CN101192707B - 一种电调定向智能天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电调定向智能天线，应用于TD-SCDMA系统，其包括：天线阵列，在水平面方向上包括N(N≥2)个纵向子阵列，每个纵向子阵列中包括至少M(M≥2)个辐射单元和若干组功率分配网络，各个子阵列共用反射底板和天线罩；校准网络；若干组移相器；同步联动装置；驱动单元；刻度标尺；所述电调定向智能天线还包括同步联动装置，所述各组移相器至少有一组具有多层结构，并且通过所述同步联动装置级联与所述驱动单元和刻度标尺相连；所述校准网络与所述各天线子阵列以相同的耦合方式连接。本发明所公开的智能天线可以连续电下倾，实现连续电调。

Description

一种电调定向智能天线

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种用于TD-SCDMA系统的具有连续电下倾特性的电调定向智能天线。

背景技术

时分同步的码分多址(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，TD-SCDMA)技术作为第三代移动通信(3G)系统之一，具有广阔的应用前景。智能天线作为TD-SCDMA系统的关键技术之一，已成为天线行业的研究热点。在TD-SCDMA系统中，通过使用智能天线，可以提高系统性能。智能天线可以增加覆盖距离，降低初期基础建设的成本，改善链路性能，增加系统容量。目前，智能天线的实现方法是在水平方向设计若干纵向子阵列，每个纵向子阵列在垂直方向至少有2个辐射单元振子组成直线阵列，通过对各子阵列进行幅度、相位综合加权，可以在水平方向形成特定的辐射方向图以满足系统的应用要求。

在已有的国内智能天线相关专利中，发明专利《平板定向智能天线阵》(专利号：02227818.4)描述了定向智能天线的实现情况，但该专利所描述的天线并不具备连续电调特征。

现有的电调基站天线系统的基本特征是，通过一个电机控制一个或一组机械移相器，达到改变一列多个辐射单元的激励相位，从而调整基站天线的垂直面波束指向。京信通信技术(广州)有限公司专利《用于移动通信天线移相器的调整装置》(专利号：CN200520059283.3)描述了常规基站天线的移相器调整装置，但该专利并不具备多组移相器同步联动功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种电调定向智能天线，使天线可以连续电下倾，实现连续电调。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电调定向智能天线，其包括：

天线阵列，在水平面方向上包括N(N≥2)个纵向子阵列，每个纵向子阵列中包括至少M(M≥2)个辐射单元和若干组功率分配网络，各个子阵列共用反射底板和天线罩；

校准网络；

若干组移相器；

同步联动装置；

驱动单元；

刻度标尺；

所述电调定向智能天线还包括同步联动装置，所述各组移相器通过同步联动装置级联与驱动单元和刻度标尺相连；所述校准网络与所述各天线子阵列以相同的耦合方式连接；各组移相器至少有一组具有多层结构。

实施本发明实施例具有以下有益效果：

各组移相器通过同步联动装置级联与驱动单元相连，从而实现了多组移相器同步联动，使天线可以连续电下倾，实现连续电调；此外使用多层结构的移相器有助于天线的小型化。

附图说明

图1是本发明电调定向智能天线的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明电调定向智能天线的原理示意图；

图3是本发明电调定向智能天线的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明电调定向智能天线的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明电调定向智能天线的一个实施例的结构示意图；

图6是本发明电调定向智能天线中校准网络的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细地介绍，在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1所示，为本发明电调定向智能天线的一个实施例的示意图。其包括：

天线阵列，在水平面方向上包括N(N≥2)个纵向子阵列；

校准网络1；

移相器，共有N(N≥2)组；

驱动单元；

刻度标尺；

以及同步联动装置；

电调定向智能天线有N(N≥2)个纵向子阵列组成，每个纵向子阵列包括M(M≥2)个辐射单元和若干个功率分配网络，各辐射单元排列在同一直线上，与功率分配网络相连接，馈电电缆连接各个功率分配网络至移相器。为了实现天线在垂直面连续电调下倾，首先将每一纵向子阵列i(i＝1、2...N)的所有天线辐射单元通过移相器激励不同的幅度、相位，然后再通过同步联动装置将各组移相器同步联动，以达到各组移相器能够同时输出相同的相位，实现N(N≥2)列天线子阵列在垂直面同步下倾。同时将所有纵向子阵列的主馈端口连接到校准网络1，实现天线幅度、相位的校准。

将子阵列i(i＝1、2...N)的所有辐射单元通过移相器激励不同的相位Φ，达到改变各个天线辐射单元馈电相位的目的，从而实现了电调定向智能天线的连续电下倾。其原理如图2所示：

