专利名称：一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双极化赋形波束基站天线，尤其涉及双频共用90°双极化赋形波束基站天线。
背景技术：
为了提高通信容量，网络设计采用不同的扩容方式，移动通信扇区化覆盖就是一种扩容方式。目前，移动通讯基站天线，大都采用水平面波束宽度为65°的赋形波束基站天线，而90°的基站天线则很少使用，根据用户疏密分布情况，采用多少扇区为好，需要网络优化设计，若采用90°扇形波束覆盖，根据蜂窝通信原理，它更适合频率复用，也就是它更能充分地利用频谱资源，同时90°扇区的划分，与天线波瓣特性较吻合，更能充分利用功率能量，也就是功率利用率高。
发明内容本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种新型，高质量，宽频带，宽波束，双极化结构，制造简单，使用方便，成本低，可有效利用频谱资源，抗干扰能力强的双频共用90°的赋形波束基站天线。
本实用新型的目的可以通过如下措施来达到一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，它包括底板13，底板13上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有两个，每个天线单元包括一个贴片3，每个贴片3均通过支柱6与底板13相连，底板13和每个贴片3之间均设有两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，底板13的底部设有功分器，功分器的输入端通过射频电缆14与通信机相连，功分器的各个输出端分别通过射频电缆14与各个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元的数量为N＝2n(n＝1，2，3，4......n为整数)。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的固定板4为绝缘固定板，背腔15与底板13之间连接有金属小片。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为四个，底板13的底部设有两个一分四功分器9，每个功分器9的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器9的8个输出端分别通过8根射频电缆14与8个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为6个，底板13的底部设有两个一分六功分器16，每个功分器16的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器16的12个输出端分别通过12根射频电缆14与12个L形探针5相连。
所述的天线单元为8个，底板13的底部设有两个一分二功分器17和四个一分四功分器9，两个一分二功分器17的输入端分别通过一根射频电缆14与通信机相连，两个一分二功分器17的4个输出端分别通过4根射频电缆14与四个一分四功分器9的4个输入端相连，四个一分四功分器9的16个输出端分别通过16根射频电缆14与16个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的贴片3上通过支柱2连接有小贴片1。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的贴片3和小贴片1均为八边形贴片。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的底板13上连接有周边围裙18，周边围裙18与底板13垂直，呈“L”形。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的底板13上连接端盖10和天线罩11。
本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果本实用新型利用探针—贴片技术，提供了一种新型、高性能、双频共用90°赋形波束基站天线，CDMA和GSM双网共用，可以实现单极化和双极化，它制造简单，成本低廉，产品美观大方，使用方便，具有优越的电气性能。这种天线适应通信系统扩容的需要，它具有严格的波束宽度控制和高的前后比，驻波比小于1.3，带宽为15.3％，是其他天线如缝隙天线，孔径耦合天线等形式所不能及的，且采用较少数量的天线就可达到覆盖要求，且充分的利用了频谱资源。
