CN105119060A - 双极化全向天线及其天线反射板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种天线反射板，其包括底板和连接在所述底板两侧并且与该底板的正面形成钝角的侧板，所述两个侧板之间的夹角为360°/n，n≥3。一种双极化全向天线，其包括多个天线反射板和多个设置在所述天线反射板上的辐射单元，其采用如前所述的天线反射板。本发明双极化全向天线及其天线反射板有效缩小了双极化全向天线的尺寸，并且不影响该全向天线的辐射性能。

Description

双极化全向天线及其天线反射板

技术领域

本发明涉及一种移动通信天线，尤其涉及一种双极化全向天线，以及应用在该天线中的天线反射板。

背景技术

为了解决多运营商共享移动通信***所带来的多频段、多制式、干扰复杂等难题，并满足人们对电磁污染容忍度越来越苛刻的要求，宽频带、高增益、小型化、高隔离度的双极化基站天线的需求更加迫切。

全向天线具有全向辐射、架设方便的优点，不管是在移动通信***建站初期的快速布置站点，还是在网优后期的查盲补漏都具有特殊的用途。以往的全向型基站天线以单极化为主，但现代移动通信***特别是4GLTE***需要MIMO(多路收发)技术，虽然使用两个传统的单极化天线采用空间分集的方式可以实现，但这种分集方式需要站点的面积大，物业协调难，物业费用高，对环境的视觉冲击大。

现有技术中，专利CN102447163提出了一个由锥形振子和四个水平极化振子组成圆阵的形式来实现，其中锥形振子实现垂直极化功能，四个水平极化的振子圆阵实现水平极化功能。该技术对当前双极化全向天线技术具有广泛的代表性，能够实现垂直/水平极化的功能，其缺点是：这类天线的尺寸较大，增益在2dBi左右，只能用于室内分布***对天线增益要求不高的情况，无法实现并馈组阵设计成高增益的室外基站天线。专利CN102142620给出了实现双极化全向天线的另一种方式，即其中一个极化采用缝隙电磁耦合的方式来实现垂直或水平的极化形式功能，虽然可以解决尺寸偏大的问题，在手持终端上得到了应用，但缝隙天线的频带较窄，不能实现基站天线所要求的宽频带要求，其并馈馈电也较难实现，并没有用在高增益全向室外基站天线的实用价值。US6094166给出了一种组成高增益全向天线的组阵方式，即采用在圆周上组阵的形式，通过控制阵列中各辐射单元的幅相分布，可以获得阵列的定向或全向功能。这一技术虽然揭示了高增益全向天线的实现方式，但并没有给出如何实现垂直/水平或±45°双极化全向天线的技术。US8031129B2给出了一种垂直/水平极化高增益全向天线，其垂直极化单元组成圆阵，而水平极化辐射单元置于圆心。该技术有两个缺点，一是为了避免两种极化的相互影响，天线尺寸会要求较大；二是虽然可以做成垂直/水平极化天线，但却不能实现移动通信主流设计要求的±45°双极化天线。

综上所述，现有的技术不能解决宽频带、高增益、紧凑型、高隔离的全向双极化天线的技术难题。

发明内容

本发明的目的旨在解决上述技术瓶颈，提供一种结构紧凑的双极化全向天线，以及应用在该天线中的天线反射板。

为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种天线反射板，其包括底板和连接在所述底板两侧并且与该底板的正面形成钝角的侧板，所述两个侧板之间的夹角为360°/n，n≥3。

优选地，所述两个侧板之间的夹角为120°。

进一步地，优化设置该天线反射板上的馈电网络：该天线反射板设有馈电网络，所述馈电网络包括设置在所述底板正面的第一功分器和由该第一功分器引出的第一射频电缆组，以及设置在所述底板背面的第二功分器和由该第二功分器引出的第二射频电缆组。

