是其它横截面。上述多个充气同轴电缆的管状隔室与反射器一起形成自支撑的框架。
[0027]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述第一组中的至少一些充气同轴电缆和上述第二组中的至少一些充气同轴电缆彼此一体成型。
[0028]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，包含有介电部件的可调微分移相器被设置在上述多个充气同轴电缆的上述第一组和/或第二组和/或第三组之内，该介电部件相对于充气同轴电缆可移动，例如被设置为由外导体引导。
[0029]根据本发明的天线装置的一个优选实施方式，上述至少一个导电的天线元件直接或间接地被连接到上述第一组中的至少一个充气同轴电缆，和/或上述至少一个导电的天线元件