一種小間距陣列天線的製作方法

2024-03-23 10:51:05 1

專利名稱：一種小間距陣列天線的製作方法
技術領域：
一種小間距陣列天線
本實用新型涉及移動通信領域，尤其涉及一種小間距(陣列中至 少一個方向間距小於二分之一波長)陣列天線。
智能天線是當前通信領域最熱門的技術之一 ，其緣由是智能天線 技術可以充分利用無線資源的空間可分割性，提高無線通信系統對無 線資源的利用率，從根本上提高系統容量。
智能天線系統可以看作是一個空間濾波器， 一般主要應用於基站 系統，其基本思想是可為用戶提供窄定向波束，使該波束對準通信用
戶方向，自動跟蹤通信用戶；而在幹擾用戶方向則生成深零點，抑制 同道幹擾、多址幹擾和多徑衰落，以實現顯著提高信幹比、增強系統 容量的目的。
智能天線採用 一定陣元數的陣列天線，由於各陣元的空間位置不 同，同一無線電信號到達各個陣元波程差不同，因而可用于波達估計 (DoA)。不同方向的信號通過陣列天線後產生不同的陣列響應，智能
天線接收系統可採取一定的算法(可在射頻、中頻或基帶實現)把不 同方向的信號區分開來，從而降低幹擾，提高系統性能。因此陣列結 構對智能天線系統性能起著重要的影響。
由於陣列天線技術的優越性，其逐漸被用於在現代移動通信系統 中，尤其值得一提的是陣列天線技術被應用於我國提出的第三代移動
通信標準TD-SCDMA之中。但是，由於陣列天線為多元天線，天線口徑 較大，導致風阻較大等機械問題。而且由於移動通信與民眾生活息息 相關，很多基站、天線要架設於密集城市區域，天線口面過大往往會 引起民眾反感。此外，陣列天線技術還被應用於飛行設備與地面之間 通信導航，但飛行設備上空間非常有限。因此這些領域需要採用小間 距(陣列在至少一個方向間距小於二分之一波長)陣列天線。但是當 陣列天線單元間距小於二分之一波長之後，單元之間相互耦合嚴重， 導致陣列中相鄰列之間隔離變差，陣列波束賦形結果惡化，陣列增益 降低等問題。目前尚無較好的技術來解決這一問題。
本實用新型要解決的技術問題是提供一種d、間距陣列天線，這種 小間距陣列天線可以解決現有技術存在的無法解決小間距陣列(陣列 間距小於二分之一波長)中各列間的耦合問題，以及小間距緊縮型陣 列天線由於耦合問題導致相鄰列隔離變差、單元阻抗帶寬變窄、陣列 波束形成惡化問題。
為了解決上述技術問題， 一種小間距陣列天線，包括至少兩列陣 列單元、饋電網絡、電纜接頭，所述的列每列包括至少兩個陣列單元、 陣列單元間至少有一個方向的間距小於二分之一波長，在一個或多個 陣列單元的周圍布置有金屬隔離條。
以上所述的小間距陣列天線，所述金屬隔離條按菱形或平行四邊 形的方式布置。
根據權利要求2所述的小間距陣列天線，其特徵在於，所述按菱 形或平行四邊形的方式布置的金屬隔離條首尾相接或首尾互不連接。
以上所述的小間距陣列天線，所述按菱形或平行四邊形的方式布 置的金屬隔離條內可以只包圍l個至2個陣列單元。
以上所述的小間距陣列天線，還包括金屬反射地板，所述的按菱 形或平行四邊形的方式布置的金屬隔離條可以懸空或者焊接在金屬反 射地板上，與金屬反射地板之間沒有間隙。按按菱形或平行四邊形的 方式布置的金屬隔離條與金屬反射地板的距離最好為0-0.4倍天線工 作頻率對應的波長；金屬隔離條寬度的範圍最好是0. 01-0. 4倍天線工 作頻率對應的波長。