可选择地，所述馈电网络还包括与所述第一功分器和第二功分器连接的第三功分器以及用于连接的第三射频电缆组。

优选地，所述底板的宽度为20～100mm。更优地，所述底板的宽度为30mm。

一种双极化全向天线，其包括多个天线反射板和多个设置在所述天线反射板上的辐射单元，其采用如前所述的天线反射板。

为实现本发明，所述多个天线反射板以天线的纵长方向的轴线为中心进行周向排列，分别属于相邻的所述天线反射板的侧板相互靠近。

优选地，所述天线包括3个所述天线反射板。

可选择地，所述多个辐射单元分别在所述每个天线反射板的底板上沿纵长方向进行线性排列。

与现有技术相比较，本发明具有如下优势：

(1)本发明的双极化全向天线使用了具有小宽度底板的天线反射板，并且至少三个所述天线反射板周向排列，既可以获得天线的全向性，满足全向天线的不圆度要求，又是减小全向天线体积的较优选择；

(2)本发明的双极化全向天线将馈电网络分布在所述天线反射板的底板的正、反两面，这使得小尺寸的底板也可以排布两组分别用于为不同极化辐射阵列馈电的馈电网络。

附图说明

图1为本发明双极化全向天线的立体结构示意图，其中省略示出天线罩。

图2为本发明双极化全向天线的俯视图，其中示出了天线反射板在该双极化全向天线内部的排列结构。

图3为本发明的双极化全向天线的单个辐射单元阵列的水平方向的相位方向图。

图4为本发明的双极化全向天线的所有辐射单元阵列合成后水平方向的相位方向图。

图5为本发明的天线反射板正面的馈电网络布置示意图。

图6为本发明的天线反射板反面的馈电网络布置示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1，本发明的双极化全向天线包括多个天线反射板1和多个设置在所述天线反射板1上的辐射单元2，还包括形成容纳所述多个天线反射板及辐射单元的内部空间的圆筒形天线罩(未图示)、分别封闭所述天线罩上端和下端的圆形的上安装板3和圆形的下端盖4；所述下端盖4外表面还设有射频接头5。

具体地，参考图1和图2，多个所述天线反射板1垂直固定设置在所述下端盖4上；每个所述天线反射板1包括底板11和连接在所述底板11两侧并且与该底板11的正面形成钝角的侧板12，所述天线反射板1的横截面形状为没有顶面的倒梯形或喇叭形。进一步地，所述两个侧板12之间的形成夹角α，所述夹角α的角度优选为360°/n(n≥3)。如图2所示，所述夹角α优选为120°，由此，当三个所述天线反射板1以该双极化全向天线的纵长方向的轴线为中心进行周向排列并且分别属于相邻的所述天线反射板1的侧板12相互靠近时，所述3个天线反射板1正好将该双极化全向天线的内部空间三等分。

本领域技术人员知晓，天线的反射板一般由导电材料制成，设置在该反射板上的辐射单元可以是金属压铸型振子，也可以是PCB印刷振子，双极化的辐射单元设有两个分别为不同极化馈电的极化馈电端。所述辐射单元的宽频带和双极化特性决定了整个天线的宽频和极化特性，而所述反射板的形状和尺寸决定了天线的波束方向和波束宽度。

本实施例中，一个所述天线反射板1和多个设置在该天线反射板1上的辐射单元2组成一个定向天线A；如图3所示，每个所述定向天线A的波束宽度在100～120之间，进一步地，由于每个所述定向天线A所面对的方向不同，其分别产生的波束的方向也不同；将所述三个定向天线A以所述双极化全向天线的纵长轴线为中心进行周向排列，使得分别属于所述三个定向天线A的不同方向的定向波束合并后形成全向性波束(见图4)，以获得具有波束全向性的所述双极化全向天线。

根据移动通信的实际需求，所述构成双极化全向天线的定向天线A的个数可以进行适当调整，可以设置n(n＞3)个，但是每个所述定向天线A的天线反射板1的两个侧板12之间的夹角α的大小需要满足360°/n，并且，每个所述天线反射板1的底板11和侧板12的尺寸也需要进行相应地调整。