图1为本实用新型的四单元结构的仰视图；图2为本实用新型的四单元结构的主视图；图3为本实用新型的四单元结构的俯视图；图4为本实用新型的单元结构的侧视图；图5为本实用新型的六单元结构及馈电网络图；图6为本实用新型的八单元结构及馈电网络图；具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的最佳实施方式作详细说明实施例1一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线(参见图1、图2、图3、图4)，它包括底板13，底板13上连接有天线单元，天线单元设有4个，每个天线单元包括一个八边形贴片3，每个贴片3的上端通过4个绝缘支柱2连接一八边形小贴片1，每个贴片3的下端通过4个绝缘支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片3之间均通过探针底座8连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过绝缘固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，背腔15与底板13之间连接有金属小片，底板13的底部设有两个一分四功分器9，每个功分器9的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器9的8个输出端分别通过8根射频电缆3与8个L形探针5相连，底板13上连接有周边围裙18，周边围裙18与底板13垂直，呈“L”形，整个板式天线用天线罩11和端盖10罩起来，形成封闭系统，保护内部的天线辐射元和馈电网络及全部金属或塑料结构件，天线罩11，使用高质量的PVC塑料经模具的成型加工制成具有良好的封闭作用和排水结构。该方案通过各单元间实现交叉耦合分量的抵消，达到了提高隔离度的目的，两探针同相输入，因为空间位置的对称性，在两探针上产生的耦合分量相等，经过天线背面线路的180°反相抵消。采用一分四功分器(四路输出等幅同相)和射频电缆来组成馈电电路，一分四功分器的四个分支输出信号等幅同相，来自基站的射频信号经由连接到接头12的传输线进入天线的馈电网络内，在网络内通过射频电缆到达两个一分四功分器的输入端，每个功分器将信号等幅同相的分配成四路输出，经过四根严格按照相位要求长短不等的射频电缆，至每个探针，探针被馈电激励又辐射高频电磁波，电磁波在贴片3上产生表面电流，形成感生电场，再耦合到小贴片1上，然后通过天线罩11辐射到自由空间，形成天线辐射方向图。因为双极化信号同时辐射出去，两路信号会相互干扰，为了尽可能减小相互之间的干扰，即提高两路信号之间的隔离度，除了利用相邻单元之间正交耦合分量的抵消原理外，还利用背腔结构将每一个单元隔离起来，使得相邻单元贴片、探针的影响尽量小，达到高隔离度的目的，同时由于背腔对贴片单元产生的反射作用，使得天线的辐射方向图半功率角达到90°，由于宽波束天线的前后比一般比较差，为了改善期前后比，根据电磁波的几何绕射原理，周边围裙18与底板13垂直，呈“L”形，底板13连同它的周边围裙10是电磁波反射机构，它将L形探针5，贴片3和小贴片1辐射到它上的电磁波反射到前向空间，使天线形成定向辐射。天线单元的间距尺寸是按照赋形波束要求确定的，与功分器的四根不等长的射频电缆是一一对应的，这两组尺寸组成了不对称，不等间距，不同馈电相位的赋形天线阵，保证了基站天线的赋形特性和相应的辐射特性。
为了达到基站天线的三阶互调的指标要求，在电气结构、机械结构和工艺上作了充分的考虑，因为三阶互调是因为各连接点的异质性，而产生高次幂信号，高次幂信号叠加的结果会产生与工作频率相接近的频率而造成干扰。在馈点电路的的各连接点上都采用镀锡的工艺，如在一分四微带功分器9的传输线19表面为3～5um的锡镀层，以降低三阶无原交调信号造成的干扰，另外探针5表层为三元合金镀层；另外为了使一分四微带功分器9与底板接触紧密，并使一分四微带功分器9的微带传输线与底板绝对平行，在一分四微带功分器9下加了一非常平整的铝质垫板，另外在各焊接点的工艺上要求焊接均匀饱满，各接地点要求接地充分无缝隙。保证了以上就可以使天线的三阶互调达到-107dBm的国家标准的指标要求。
同时采用上下不同尺寸的上贴片1、贴片3是为了展宽天线的频率带宽，根据需要也可以使用单贴片的单元天线组成阵列，实现某一频率的高增益和高前后比的定向天线。
实施例2一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线(参见图5)，它包括底板13，底板13上连接一天线单元，天线单元设有6个，每个天线单元包括一个八边形贴片3，每个贴片3的上端通过4个绝缘支柱2连接一八边形小贴片1，每个贴片3的下端均通过4个绝缘支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片3之间均通过探针底座8连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过绝缘固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，背腔15与底板13之间连接有金属小片，底板13的底部设有两个一分六功分器16，每个功分器16的输入端通过一根射频电缆14与通信机相连，两个功分器16的12个输出端分别通过12根射频电缆14与12个L形探针5相连。该方案采用两个一分六功分器(六路输出等幅同相)和射频电缆来组成馈电电路。