本實用新型小間距陣列天線，在一個或多個陣列單元的周圍布置 有金屬隔離條，金屬隔離條能夠減小陣列天線中相鄰列之間耦合，可 以提高小間距陣列天線隔離度，改善陣列天線波束賦形效果，提高單 元增益，提高陣列增益。本實用新型的小間距陣列天線隔離技術通過 減小單元近場耦合改善了天線的陣列性能。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1為現有^^支術排列陣列天線結構示意圖2為本實用新型小間距陣列天線實施例l用於對稱振子單元陣 列結構示意圖3為本實用新型小間距陣列天線實施例2用於貼片振子單元陣 列結構示意圖4為本實用新型小間距陣列天線實施例3用於對稱振子單元陣 列結構示意圖5為本實用新型小間距陣列天線實施例4用於對稱振子單元陣 列結構示意圖6為本實用新型小間距陣列天線實施例5用於對稱振子陣列天 線結構示意圖7為本實用新型小間距陣列天線實施例6用於對稱振子陣列天 線的側方向結構示意圖。
[具體實施方式
〗
圖1是現有^a術排列陣列天線結構示意圖，該陣列天線包含陣列 輻射單元A1、饋電網絡B1，電纜接頭B2。至少由兩個單元連接組成陣 列中一列。其中DL表示陣列中相鄰兩列之間的間距，DH表示每列中相 鄰兩個單元之間的間距。小陣列天線指陣列的列間距DL或者DH至少 一個參數小於二分之一波長。由於陣列間距小於二分之一波長，陣列 中相鄰單元之間的耦合增大，單元在陣列中時單元阻抗(包含兩部分 自阻抗和互阻抗)頻帶特性變差，導致陣列天線賦形方向圖副瓣、增 益變差。同時相鄰兩列之間耦合增大，隔離變差。
圖2為本實用新型採用的隔離技術應用於對稱振子組成的小間 距陣列天線實施例1的基本結構；它包括陣列單元A1、金屬隔離條A2、 陣列錯位排列之後調整不同列之間相位的延長線A3。在該天線中，在 陣列單元A1四周增加了按菱形布置的金屬隔離條A2,在陣列單元A1 四周按菱形布置的金屬隔離條A2首尾相接，形成封閉結構。由於金屬 條A2的隔檔作用，使陣列單元Al與周圍振子之間耦合減小，單元在 陣列中的單元阻抗帶寬變寬，改善了陣列天線賦形方向圖的副瓣、增 益。同時相鄰兩列之間隔離增大。
圖3為本實用新型釆用的隔離技術應用於貼片振子組成的小間 距陣列天線實施例2的基本結構；它包括陣列單元A1、按菱形布置的 金屬隔離條A2、陣列錯位排列之後調整不同列之間相位的延長線A3 以及電纜接頭B2。在陣列單元Al四周按菱形布置的金屬隔離條A2也 是首尾相接，形成封閉結構。
圖4為本實用新型採用的隔離技術應用於對稱振子組成的小間 距陣列天線實施例3的基本結構；它由陣列單元A1、按平行四邊形的 方式布置的金屬隔離條A2、陣列錯位排列之後調整不同列之間相位延 長線A3組成。與上述實施例不同的是，在本實施例的小間距陣列天線 中，在每2個陣列單元A1的四周添加了按平行四邊形方式布置的金屬 隔離條A2。在陣列單元Al四周按平行四邊形方式布置的金屬隔離條 A2首尾相接，形成封閉結構。這種結構同樣可以用來改善陣列中單元 之間的隔離度。
圖5為本實用新型採用的隔離技術應用於對稱振子組成的小間
距陣列天線實施例4的基本結構；它由陣列單元A1、菱形金屬隔離條 A2、陣列錯位排列之後調整不同列之間相位的延長線A3以及電纜接頭 B2組成。在本實施例小間距陣列天線中，每個單元A1四周有4根金屬 隔離條呈菱形排列，包圍單元Al, 4根金屬隔離條的端部首尾互不連 接。這種結構同樣也能用來改善陣列中單元之間的隔離度。
按菱形布置的金屬隔離條首尾相連和端部首尾互不連接的兩種 情況下，陣列單元的方向圖是不同的。當金屬隔離條的端部首尾互不 連接時，隔離條所包圍的單元的陣中方向圖波束較窄。
