一种基于ATG地空通信的半角栅格天线扩展板的制作方法

一种基于atg地空通信的半角栅格天线扩展板
技术领域
1.本实用新型属于atg地空通信干扰对抗领域，具体涉及一种基于atg地空通信的半角栅格天线扩展板。


背景技术：

2.随着atg(空地宽带通信)基站在航空通信中的大力发展，尤其是用户对高速上网业务的依赖性和要求性增强，同时在通信过程中，不可避免涉及到地面基站与atg基站的交互关系，这本应为各自独立的覆盖系统(前者为服务于地面移动通信系统用户，后者服务于民航cpe(客户终端设备)机载系统空中wifi终端用户)，但受限于地面基站频谱资源的利用，地面基站与atg基站均使用相同或相近规划频率和制式，从而导致地面与atg业务形成空中或地面的相互干扰，从干扰类型分析，大致有四种：atg业务对地面业务的上行链路、atg业务对地面业务的下行链路、地面业务对atg业务的上行链路、地面业务对atg业务的下行链路。
3.对于atg业务对地面业务的上、下行链路干扰影响较小，基本可以忽略；对于地面业务对atg业务的上行链路，也可以尽量让atg基站选择在远郊区域或农村地区建设解决；对于地面业务对atg业务的下行链路，地面基站对atg机载cpe的干扰信号功率达到-70dbm，从而使得干扰和底噪抬升将达到30-40db。
4.因此，需针对地面业务对atg业务的下行链路干扰，需开展地面系统选择对上旁瓣抑制好的天线进行部署，但该技术受限于：1、室外地面基站数量庞大，跟换上旁辩抑制好的天线成本巨大，几乎无法实现；2、目前无专门针对上旁瓣抑制的天线供货厂家，且该天线相对普通天线需求量极低，几乎不会针对性研发或拨出一条或多条流水线生产。


