辐射方向图可重构的平板天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及一种福射方向图可重构的 平板天线。
【背景技术】
[0002] 在小小区中，需要更改天线福射图W满足覆盖扇区、容量性能或干扰抑制的需要。 可W使用天线阵列的方法，但是送将导致天线的外形变大并且成本会大幅升高。福射方向 图可重构天线为小小区的基站提供了低成本并且可行的待选方案。
[000引在很多方向图可重构天线中，ESPAR(电子可控被动阵列福射器）天线是众多无线 通信应用可选的方案。对于典型的ESPAR天线，单个有源元件被多个相同的寄生元件包围。 采用变容二极管来加载每个寄生元件的底部。因此，在典型的7元件ESPAR天线中，通过调 整变容二极管的偏置电压，该天线可W形成不同的福射方向图。
[0004] 然而，用于调整上述偏置电压的控制电路比较复杂。因此，当前有采用垂直于基 板的金属棒和RF开关来代替变容二极管来将寄生元件在引向器和反射器两个工作模式之 间切换。福射方向图可W通过不同的开关组合配置来改变。送种设计仍然存在一些缺点： (1)尺寸大，天线高度取决于通常为单级子的驱动元件的高度，并且为了提升地面的反射效 果，它需要一定长度的套筒；（2)阻抗变化，当寄生元件在反射器和引向器工作模式间切换 时，由于互禪的影响，有源/驱动元件（馈电点）处的输入阻抗将变化明显，从而导致较差 的VSWR(电压驻波比）；（3)需要较高的制造精度；(4)垂直极化的RF能量传输不如水平方 向。
[0005] 因此，亟需一种成本低、体积小且福射方向图能够重构的天线。
【发明内容】
[0006] 针对W上问题，本发明通过提供了一种福射方向图能够重构的平板天线。
[0007] 本发明提出了一种平板天线，包括；基板；接地板，其位于所述基板的中央区域， 并且工作在主反射器模式下；多个驱动单元，其对称并且径向分布在所述接地板周围；多 个寄生元件组，每个寄生元件组包括引向器与反射器，并且所述引向器与反射器依照所述 驱动单元的位置分布在所述基板的外侧。
[0008] 优选的，所述驱动单元被配置为V形，其包括第一支臂和第二支臂，其中，所述第 一支臂与所述寄生元件位于所述基板的顶部，所述第二支臂位于所述基板的底部且禪接至 所述接地板。
[0009] 优选的，所述引向器被配置为V形，其包括第H支臂和第四支臂，所述引向器沿径 向分布在所述驱动单元的外侧；所述反射器被配置为直线型，其沿切向分布在所述驱动单 元的外侧，用于聚集由所述驱动单元产生的方向福射图。
[0010] 优选的，所述引向器的支臂之间的夹角基本上等于所述驱动单元的支臂之间的夹 角；和/或所述反射器包括至少两个在径向上基本上相互平行的支臂。
[0011] 优选的，所述反射器的至少两个支臂中的最长的支臂为距离所述接地板最近的支 臂。
[0012] 优选的，所述平板天线还包括开关单元，其位于所述基板的中央区域，用于选择相 应一个或多个的驱动单元。
[0013] 优选的，所述驱动单元还包括至少一个与所述开关单元同步的接地开关，所述开 关被配置为；当所述驱动单元被选中时，所述接地开关断开，W使得所述驱动单元能够接收 来自位于所述基板中必的馈电点的射频信号；当所述驱动单元未被选中时，所述接地开关 闭合，W使得驱动单元接地。
[0014] 优选的，所述平板天线还包括阻抗匹配单元，其禪接至所述驱动单元，并分布在所 述基板中必的周围，用于匹配所述天线的输入阻抗。
[0015] 优选的，所述阻抗匹配单元为微带线匹配电路或集成的电感-电容匹配电路。
[0016] 优选的，所述接地板为六边形，和/或所述引向器的支臂之间的夹角基本上为30 度。
[0017] 优选的，所述平板天线由PCB工艺制造。
[0018] 另外，通过采用本发明中的技术方案，相较于现有技术中天线，本发明有如下优点 体积小、制造精度高、成本低，馈电网络较为简单并且阻抗匹配性能更化RF能量传送能力 较高。
【附图说明】
[0019] 通过参考下列附图所给出的本发明的【具体实施方式】的描述之后，将更好地理解本 发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
[0020] 图1为依据本发明实施例的平板天线示意图；
[0021] 图2a为依据本发明实施例的驱动单元示意图；
[0022] 图化为依据本发明实施例的驱动单元馈电电路示意图；
[0023] 图3为依据本发明实施例的引向器和反射器示意图；
[0024] 图4为依据本发明实施例的采用RF开关组进行馈电控制的示意图；
[00巧]图5显示了通过选择不同天线支路而形成的不同的天线方向图；
[0026] 图6为依据本发明实施例的一种阻抗匹配电路结构示意图；
