双极化天线及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种双极化天线及其制造方法，涉及移动通信基站天线【技术领域】。该天线包括：辐射单元阵列，辐射单元阵列包括两个以上±45°双极化辐射单元；与辐射单元阵列对应的四个射频端口，每个辐射单元阵列对应4个馈电网络。其中各列的辐射单元通过馈电网络间隔地连接到相应的射频端口上。通过使用阵子间隔排列，在有效的利用空间的同时，兼具分集接收、多发多收、又能满足易美化需求。相比常规设计，新型基站天线的迎风面积减小了一半，更加适应了基站天线美化的需求。
【专利说明】双极化天线及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动通信基站天线【技术领域】，特别涉及一种双极化天线及其制造方 法。
【背景技术】
[0002] 在已经商用的第三代移动通信系统和正在酝酿的第四代移动通信系统中，都涉 及到了多入多出的多端口阵列天线技术。为适应通信系统的改进与革新，现有的基站天线 的具体形态也需要作相应的改变，比如为满足通信系统分集接收、多发多收的应用要求，需 要开发相应的多端口双极化基站天线。
[0003] 现有的多端口天线技术布置方案如图1所示，该方案使得天线在纵向尺寸或横线 尺寸过大，从而导致天线整体尺寸较大，不利于实际的工程建设。
[0004] 为满足基站建设的美化要求，需要开发小型化基站天线。专利CN202121056U提出 的小型化阵列天线采用了圆形贴片形式的馈电单元，可以降低天线的剖面高度，因贴片阵 列耦合较偶极子阵列高，所以需要较大的间隔来提高各端口的隔离度，这并不能减小迎风 面积。
[0005] 因此，针对通信系统基站建设的新应用需求，开发多端口的小型化天线显得越来 越重要。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一 个问题提出了一种新的技术方案。
[0007] 本发明的一个目的是提供一种实现紧凑型多端口基站天线的技术方案。
[0008] 根据本发明的第一方面，提供一种双极化天线，包括：
[0009] 辐射单元阵列，所述辐射单元阵列包括两个以上±45°双极化辐射单元；
[0010] 与所述辐射单元阵列对应的四个射频端口，分别为：
[0011] 第一射频端口，对应于所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的+45°极 化端口；
[0012] 第二射频端口，对应于所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的-45°极 化端口；
[0013] 第三射频端口，对应于所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的+45°极 化端口；
[0014] 第四射频端口，对应于所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的-45°极 化端口。
[0015] 可选地，该天线还包括：
[0016] 与所述辐射单元阵列对应的四个馈电网络，分别为：
[0017] 第一馈电网络，与所述第一射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中奇数编号 位置的辐射单元的+45°极化端口；
[0018] 第二馈电网络，与所述第二射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中奇数编号 位置的辐射单元的-45°极化端口；
[0019] 第三馈电网络，与所述第三射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中偶数编号 位置的辐射单元的+45°极化端口；
[0020] 第四馈电网络，与所述第四射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中偶数编号 位置的辐射单元的-45°极化端口。
[0021] 可选地，天线包括两个以上所述辐射单元阵列，每个所述辐射单元阵列具有对应 的四个射频端口。
[0022] 可选地，各个所述辐射单元阵列之间平行排列。
[0023] 可选地，天线包括两个所述辐射单元阵列，两个所述辐射单元阵列平行排列。
[0024] 可选地，双极化天线为基站天线。
[0025] 根据本发明的另一方面，提供一种双极化天线制造方法，包括：
[0026] 将两个以上±45°双极化辐射单元按顺序排列成一个辐射单元阵列；
[0027] 通过第一馈电网络连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的+45°极 化端口形成第一子阵列，通过所述第一馈电网络将所述第一子阵列连接到第一射频端口；
[0028] 通过第二馈电网络连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的-45°极 化端口形成第二子阵列，通过所述第二馈电网络将所述第二子阵列连接到第二射频端口；
[0029] 通过第三馈电网络连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的+45°极 化端口形成第三子阵列，通过所述第三馈电网络将所述第三子阵列连接到第三射频端口；
[0030] 通过第四馈电网络连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的-45°极 化端口形成第四子阵列，通过所述第四馈电网络将所述第四子阵列连接到第四射频端口。
[0031] 可选地，该方法还包括：
[0032] 将两个所述辐射单元阵列平行排列；
[0033] 将每个所述辐射单元阵列对应连接到四个射频端口。
[0034] 可选地，双极化天线为基站天线。
[0035] 本发明的一个优点在于，辐射单元阵子间隔排列，在有效的利用空间的同时，隔离 度并没有严重恶化，从而实现一种既可以多发多收，又能满足小型化需求的新型双极化基 站天线。
[0036] 通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其 优点将会变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解 释本发明的原理。
