专利名称：一种中心轴向零点填充全向天线装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信天线系统技术领域，尤其涉及一种中心轴向零点填充全向天线装置。
背景技术：
目前通信市场上使用的常规全向天线，虽然外形款式花样繁多，但其内部的构造基本上是大同小异的。因此也决定了常规全向天线其中心轴向方向图的波束方向与角度等是相似的。常规全向天线如果只在一些常规的通信基站与小区、道路的覆盖使用上基本能够满足覆盖使用的需要。但如果在离开地面一定高度的飞行器、航空系统的航线覆盖或雷达导弹的地空通信等特殊应用场合中，由于应用场合的特殊性，常规通信的全向天线由于 其结构性已决定了天线中心轴向零度夹角内零深较大造成较大的信号缺失，如图1所示，中心轴向辐射方向图主瓣一般在零度或带上翘角度或下倾角度方向，因而无法满足在离开地面一定高度的飞行器或航空系统中的航线覆盖或雷达导弹的地空通信等特殊应用场合中的主波束向上通信中心轴向零度夹角范围内上部辐射空间进行零点填充的使用要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种中心轴向零点填充全向天线装置，容易实现宽频带工作，中心轴向辐射方向图波束上翘辐射并作中心轴向零点填充，使通信信号向上通信并对中心轴向零度夹角内零深较大造成较大信号的缺失作补偿。为达到这样的目的，本实用新型采用以下技术方案—种中心轴向零点填充全向天线装置，包括全向天线福射单元、中心导管、同轴馈线所作的馈电网络、无源耦合器件、用于中心轴向零点填充的辅助天线和标准50Ω接Π ；所述全向天线装置由多个辐射单元组成并呈均匀性周期排列成同轴共线阵；所述的同轴馈线所作的馈电网络设置于所述全向天线辐射单元内部并且均匀排列，用于所述全向天线装置中心轴向辐射方向图的向上零点填充的相位控制；所述无源耦合器件设置于所述全向天线辐射单元下部，用于将部分信号通过耦合器耦合分配到顶部的辅助天线；所述用于轴向零点填充的辅助天线设置于所述全向天线装置的顶部，用于对通过所述无源耦合器件分配的信号进行中心轴向零点填充作补偿。所述全向天线辐射单元为金属管状辐射体，由两个金属套管振子与扼流套管以及多个辐射单元组成均匀的周期性同轴共线阵列；所述两个金属套管振子的中心频率分别为1/4 λ和1/5λ，其中，λ为所述金属套管振子的工作波长。所述同轴馈线所作的馈电网络设置于天线辐射单元内部，各馈线并联馈电分配到多个辐射单元组成均匀性周期性同轴共线阵列，并且通过调整两个或者多个辐射单元之间同轴馈线的长度来控制所述馈电网络的相位差，从而来控制上副瓣零点填充的效果。[0012]所述无源耦合器件设置于全向天线辐射单元中心轴向底部O. 8倍中心波长距离的位置上，通过调整无源耦合器件的耦合度可以控制全向天线辐射单元和辅助天线的幅度分配比例。所述中心轴向零点填充的辅助天线设置于全向天线辐射单元中心轴向顶部O. 8倍中心波长距离的位置上。采用本实用新型的技术方案，容易实现宽频带工作，垂直面方向图波束向上上翘并作中心轴向零点填充辐射的效果，使天线信号向上通信，并采用中心轴向零点填充技术，弥补中心轴向零点方向图夹角内向上波束的辐射信号的缺失，使所述天线的辐射能量在离开地面一定高度的情况下也能够实现较稳定的信号覆盖通信。
图1是现有常规通信用的全向天线垂直面方向图的测试结果示意图。 图2是本实用新型实施例提供的中心轴向零点填充全向天线装置的结构示意图。图3是本实用新型实施例中的全向天线通过控制馈电网络相位差使垂直面方向图主波瓣上翘的测试结果示意图。图4是本实用新型实施例中的全向天线控制馈电网络相位差来实现垂直面方向图上副瓣零点填充并且使用中心轴向零点填充辅助天线后实测的中心轴向零点填充效果的垂直面方向图测试结果示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。图2是本实用新型实施例提供的一种中心轴向零点填充全向天线装置的结构示意图，该全向天线包括由多个辐射单元组成均匀性周期性同轴共线阵列的辐射单元1、同轴馈线所作的馈电网络2、中心导管3、无源耦合器件4、用于中心轴向零点填充的辅助天线5和标准50 Ω接口 6。所述用于中心轴向零点填充的辅助天线5设置于辐射单元I中心轴向顶部一定的距离约O. 8倍中心波长的位置上，所述用于中心轴向零点填充的辅助天线5与所述无源耦合器件4通过引出馈线作连接，所述多个辐射单元组成均匀性周期性同轴共线阵列的辐射单元I通过馈电网络2的引出馈线与所述无源耦合器件4的耦合端口电连接。所述无源耦合器件4用于装置内的功率耦合分配信号到顶部的中心轴向零点填充的辅助天线5。所述辐射单元I通过馈电网络2进行相位控制，使得全向天线的垂直面方向图主波瓣上翘。