对于间隔排列为d的M(M≥2)个辐射单元振子的子阵列i(i＝1、2...N)，当相邻单元的相位呈等相均匀分布时，天线最大波束形成于法向正前方。当相邻辐射单元的相位依次相差Φ时，最大波束形成于θ₀空间方向。(相差规定为Φ＝^2π/_λ*d*sinθ₀其中：λ为工作波长、d为同一子阵列中相邻辐射单元的中心间距、θ₀为下倾角)。

为保证各纵向子阵列的主辐射波束在正前方能够等幅同相叠加，以便满足不同的扇区方向图，必须满足各个纵向子阵列i(i＝1、2...N)的同步下倾，为此采用同步联动装置将移相器级联，使得各组移相器的相同端口能够同时输出相同相位。同步联动装置可以通过驱动单元如一组电机带动各纵向子阵列i(i＝1、2...N)的移相器，或多组电机通过同步电路实现移相器的同步联动。刻度标尺与同步联动装置相连，可以显示天线下倾角度。

在上述实施例中，可选的，所述移相器至少有一组具有双层结构，如图3所示，即本发明为具有双层结构移相器的八列电调定向智能天线的一个实施例，在本实施例中，本发明电调定向智能天线具有8个天线子阵列和4组移相器，每组移相器均为双层结构，每层结构包含一个移相器，每个移相器电气特性一致，且每个移相器分别与所述的一个对应子阵列相连接，四组移相器通过同步联动装置级联与驱动单元和刻度标尺相连。

在上述实施例中，可选的，所述移相器至少有一组具有三层结构，如图4所示，即本发明为具有三层结构移相器的六列电调定向智能天线的一个实施例，在本实施例中，本发明电调定向智能天线具有6个天线子阵列和两组移相器，每组移相器均为三层结构，每层结构包含一个移相器，每个移相器电气特性一致，且每个移相器分别与所述的一个对应子阵列相连接，两组移相器通过同步联动装置级联与驱动单元和刻度标尺相连。

在上述实施例中，可选的，所述移相器至少有一组具有四层结构，如图5所示，即本发明为具有四层结构移相器的八列电调定向智能天线的一个实施例，在本实施例中，本发明电调定向智能天线具有8个天线子阵列和两组移相器，每组移相器均为四层结构，每层结构包含一个移相器，每个移相器电气特性一致，且每个移相器分别与所述的一个对应子阵列相连接，两组移相器通过同步联动装置级联与驱动单元和刻度标尺相连。

在上述实施例中，可选的，所述移相器至少有一组具有多层结构。电调定向智能天线由多列子阵列组成，而每个子阵列都需要独立的移相器来控制幅度和相位，大量单层移相器的堆积势必造成电调定向智能天线体积增大，为此使用具有多层结构的移相器有助于天线体积减小。

在上述实施例中，优选的，校准网络1与上述的各纵向子阵列以相同的耦合方式连接，实现各子阵列间幅度和相位的校准。如图6所示，校准网络1由校准电路板2，金属屏蔽盒3组成。金属屏蔽罩腔体表面向内延伸有若干个金属调谐体4，通过调整金属调谐体4的大小和尺寸以及在腔体内的位置，避免校准电路板在腔体内谐振现象出现，可以达到调谐目的。

以上所批露的仅为本发明优选实施例，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种电调定向智能天线，包括：

天线阵列，在水平面方向上包括N个纵向子阵列，其中N≥2，每个纵向子阵列中包括若干组功率分配网络和至少M个辐射单元，其中M≥2，各个纵向子阵列共用反射底板和天线罩；

校准网络；

若干组移相器；

同步联动装置；

驱动单元；

刻度标尺；

其特征在于：所述电调定向智能天线还包括同步联动装置，所述各组移相器通过所述同步联动装置级联与所述驱动单元和刻度标尺相连；

各辐射单元排列在同一直线上，与功率分配网络相连接，馈电电缆连接各个功率分配网络至移相器；所有纵向子阵列的主馈端口连接到校准网络。

2.如权利要求1所述的电调定向智能天线，其特征在于：所述若干组移相器至少有一组具有双层结构，每层结构包含一个移相器，所述的每个移相器电气特性一致，且每个移相器分别和一个与其对应的纵向子阵列相连接。

3.如权利要求1所述的电调定向智能天线，其特征在于：所述若干组移相器至少有一组具有多层结构，每层结构包含一个移相器，所述的每个移相器电气特性一致，且每个移相器分别和一个与其对应纵向子阵列相连接。

4.如权利要求1所述的电调定向智能天线，其特征在于：所述校准网络与所述的各纵向子阵列以相同的耦合方式连接。

5.如权利要求1或4所述的电调定向智能天线，其特征在于：所述校准网络具有金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩腔体表面向内延伸有若干个金属调谐体。

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