[0038] 参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
[0039] 图1示出现有的基站双极化天线的示图。
[0040] 图2示出根据本发明的双极化天线的一个实施例的结构图。
[0041] 图3示出根据本发明的双极化天线制造方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0042] 现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具 体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本 发明的范围。
[0043] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际 的比例关系绘制的。
[0044] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明 及其应用或使用的任何限制。
[0045] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适 当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0046] 在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不 是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0047] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0048] 针对现有技术中的问题，本发明人在满足技术指标要求的前提下，开发一种紧凑 型的多端口基站天线，使其具备多发多收功能的同时又能满足易于美化的需求。
[0049] 图2示出根据本发明的双极化天线的一个实施例的结构图。该实施例中，天线有 八个馈电端口和两个辐射阵子单元阵列，其中阵子单元分成四组，每组连接两个端口。如图 2所示，将±45°双极化辐射单元排列成相平行的两列，即两个辐射单元阵列。每个辐射单 元阵列包括两个以上±45°双极化辐射单元。在每个辐射单元阵列中选取编号为奇数的辐 射单元组成一个辐射阵列对应+45°和-45°两个极化端口，选取编号为偶数的辐射单元 组成另外一个辐射阵列对应另外+45°和-45°两个极化端口，即每个辐射单元阵列对应 四个射频端口，4个射频端口的对应关系分别为：
[0050] 第一射频端口，对应于所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的+45°极 化端口；
[0051] 第二射频端口，对应于所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的-45°极 化端口；
[0052] 第三射频端口，对应于所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的+45°极 化端口；
[0053] 第四射频端口，对应于所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的-45°极 化端口。
[0054] 4个射频端口如图2中的射频端口 1，2，5，6。
[0055] 每个辐射单元阵列对应4个馈电网络。其中各列的辐射单元通过馈电网络间隔地 连接到相应的射频端口上，如单元101和103的+45°极化端口与同一馈电网络连接，形成 子阵列，并连接到射频端口 1上；单元101和103的-45°极化端口与同一馈电网络连接， 形成子阵列，并最终连接到端口 2上；单元102和104的+45°极化端口与同一馈电网络连 接，形成子阵列，并最终连接到端口 5上；单元102和104的-45°极化端口与同一馈电网 络连接，形成子阵列，并最终连接到端口 6上。
[0056] 图2的实施例中示出了两个互相平行排列的辐射单元阵列，对应8个射频端口。本 领域的技术人员应当理解，基站天线也可以包括1个福射单元阵列，对应4个射频端口（如 仅包含图2中标号指示的部分)。或者包括3个及以上的辐射单元阵列，每个辐射单元阵列 分别对应4个射频端口及其对应的馈电网络。
[0057] 上述实施例中，通过上述间隔选取辐射单元进行组阵的方式，可以有效利用辐射 单元间的空隙，实现各辐射单元的紧凑排列。相比常规的排列方式，本发明得到的天线阵列 其口径尺寸只有原来的1/2,为多端口阵列天线的小型化提供了新的设计思路。
[0058] 图3示出根据本发明的双极化天线制造方法的一个实施例的流程图。
[0059] 如图3所示，步骤302,将两个以上±45°双极化辐射单元按顺序排列成一个辐射 单元阵列；
[0060] 步骤304,通过第一馈电网络连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元 的+45°极化端口形成第一子阵列，通过所述第一馈电网络将所述第一子阵列连接到第一 射频端口；
[0061] 步骤306,通过第二馈电网络连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元 的-45°极化端口形成第二子阵列，通过所述第二馈电网络将所述第二子阵列连接到第二 射频端口；
[0062] 步骤308,通过第三馈电网络连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元 的+45°极化端口形成第三子阵列，通过所述第三馈电网络将所述第三子阵列连接到第三 射频端口；
[0063] 步骤310,通过第四馈电网络连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元 的-45°极化端口形成第四子阵列，通过所述第四馈电网络将所述第四子阵列连接到第四 射频端口。
[0064] 需要指出，上述实施例中，步骤304?步骤310的顺序可以改变。