对所述辐射单元I进行相位控制，通过调整两个或者多个辐射单元I之间同轴馈线的长度来控制所述馈电网络2的相位差，从而来控制上副瓣零点填充的效果。所述同轴馈线的长度按照所述全向天线装置的工作频率和波长计算得到。如图3所示是对所述辐射单元I通过改变同轴馈线的长度从而改变馈电网络2的相位差后天线垂直面方向图的测试结果，从结果中可以看出天线垂直面方向图主波瓣上翘。所述由多个辐射单元组成均匀性周期性同轴共线阵列的辐射单元I优选为金属管状辐射单元，由两个金属套管振子与扼流套管组成一个辐射单元。所述两个金属套管振子的中心频率分别为1/4 λ和1/5 λ ,、λ为所述金属套管振子的工作波长。为了使中心轴向达到更好的填充效果，所述用于中心轴向零点填充的辅助天线通过无源耦合器件耦合所得到的部分电磁波进行中心轴向零点填充作增补。在另一优选实施例中，所述用于中心轴向零点填充的辅助天线5为中心轴向零点填充补偿天线，对天线上旁瓣实现中心轴向零点填充增幅的效果。如图4所示，是由安装在距离由多个辐射单元组成的均匀性周期性同轴共线阵列的辐射单元I约O. 8倍中心波长的位置顶部用中心轴向零点填充辅助天线对中心轴向零点进行填充后天线垂直面方向图的测试结果，从结果可以看出方向图主波瓣上翘并且中心轴向上零点进行了有效填充。本实用新型实施例中的全向天线装置的主要技术指标如下频率范围962 1057MHz ；增益9dBi；上平面副瓣零点填充_25dB ；垂直波瓣宽度7° 8° ；电压驻波比<1.5;极化方式垂直极化。实施本实用新型的技术方案，具有以下技术效果；容易实现宽频带工作，天线中心轴向方向图上副瓣零点填充，主波束上翘辐射，使天线信号向上通信，并采用中心轴向零点填充技术，增补中心轴向零点方向图夹角内向上波束的辐射信号的缺失，从而使该全向天线辐射能量在离开地面一定高度的情况下也能够实现较稳定的信号覆盖或航线覆盖通信。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种中心轴向零点填充全向天线装置，其特征在于，包括全向天线福射单元、中心导管、同轴馈线所作的馈电网络、无源耦合器件、用于中心轴向零点填充的辅助天线和标准50 Q 接口； 所述全向天线装置由多个辐射单元组成并呈均匀性周期排列成同轴共线阵； 所述的同轴馈线所作的馈电网络设置于所述全向天线辐射单元内部并且均匀排列，用于所述全向天线装置中心轴向辐射方向图的向上零点填充的相位控制； 所述无源耦合器件设置于所述全向天线辐射单元下部，用于将部分信号通过耦合器耦合分配到顶部的辅助天线； 所述用于轴向零点填充的辅助天线设置于所述全向天线装置的顶部，用于对通过所述无源耦合器件分配的信号进行中心轴向零点填充作补偿。
2.根据权利要求1所述的中心轴向零点填充全向天线装置，其特征在于，所述全向天线辐射单元为金属管状辐射体，由两个金属套管振子与扼流套管以及多个辐射单元组成均匀的周期性同轴共线阵列；所述两个金属套管振子的中心频率分别为1/4X和1/5X，其中，、为所述金属套管振子的工作波长。
3.根据权利要求1所述的中心轴向零点填充全向天线装置，其特征在于，所述同轴馈线所作的馈电网络设置于天线辐射单元内部，各馈线并联馈电分配到多个辐射单元组成均匀性周期性同轴共线阵列，并且通过调整两个或者多个辐射单元之间同轴馈线的长度来控制所述馈电网络的相位差，从而来控制上副瓣零点填充的效果。
4.根据权利要求1所述的中心轴向零点填充全向天线装置，其特征在于，所述无源耦合器件设置于全向天线辐射单元中心轴向底部0. 8倍中心波长距离的位置上，通过调整无源耦合器件的耦合度可以控制全向天线辐射单元和辅助天线的幅度分配比例。
5.根据权利要求1所述的中心轴向零点填充全向天线装置，其特征在于，所述中心轴向零点填充的辅助天线设置于全向天线福射单元中心轴向顶部0. 8倍中心波长距离的位置上。
专利摘要本实用新型公开了一种中心轴向零点填充全向天线装置，包括全向天线辐射单元、中心导管、同轴馈线所作的馈电网络、无源耦合器件、用于中心轴向零点填充的辅助天线和标准50Ω接口，通过对所述同轴馈线所作馈电网络到全向天线各辐射单元进行相位控制，使所述全向天线的中心轴向辐射方向图上副瓣零点填充、主波瓣向上翘以及实现中心轴向零度夹角范围内上部辐射空间进行零点填充的目的，使得全向天线辐射能量在离开地面上一定高度的情况下也能够实现较稳定的信号覆盖通信。
文档编号H01Q21/00GK202839947SQ201220459500
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者宋茂盛, 杨云罡, 沈平元, 苏光杰 申请人:佛山市健博通电讯实业有限公司