一种双波束天线的阵列结构及对应的实现方法与流程

本发明涉及移动通信天线的技术领域，具体为一种双波束天线的阵列结构，本发明还提供了该双波束天线的实现方法。

背景技术：

随着移动通信技术的发展，越来越小的空间面对越来越多的用户，这是每个运营商都直面的严峻的问题。通常来说，运营商增加容量不外乎两个手段，一是增加载频载扇，另外一个是增加基站。可是随着用户越来越多，基站密度也越来越大，热点地区基站载频已经满载，但网络拥塞还是频频出现，此热点区域的扩容出现了新的瓶颈。针对这一情况，引入了“小区裂变”的解决方案，将原先的一个基站的三个扇区裂变为六个，从而使载频数量增加一倍从而提高系统容量。双波束天线即是“小区裂变”解决的最好方案。

传统的双波束天线采用四列并排或者三列并排同方向放置组阵，通过矩阵网络的设计，使2个输入口分别得到±30°方向波束所需的幅度相位，此方法实现双波束至少需要三个90°电桥装置加上补偿网络才能实现，电桥成本较高，插入损耗较大。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种双波束天线的阵列结构，其简化了馈电网络，使得物料成本和人工成本的下降。

一种双波束天线的阵列结构，其特征在于：其包括发射器，所述反射器上排布有四列辐射单元，由左至右分别为第一列辐射单元、第二列辐射单元、第三列辐射单元、第四列辐射单元，每列辐射单元的所有辐射单元的组成相同，第一列辐射单元和第二列辐射单元的内的辐射单元的排布方式相同，第三列辐射单元和第四列辐射单元的内的辐射单元的排布方式相同，所述第一、第二列辐射单元与第三、第四列辐射单元在垂直于地面方向上180°物理反向布置；

其还包括有电桥网络单元，电桥网络单元由一组90°电桥网络以及两组具有功率分配的功分装置组合而成，所述电桥网络单元包括两个输入口、四个输出口，四个输出口分别一一对应连接至第一列辐射单元、第二列辐射单元、第三列辐射单元、第四列辐射单元的对应列辐射单元。

其进一步特征在于：

优选地，所述功分装置的功率分配比为1:4，使得较高的水平旁瓣抑制效果。

双波束天线的实现方法，其特征在于：两列正向振子单元与另两列180°反向单元形成阵列，再通过连接一组90°电桥与两组功分装置的组合形成电桥网络，形成了±30°方向的两组波束。

采用上述技术方案后，四列辐射单元并列设置固定于反射器上，每一列具有若干个双极化辐射单元，其中左边两列与右边两列辐射单元在垂直于地面方向上180°物理反向；电桥网络单元由一组90°电桥网络以及两组具有功率分配的功分装置组合而成，四个输出口分别一一对应连接至对应列辐射单元；其简化了馈电网络，使得物料成本和人工成本的下降。

附图说明

图1为本发明一种用于双波束天线的阵列结构示意图；

图2为本发明一种用于双波束天线的电桥网络单元的结构示意图；

图3为本发明具体实施例其中一个输入口的波束示意图；

图4为本发明具体实施例另一个输入口的波束示意图；

图中序号所对应的名称如下：

发射器1、辐射单元2、第一列辐射单元201、第二列辐射单元202、第三列辐射单元203、第四列辐射单元204、电桥网络单元3、输入口301、302、输出口303、304、305、306、电桥网络4、功分装置5。

具体实施方式

一种双波束天线的阵列结构，见图1、图2：其包括发射器1，反射器1上排布有四列辐射单元2，由左至右分别为第一列辐射单元201、第二列辐射单元202、第三列辐射单元203、第四列辐射单元204，每列辐射单元的所有辐射单元的组成相同，第一列辐射单元201和第二列辐射单元202的内的辐射单元的排布方式相同，第三列辐射单元203和第四列辐射单元204的内的辐射单元的排布方式相同，第一列辐射单元201、第二列辐射单元202与第三列辐射单元203、第四列辐射单元204在垂直于地面方向上180°物理反向布置；

其还包括有电桥网络单元3，电桥网络单元3由一组90°电桥网络4以及两组具有功率分配的功分装置5组合而成，电桥网络单元3包括两个输入口301、302、四个输出口303、304、305、306，四个输出口303、304、305、306分别一一对应连接至第一列辐射单元201、第二列辐射单元202、第三列辐射单元203、第四列辐射单元204的对应列辐射单元。

具体实施例、见图1和图2，四列辐射单元201-204并列设置固定于反射器1上，每一列具有若干个双极化辐射单元，其中左边两列201、202与右边两列203、204辐射单元在垂直于地面方向上180°物理反向(如图1)；

电桥网络单元3由一组90°电桥网络4以及两组具有功率分配的功分装置5组合而成，包括两个输入口301、302、四个输出口303、304、305、306,为获得较高的水平旁瓣抑制效果，本发明功分装置5功率分配比为1：4(如图2)；

其具体实施为，当信号从电桥网络单元的输入口301输入时，输出口303、304、305、306的相对功率依次为：0db,-6db,-6db,-0db,输出口303、304、305、306输出端口的相对相位分布为0°、0°、-90°、-90°；电桥网络的输出口303连接第三列辐射单元203，电桥网络的输出口304连接第一列辐射单元201，电桥网络的输出口305连接第四列辐射单元204，电桥网络输出口306连接第二列辐射单元202。由于第三列辐射单元203、第四列辐射单元204的振子与第一列辐射单元201、第二列辐射单元202的振子反向，其相对相位为-180°所以连接至四列振子后第一列辐射单元201、第二列辐射单元202、第三列辐射单元203、第四列辐射单元204从左到右依次对应的相对幅度/相位为:-6db/0°、0db/-90°、0db/-180°、-6db/-270°，因此在输入口301形成+30°指向波束(见图3)。同理，当信号从输入口302输入时四列振子的第一列辐射单元201、第二列辐射单元202、第三列辐射单元203、第四列辐射单元204从左到右依次对应的相对幅度/相位为-6db/-270°、0db/-180°、0db/-90°、-6db/-0°，因此在输入口302形成-30°波束(见图4)。

双波束天线的实现方法：两列正向振子单元与另两列180°反向单元形成阵列，再通过连接一组90°电桥与两组功分装置的组合形成电桥网络，形成了±30°方向的两组波束，该设计方法可以简化馈电网络，使得物料成本和人工成本的下降。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。