[0027] 图7为依据本发明实施例的另一种阻抗匹配电路结构示意图；
[002引图8为依据本发明实施例的VSWR模拟仿真图。
【具体实施方式】
[0029] 下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开 的优选实施方式，然而应该理解，可W W各种形式实现本公开而不应被送里阐述的实施方 式所限制。相反，提供送些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的 范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030] 在本发明中，提出了一种可重构天线波束的平板天线。特别地，该平板天线包含V 形平板振子驱动元件、V性引向器W及一些直线形的反射器。
[0031] 图1为依据本发明实施例的平板天线示意图。
[0032] 平板天线10,包括；基板101，其具有两个平行侧（顶部和底部）；接地板102,其位 于基板101中央区域并且在本实施例中为六边形，其工作在主反射器的模式下，其在基板 101的底部接地；多个（本实施例中为6个）驱动单元，其对称并且径向分布在接地板102 的周围。依照对应于6个驱动单元，基板101上还设置有多个寄生元件组，每个寄生元件组 均包括依照驱动单元103分布的V形的引向器104 W及直线形的反射器105 ; W及，位于基 板101中必的射频脚）馈电点106。在本实施例中，驱动单元103为V形的平板振子。
[0033] 由图1可知，引向器104与反射器105依照每个驱动单元的位置分布在基板101 的外侧。驱动单元103的两个支臂分别分布在基板101的两侧，即图1中的W斜线表示的 部分实际上是分布在基板101的底部，而不是与其它寄生元件分布在顶部上。斜线部分与 接地板102在基板101的底部相禪接，从而驱动单元103构成了天线的偶极子。
[0034] 平板天线10的寄生元件W 60度均匀分布，因此，能够在天线的平面提供全信号覆 盖，从而可W将驱动RF信号施加至6个天线支路来实现波束的重构。
[0035] 可W理解的是，在一些实施例中，基板101可W是PCB板，譬如FR4、Rogers 4003 或其它介电材料。寄生元件则可W由金属构成，譬如，铅、铜。
[0036] 图2a为依据本发明实施例的驱动单元示意图。
[0037] 因为本实施例的平板天线是通过印刷电路板来实现，因此，为了使得基板101顶 部和底部的接地板102上下能够等电势，本实施例中在接地板102上设置多个过孔。图中 为了清楚起见，仅仅表示出其中的两个过孔108。
[0038] 在基板101的底部，接地板102的一部分被配置为构成驱动单元103,该驱动单元 103包括位于基板101顶部的第一支臂103a和位于基板101底部的第二支臂103b，且两个 支臂的长度均为S1。第二支臂103b与接地板102的底部相连。因此，呈V形的驱动单元 103能够提供与天线平面平行的极化的方向福射图。
[0039] 请同时参考图2a、2b。图化为依据本发明实施例的驱动单元馈电电路示意图。
[0040] 驱动单元103由微带线馈电，并且通过阻抗匹配电路对输入阻抗进行匹配。两个 pin二极管107被布置在基板的顶部，并且靠近V形的振子。在图化中，pin二极管107被 等效为开关107。当该驱动单元103被选中进行馈电时，相应的两个pin二极管107处于断 开状态，W使得驱动单元103能够接收来自馈电点的RF信号，其它的支路上的pin二极管 则为导通状态，W使得驱动单元103接地，不对其他驱动单元产生干扰。
[0041] 图3为依据本发明实施例的引向器和反射器示意图。
[0042] 与驱动单元103相同，引向器104也呈V形，并且其两个带状支臂之间的夹角与支 臂103a、103b之间的夹角相同。在本实施例中，支臂103a、103b之间的夹角为30度。引向 器104与接地板102的电距离为d2,而反射器105与馈电点的电距离分别为d3和d4,显然 d3、d4均长于d2。相应的，引向器104的两个带状支臂的长度S2应小于等于驱动单元103 支臂长度SI, Sl与S2之间的差值为0至0. 2S1。
[0043] 在引向器104的两侧均分布有反射器105,即反射器105沿切向分布在驱动单元 103的外侧，从而能够将驱动单元103产生的方向福射图聚集，并且提供了额外的福射增 益。在本实施例中，反射器105包括两个平行的反射臂，且长度分别为S3和S4,其中，S4为 0. 7S3 至 0. 9S3。
[0044] 可W理解的是，还可W增添其它的引向器和反射器，W进一步聚集方