进一步地，所述底板11的尺寸影响该双极化全向天线的整体尺寸，本实施例中，所述底板11的宽度仅为30mm，由此形成的双极化全向天线的直径可以达到110mm或更小。进一步地，当多个所述辐射单元2分别在所述每个天线反射板1的底板11上沿纵长方向进行线性排列时，分别安装在相邻的所述天线反射板1上的辐射单元2之间的直线距离可以缩小至80mm。

参考图5和图6，每个所述天线反射板1的底板11上还设有馈电网络13。由于所述底板11尺寸较小，为适应该底板11的尺寸，所述馈电网络13将分布在所述底板11的正面和反面：所述馈电网络13包括设置在所述底板11正面的第一功分器131和由该第一功分器131引出的第一射频电缆组132，以及设置在所述底板11背面的第二功分器133和由该第二功分器133引出的第二射频电缆组134。

如图5所示，所述第一功分器131设有一个输入端口和多个对应于设置在当前所述天线反射板1上的辐射单元2的个数的输出端口，对应地，所述第一射频电缆组132包括多条分别从各个输出端口引出并且分别与各个辐射单元2的第一极化馈电端21电性连接的射频电缆。

如图6所示，所述第二功分器133的结构与第一功分器131类似，所述第二功分器133设有一个输入端口和多个对应于设置在当前所述天线反射板1上的辐射单元2的个数的输出端口，对应地，所述第二射频电缆组134包括多条分别从所述各个输出端口引出并且分别与各个辐射单元2的第二极化馈电端22电性连接的射频电缆。

进一步地，参考图1、图5和图6，所述双极化全向天线的至少一个所述定向天线A的底板11上还可以设有第三功分器135和对应的第三射频电缆组136，具体地，所述第三功分器135用于为该双极化全向天线进行初步的功率分配(初步馈电)，即将从外部射频电缆输入的总功率分配到属于该双极化全向天线的三个定向天线A中，所述第三功分器135设有一个输入端口和多个对应于设置在所有所述天线反射板1上的第一功分器131和第二功分器133的总个数的输入端口，对应地，所述第三射频电缆组136包括多条分别从所述各个输出端口引出并且分别与所述第一功分器131的输入端口和第二功分器133的输入端口电性连接的射频电缆。

综上所述，本发明双极化全向天线及其天线反射板有效缩小了双极化全向天线的尺寸，并且不影响该全向天线的辐射性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线反射板，其特征在于：其包括底板和连接在所述底板两侧并且与该底板的正面形成钝角的侧板，所述两个侧板之间的夹角为360°/n，n≥3。

2.如权利要求1所述的天线反射板，其特征在于：所述两个侧板之间的夹角为120°。

3.如权利要求1所述的天线反射板，其特征在于：该天线反射板设有馈电网络，所述馈电网络包括设置在所述底板正面的第一功分器和由该第一功分器引出的第一射频电缆组，以及设置在所述底板背面的第二功分器和由该第二功分器引出的第二射频电缆组。

4.如权利要求3所述的天线反射板，其特征在于：所述馈电网络还包括与所述第一功分器和第二功分器连接的第三功分器以及用于连接的第三射频电缆组。

5.如权利要求3或4所述的天线反射板，其特征在于：所述底板的宽度为20～100mm。

6.如权利要求5所述的天线反射板，其特征在于：所述底板的宽度为30mm。

7.一种双极化全向天线，其包括多个天线反射板和多个设置在所述天线反射板上的辐射单元，其特征在于：所述天线反射板采用如权利要求1～6所述的天线反射板。

8.如权利要求7所述的双极化全向天线，其特征在于：所述多个天线反射板以天线的纵长方向的轴线为中心进行周向排列，分别属于相邻的所述天线反射板的侧板相互靠近。

9.如权利要求8所述的双极化全向天线，其特征在于：所述天线包括3个所述天线反射板。

10.如权利要求7所述的双极化全向天线，其特征在于：所述多个辐射单元分别在所述每个天线反射板的底板上沿纵长方向进行线性排列。