实施例3一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线(参见图3、图8)，它包括底板13，底板13上连接一天线单元，天线单元设有8个，每个天线单元包括一个八边形贴片3，每个贴片3的上端均通过4个绝缘支柱2连接一八边形小贴片1，每个贴片3的下端均通过4个绝缘支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片3之间均通过探针底座8连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13上贴片3的周围通过绝缘固定板4连接背腔15，背腔15与底板13之间有间隙，底板13的底部设有两个一分二功分器17和四个一分四功分器9，两个一分二功分器的输入端分别通过一根射频电缆14与通信机相连，两个一分二功分器17的4个输出端分别通过4根射频电缆14与四个一分四功分器9的4个输入端相连，四个一分四功分器9的16个输出端分别通过16根射频电缆14与16个L形探针5相连，该方案采用两个一分二功分器、四个一分四功分器和射频电缆来组成馈电电路。
权利要求1.一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，它包括底板(13)，底板(13)上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有两个，每个天线单元包括一个贴片(3)，每个贴片(3)均通过支柱(6)与底板(13)相连，底板(13)和每个贴片(3)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直，底板(13)上贴片(3)的周围通过固定板(4)连接背腔(15)，背腔(15)与底板(13)之间有间隙，底板(13)的底部设有功分器，功分器的输入端通过射频电缆(14)与通信机相连，功分器的各个输出端分别通过射频电缆(14)与各个L形探针(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元的数量为N＝2n，n＝1、2、3、4......，n为整数。
3.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的固定板(4)为绝缘固定板，背腔(15)与底板(13)之间连接有金属小片。
4.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元为四个，底板(13)的底部设有两个一分四功分器(9)，每个功分器(9)的输入端通过一根射频电缆(14)与通信机相连，两个功分器(9)的8个输出端分别通过8根射频电缆(14)与8个L形探针(5)相连。
5.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元为6个，底板(13)的底部设有两个一分六功分器(16)，每个功分器(16)的输入端通过一根射频电缆(14)与通信机相连，两个功分器(16)的12个输出端分别通过12根射频电缆(14)与12个L形探针(5)相连。
6.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的天线单元为8个，底板(13)的底部设有两个一分二功分器(17)和四个一分四功分器(9)，两个一分二功分器(17)的输入端分别通过一根射频电缆(14)与通信机相连，两个一分二功分器(17)的4个输出端分别通过4根射频电缆(14)与四个一分四功分器(9)的4个输入端相连，四个一分四功分器(9)的16个输出端分别通过16根射频电缆(14)与16个L形探针(5)相连。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的贴片(3)上通过支柱(2)连接有小贴片(1)。
8.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的贴片(3)和小贴片(1)均为八边形贴片。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的底板(13)上连接有周边围裙(18)，周边围裙(18)与底板(13)垂直，呈“L”形。
10.根据权利要求1所述的一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，其特征在于所述的底板(13)上连接端盖(10)和天线罩(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种双频共用90°双极化赋形波束基站天线，它包括底板(13)，底板(13)上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有两个，每个天线单元包括一个贴片(3)，每个贴片(3)均通过支柱(6)与底板(13)相连，底板(13)和每个贴片(3)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直，底板(13)上贴片(3)的周围通过固定板(4)连接背腔(15)，背腔(15)与底板(13)之间有间隙，底板(13)的底部设有功分器，功分器的输入端通过射频电缆(14)与通信机相连，功分器的各个输出端分别通过射频电缆(14)与各个L形探针(5)相连，本实用新型高质量，宽频带，宽波束，双极化结构，制造简单，使用方便，成本低，可有效利用频谱资源，抗干扰能力强。
文档编号H01Q21/00GK2744003SQ200420041019
公开日2005年11月30日 申请日期2004年6月2日 优先权日2004年6月2日
发明者王卓鹏, 付洪全, 李景峰, 孙淑丽, 肖长虹, 陆贵文, 李渠塘 申请人:烟台高盈科技有限公司