[0065] 在一个实施例中，还将两个辐射单元阵列平行排列；按照图3实施例中的步骤将 每个辐射单元阵列对应连接到四个射频端口。
[0066] 针对已有技术的不足，本公开使用高可靠性的偶极子辐射单元，阵子间隔排列，在 有效的利用空间的同时，隔离度并没有严重恶化，从而实现一种既可以多发多收，又能满足 小型化需求的新型双极化基站天线。
[0067] 本公开所描述的天线阵列排布既具有多端口的特性，又能满足小型化需求；相比 常规设计，新型基站天线的迎风面积减小了一半，更加适应了基站天线美化的需求。
[0068] 至此，已经详细描述了根据本发明的双极化天线及其制造方法。为了避免遮蔽本 发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可 以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0069] 可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者 软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序 仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特 别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序 包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据 本发明的方法的程序的记录介质。
[0070] 虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技 术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技 术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发 明的范围由所附权利要求来限定。
【权利要求】
1. 一种双极化天线，其特征在于，包括： 辐射单元阵列，所述辐射单元阵列包括两个以上±45°双极化辐射单元； 与所述辐射单元阵列对应的四个射频端口，分别为： 第一射频端口，对应于所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的+45°极化端 Π ； 第二射频端口，对应于所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的-45°极化端 Π ； 第三射频端口，对应于所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的+45°极化端 Π ； 第四射频端口，对应于所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的-45°极化端 □。
2. 根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括： 与所述辐射单元阵列对应的四个馈电网络，分别为： 第一馈电网络，与所述第一射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置 的辐射单元的+45°极化端口； 第二馈电网络，与所述第二射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置 的辐射单元的-45°极化端口； 第三馈电网络，与所述第三射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置 的辐射单元的+45°极化端口； 第四馈电网络，与所述第四射频端口相连，并连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置 的辐射单元的-45°极化端口。
3. 根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线包括两个以上所述辐射单元阵 列，每个所述辐射单元阵列具有对应的四个射频端口。
4. 根据权利要求3所述的天线，其特征在于，各个所述辐射单元阵列之间平行排列。
5. 根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线包括两个所述辐射单元阵列，两 个所述辐射单元阵列平行排列。
6. 根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述双极化天线为基站天线。
7. -种双极化天线制造方法，其特征在于，包括： 将两个以上±45°双极化辐射单元按顺序排列成一个辐射单元阵列； 通过第一馈电网络连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的+45°极化端 口形成第一子阵列，通过所述第一馈电网络将所述第一子阵列连接到第一射频端口； 通过第二馈电网络连接所述辐射单元阵列中奇数编号位置的辐射单元的-45°极化端 口形成第二子阵列，通过所述第二馈电网络将所述第二子阵列连接到第二射频端口； 通过第三馈电网络连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的+45°极化端 口形成第三子阵列，通过所述第三馈电网络将所述第三子阵列连接到第三射频端口； 通过第四馈电网络连接所述辐射单元阵列中偶数编号位置的辐射单元的-45°极化端 口形成第四子阵列，通过所述第四馈电网络将所述第四子阵列连接到第四射频端口。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括： 将两个所述辐射单元阵列平行排列； 将每个所述辐射单元阵列对应连接到四个射频端口。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述双极化天线为基站天线。
【文档编号】H01Q21/24GK104143699SQ201310170491
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2013年5月10日
【发明者】毕奇, 杨涛, 谢伟良 申请人:中国电信股份有限公司