專利名稱：一種直線定向智能天線陣的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通訊領域中的智能天線系統，尤其涉及一種直線定向智能天線陣。
背景技術：
通常，不同的用戶具有不同的物理位置，采用智能天線的通信系統可以實現"空分多址"功能，將窄波束對準期望用戶發射，而其它方向輻射能量較少。這樣可以提高通信質量、增加用戶容量，同時減少基站的發射功率。
現有的智能天線陣列主要分為全向智能天線陣和定向智能天線陣。而定向智能天線陣因其單陣元增益較大，業務波束更尖銳，更容易分扇區組網等優勢而得到更廣泛地應用。
一般在設計直線定向智能天線陣時輻射子陣列的間距都取為典型
值l/2波長，所以隨著輻射子陣列數目的增加，定向智能天線陣的外型尺寸也成比例增大，例如采用6列和8列子陣、支持頻段為2GHz的定向智能天線陣的寬度可分別達到O. 45米和0. 6米，再考慮到需要加天線罩等因素，所以實際工程中應用的6列和8列子陣的直線定向智能天線陣的橫向寬度分別都在O. 5米和0. 65米以上。這種寬度的定向智能天線陣將承受很大的風阻，而且在實際的安裝過程中會給附近居民留下體積龐大的印象，進而會有天線輻射很強的錯誤認識，因此在進行基站的選址及建站工作時經常會遭到天線設備所在建筑物附近業主們的反對，使得站址難選、難租。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種小型化的直線定向智能天線陣。
為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的一種直線定向智能天線陣，包括反射板和至少兩列由輻射振子組成
的輻射子陣列，該輻射子陣列并排設置在反射板上，所述相鄰的輻射子
陣列間的間距在1/4波長與1/2波長之間。其中，所述各輻射子陣列之間并聯饋電。其中，所述各輻射子陣列之間錯位排列。其中，所述直線定向智能天線陣的主波束向下傾斜一定角度。其中，所述相鄰輻射子陣列的輻射振子之間呈三角形方式排列。其中，所述相鄰的輻射子陣列間的間距為1/3波長。
本發明具有以下有益效果本發明將相鄰輻射子陣列的間距縮短至1/4波長與1/2波長之間，同時將輻射子陣列錯位排列并采用并聯饋電，從而在保證天線的各性能參數質量的前提下有效地減小了直線定向智能天線陣的橫向寬度，實現了天線的小型化，降低了風阻，也在一定程度上緩解了附近居民因錯誤認識產生的心理壓力。
圖1 (a)為常規的8陣列天線陣的結構示意圖，圖1 (b)為列間距縮短后的8陣列天線陣的結構示意圖2為本發明實施例中輻射子陣列的三角形排列方法示意圖；圖3為本發明實施例中簡單地縮小輻射子陣列間距至1/3波長時，8陣列定向智能天線陣的天線駐波比(圖3 ( a )所示)和輸入阻抗(圖3(b)所示)的變化示意圖4為輻射子陣列間距縮短至1/3波長且經過非常規方法處理的8陣列定向智能天線陣的各種波束圖；其中，圖4(a)和(b)分別為f=1900M和f=2018M的水平面0度業務波束圖，圖4 (c)和(d)分別為f=1900M和f=2018M的垂直面方向圖，圖4(e)和(f )分別為f=1900M和f=2018M的水平面60度業務波束圖，圖4(g)和(h)分別為f-1900M和f=2018M為水平面廣播波束圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細的描述
本發明的核心思想為在進行直線定向智能天線陣的設計時，縮短相鄰輻射子陣列之間的間隔至1/4波長與1/2波長之間，同時，由于需要滿足移動通信的要求，即達到天線垂直面的3dB帶寬的指標，單列輻射子陣列的縱向排列方式和單個輻射振子之間的間距與常規直線定向天線陣保持一致。請參閱圖1,該圖以包括8陣列的天線陣為例，相鄰輻射子陣列的常規間隔為1/2波長，而本實施例中縮短至為1/3波長，此時天線陣的橫向寬度比常規情況下至少縮減了 0. 2m,大大減小了天線陣的橫向寬度。