圖6顯示本實用新型採用的隔離技術應用於對稱振子組成小間 距陣列天線實施例5的基本結構；它包括金屬反射地板A4、按菱形布 置的金屬隔離條A2、陣列單元A1。其中，金屬隔離條A2焊接在金屬 反射地板A4上，通過金屬反射地板A4接地，金屬隔離條A2與金屬反 射地板A4之間沒有間隙。
圖7從側面顯示本實用新型採用的隔離技術應用於對稱振子組 成小間距陣列天線實施例6的基本結構。按菱形布置的金屬隔離條A2 與金屬反射地板A4的距離為DX。該距離DX根據不通輻射單元有所不 同，其範圍是O—O. 4入(A表示天線工作頻率對應的波長)。金屬隔離 條A2的寬度DX2根據不同輻射單元有所不同，金屬隔離條A2寬度DX2 的範圍是O. Ol人一O. 4入。
本實用新型以上各實施例所列舉的小間距陣列天線，包括至少二 列單元，每列又至少包含二個陣元組成的陣列天線。每個或者每二個 以上陣列單元的四周加一懸空或者接地的按菱形布置的金屬隔離條。
本實用新型以上各實施例涉及的小間距陣列天線隔離技術，能夠 減小陣列天線中相鄰列之間耦合，可以提高小間距陣列天線隔離度， 改善陣列天線波束賦形，提高單元增益，提高陣列增益。上述小間距 陣列天線隔離技術，通過減小單元間耦合來改善陣列性能。
權利要求1.一種小間距陣列天線，包括至少兩列陣列單元(A1)、饋電網絡(B1)、電纜接頭(B2)，所述的列每列包括至少兩個陣列單元(A1)、陣列單元間至少有一個方向的間距小於二分之一波長，其特徵在於，在一個或多個陣列單元(A1)的周圍布置有金屬隔離條(A2)。
2. 根據權利要求1所述的小間距陣列天線，其特徵在於，所述金屬隔 離條(A2)按菱形或平行四邊形的方式布置。
3. 根據權利要求2所述的小間距陣列天線，其特徵在於，所述按菱形 或平行四邊形的方式布置的金屬隔離條(A2)首尾相接或首尾互不 連接。
4. 根據權利要求3所述的小間距陣列天線，其特徵在於，所述按菱形 或平行四邊形的方式布置的金屬隔離條(A2)內包圍l個或2個陣 列單元。
5. 根據權利要求2至4中任一權利要求所述的小間距陣列天線，其特 徵在於，包括金屬反射地板(A4 ),所述的按菱形或平行四邊形方 式布置的金屬隔離條(A2 )懸空或者焊接在金屬反射地板(A4 )上， 與金屬反射地板(A4)之間沒有間隙。
6. 根據權利要求5所述的小間距陣列天線，其特徵在於，按菱形或平 行四邊形方式布置的金屬隔離條(A2)與金屬反射地板(A4)的距 離為0-0. 4倍天線工作頻率對應的波長；金屬隔離條(A2)寬度的 範圍是0. 01-0. 4倍天線工作頻率對應的波長。
專利摘要本實用新型公開了一種小間距陣列天線，至少包括兩列陣列單元、饋電網絡、電纜接頭，所述的列至少包括兩個陣列單元，陣列單元間至少有一個方向的間距小於二分之一波長，在一個或多個陣列單元的周圍布置有金屬隔離條。本實用新型的金屬隔離條能夠減小陣列天線中相鄰列之間耦合，可以提高小間距陣列天線隔離度，改善陣列天線波束賦形效果，提高單元增益，提高陣列增益。本實用新型的小間距陣列天線隔離技術通過減小單元近場耦合改善了天線的陣列性能。
文檔編號H01Q1/52GK201199544SQ200820093900
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月7日 優先權日2008年5月7日
發明者卜安濤, 周杰君 申請人:摩比天線技術(深圳)有限公司