技术实现要素：

5.为解决以上现有问题，本实用新型提出了一种基于atg地空通信的半角栅格天线扩展板，该扩展板包括：扩展板5、固定架4、天线3、天线抱杆2以及避雷针1；所述避雷针1安装在天线抱杆2的顶部；采用固定架4将扩展板5固定在天线抱杆2上，且使得扩展板5的末端在设置的空间位置阈值内；所述天线3设置在天线抱杆2上，且天线3的顶端与扩展板底端水平，构成了半角栅格天线扩展板。
6.优选的，固定架4包括两根固定杆，第一固定杆的长度比第二固定杆长；第一固定杆的一端和第二固定杆的一端固定，两根固定杆的另一端固定在天线抱杆2，形成三角形的稳定结构。
7.优选的，在天线抱杆2靠近避雷针1的一端设置有两个螺孔，其中第一螺孔与第二螺孔的中心点位于同一直线上；第一螺孔和第二螺孔的距离与固定架4的两根固定杆撑开的距离相同；将固定架的第一固定杆与第一螺孔对应，第二固定杆与第二螺孔对应，并采用螺栓固定。
8.优选的，设置的空间位置阈值为以避雷针1顶端为顶角，天线抱杆2为其中一边所
构成的45
°
夹角空间作为空间位置阈值；扩展板5的末端在以避雷针为边的45
°
夹角空间内。
9.优选的，扩展板5包括扩展板主框架51和扩展板栅条52；扩展板栅条52设置在扩展板主框架51的内部。
10.进一步的，扩展板栅条52上设置有栅格网孔，栅格网孔的直径为1cm～4cm；相邻两个栅格网孔之间的距离为1cm～4cm。
11.进一步的扩展板5的扩展板主框架51和扩展板栅条52均采用铝合金材料。
12.本实用新型对扩展板的位置固定在一个阈值范围内，使得该扩展板能有效的侧遮挡天线的垂直上旁瓣信号或部分主瓣信号，既提升空中非服务区频谱利用率和复用度、消除网内地面与atg系统干扰，又有聚集波束发射定向稳定加强效果。采用本实用新型的扩展板使得空中频谱利用率和复用度提升，民航机载网络通信质量稳定，降低空中底噪10-20db，提升atg基站下行有效业务链路sinr10-20db，在atg基站下行有效业务链路信号接收功率rsrp不改变的情况下，大幅度提升用户吞吐效率，增强空中乘客通信感知度。
附图说明
13.图1为本实用新型的半角栅格天线扩展板的结构图；
14.图2半角栅格天线扩展板图；
15.图3为本实用新型的天线扩展板夹角图；
16.图4为本实用新型的天线扩展板对垂直波束的对比图；
17.图5为本实用新型的上旁瓣抑制后天线垂直面方向图。
18.图中，避雷针1，天线抱杆2，天线3，固定架4，扩展板5，扩展板主框架51，扩展板栅条52。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.一种基于atg地空通信的半角栅格天线扩展板，如图1所示，该结构包括：扩展板5、固定架4、天线3、天线抱杆2以及避雷针1；所述避雷针1设置在天线抱杆2的顶部；采用固定架4将扩展板5固定在天线抱杆2上，且使得扩展板5的末端在设置的空间位置阈值内；所述天线3设置在天线抱杆2上，且天线3的顶端与扩展板底端水平，构成了半角栅格天线扩展板。
21.固定架4包括两根固定杆，第一固定杆的长度比第二固定杆长；第一固定杆的一端和第二固定杆的一端固定，两根固定杆的另一端固定在天线抱杆2，形成三角形的稳定结构。
22.在天线抱杆2靠近避雷针1的一端设置有两个螺孔，其中第一螺孔与第二螺孔的中心点位于同一直线上；第一螺孔和第二螺孔的距离与固定架4的两根固定杆撑开的距离相同；将固定架4的第一固定杆与第一螺孔对应，第二固定杆与第二螺孔对应，并采用螺栓固定。
23.设置的空间位置阈值为以避雷针1顶端为顶角，天线抱杆2为其中一边所构成的45
°
夹角空间作为空间位置阈值；扩展板5的末端在以避雷针为边的45
°
夹角空间内。
24.扩展板5包括扩展板主框架51和扩展板栅条52；扩展板栅条52设置在扩展板主框架51的内部。
25.可选的，扩展板栅条52上设置有栅格网孔，栅格网孔的直径为1cm～4cm；相邻两个栅格网孔之间的距离为1cm～4cm。
26.可选的，扩展板主框架51上设置有栅格网孔，栅格网孔的直径为1cm～4cm；相邻两个栅格网孔之间的距离为1cm～4cm。
27.优选的，扩展板主框架51和扩展板栅条52上均设置有栅格网孔，栅格网孔的直径为1cm～4cm；相邻两个栅格网孔之间的距离为1cm～4cm。
28.具体的，如图2所示，本天线扩展板采用铝合金制材料，轻便、易于安装，同时铝也是很好的导体，能够通过栅格波束进行吸收达到信号收敛传导的效果。在扩展板5上设置有栅格网孔，栅格网孔的直径为1cm～4cm；相邻两个栅格网孔之间的距离为1cm～4cm。采用栅格网需要达到每个网孔远小于1/4波长(工程上远小区为两个数量级，也就是0.01波长)，这里的网孔为2cm(普通地面基站频段的波长为16cm)达到设计标准，就与纯物理反射面效果一样，且由于为室外设备，网孔可以大幅度减少风阻，最大抗风力达为36km/h。
29.如图3所示，天线垂直波瓣宽度的定义为在天线的垂直面方向图上，相对于主瓣最大点功率增益下降3db的两点之间所张的角度，定义为天线的垂直波瓣宽度，也称垂直波束宽度或者垂直波瓣角。天线辐射的大部分能量都集中在波瓣宽度内，波瓣宽度的大小反映了天线的辐射集中程度。同理，垂直主波瓣以外至垂直线间为旁瓣所在信号类似于天线的垂直波瓣宽度的定义，天线扩展板夹角的定义为扩展板与天线垂直辐射方向图中，旁瓣辐射方向法线与垂直线的夹角，此夹角定义为天线扩展板的夹角，但一般为稳固和效果明显，建议夹角为90
°
。
30.如图4所示通过天线扩展板的物理作用，预期部署小区的旁瓣信号得到反射，使得大于部署小区垂直半功率角的区域，接收端明显降低小区信号强度，从而降低该垂直上旁瓣延伸覆盖的空中区域受到非业务干扰水平rsrp信号值，即提升空中区域atg基站主覆盖小区的相对质量sinr值。部署小区通过扩展板减少了半功率角外部区域的覆盖能力，使得该所在该小区用户分部更趋于预期规划位置。通过反射旁瓣信号，一定程度增强部署小区主瓣信号强度，提升主覆盖区域的rsrp水平及深度覆盖能力，改善部署小区主覆盖网络质量。
31.图5显示了在atg系统下行链路，机载cpe将接收到来自atg基站发送的信号和地面基站的干扰信号。虽然地面基站天线主瓣能量主要朝向地面，但是上旁瓣指向空中且无障碍物遮挡，因此上旁瓣电磁波在空中自由传播，多地面基站叠加后能量更强。因此，在地面移动通信系统建设过程中，选用相应技术对天线上旁瓣进行有效抑制。这样既能提高对地面业务的辐射功率，又能减少对atg业务下行链路的干扰，有效降低机载cpe接收端的干扰和底噪。
32.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”、“一端”、“上”、“一侧”、“内”、“前部”、“后部”、“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须
具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。