在實際應用中，如果僅僅簡單地縮短輻射子陣列的間距，而不附加其他措施，天線的駐波比、輸入阻抗、方向圖、子陣列間的隔離度以及天線增益等參凄t會嚴重惡化.如圖3所示，圖3 (a)為天線駐波比變化曲線，可以看出該參數在低頻段急劇變化，很不穩定；圖3 (b)為天線輸入阻抗變化曲線，可以看出阻抗虛部在低頻段波動4艮大導致阻抗匹配困難。
為了在減小天線陣的總體橫向寬度以達到小型化的同時，又保證天線的各性能參數不惡化，本發明采用了以下非常規方法
第 一、采用帶電子下傾角的方式減少輻射子陣列之間的耦合以提高陣列間的隔離度，從而提高天線增益，輻射子陣列之間的隔離度得到了改善后，使得列與列之間的相互駐波比影響也得到了減小，駐波比就會相對穩定，阻抗匹配也會變的容易，還有助于提高通信質量。天線的帶電下傾角功能可以通過改變圖2所示的饋電網絡對每一個輻射振子的相位信號來實現，用于設定主波束向下傾斜的角度。
第二、在輻射子陣列之間采用錯位排列方式。如圖2所示，相鄰兩列的輻射振子之間可以構成一個個的小三角形，所以這樣的排列方式可稱為三角形排列方式。這樣也可以提高輻射子陣列間的隔離度，以保證天線的各項性能參數不會惡化。
圖4為采用非常規方法將列間距壓縮至1/3波長達到天線小型化后，實測得到的8陣列定向智能天線陣的各種波束圖。此時，天線的總橫向寬度為400mm,而常規8陣列、6陣列和4陣列定向天線陣寬度分別為650mm、 500隨和380隨以上。可見，改進后的小型化天線明顯小于常^見6列天線陣，寬度"l妄近4列天線陣。由該圖可知，此8陣列定向智能天線陣的性能方面也明顯高于常規4和6陣列天線陣。
綜上所述，采用本發明所提出的直線定向智能天線陣小型化的方案，可大大降低常規定向智能陣列天線存在的風阻問題，同時在一定程度上消除了附近居民對天線錯誤認識帶來的心理壓力，非常利于工程中安裝與實施。但是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種直線定向智能天線陣，包括反射板和至少兩列由輻射陣子組成的輻射子陣列，該輻射子陣列并排設置在反射板上，其特征在于，所述相鄰的輻射子陣列間的間距在1/4波長與1/2波長之間。
2、 如權利要求1所述的直線定向智能天線陣，其特征在于，所述各輻射子陣列之間并聯饋電。
3、 如權利要求1所述的直線定向智能天線陣，其特征在于，所述各輻射子陣列之間錯位排列。
4、 如權利要求1所述的直線定向智能天線陣，其特征在于，所述直線定向智能天線陣的主波束向下傾斜一定角度。
5、 如權利要求3所述的直線定向智能天線陣，其特征在于，所述相鄰輻射子陣列的輻射陣子之間呈三角形方式排列。
6 、如權利要求1至5任一所述的直線定向智能天線陣，其特征在于，所述相鄰的輻射子陣列間的間距為1/3波長。
全文摘要
本發明公開了一種直線定向智能天線陣，包括反射板和至少兩列由輻射陣子組成的輻射子陣列，該輻射子陣列并排設置在反射板上，所述相鄰的輻射子陣列間的間距在1/4波長與1/2波長之間。本發明將相鄰輻射子陣列的間距縮短至1/4波長與1/2波長之間，同時將輻射子陣列錯位排列并采用并聯饋電，從而在保證天線的各性能參數質量的前提下有效地減小了直線定向智能天線陣的橫向寬度，實現了天線的小型化，降低了風阻，也在一定程度上緩解了附近居民因錯誤認識產生的心理壓力。
文檔編號H01Q21/08GK101577369SQ200810067108
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月7日 優先權日2008年5月7日
發明者楠 沈, 王允寬, 金鶴飛 申請人:中興通訊股份有限公司