双极化三波束天线及其馈电网络装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种双极化三波束天线及其馈电网络装置。双极化三波束天线包括金属基板，至少4列天线阵，分别与天线阵列数相等的第一、第二极化功分器，及第一、第二极化巴特勒矩阵馈电网络，每个极化巴特勒矩阵馈电网络包括巴特勒矩阵和功分器，巴特勒矩阵包括第一、第二、第三电桥，第一、第二移相器。该天线结构能在水平方向上形成3 个固定指向的双极化波束，在垂直方向上形成一个固定指向的双极化波束，水平方向的3 个波束之间重叠区域小，能够增加设备RRU数量从而增加数据容量，该双极化三波束天线，增加了天线本身数据容量，抗干扰效果好，性能稳定，结构简单，重量轻，易于安装，能有效降低成本，满足场馆或者大面积覆盖区域的需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线通信
，尤其涉及一种用于移动通信基站的双极化三波束天线及其馈电网络装置。
技术介绍
随着移动通信技术的迅速发展和移动通信业务量的急剧增加，移动通信网络的覆盖区域在不断的扩大和完善，作为移动通信系统关键部件之一的基站天线相应地随着移动通信网络的建设而变得越来越重要，需求量越来越大，需要波束形式越来越复杂。传统的基站天线是通过在覆盖区域产生一个固定的宽波束来进行通信，这样由于通信业务量不断增加，覆盖面积加大，导致无法满足一面天线能够满足需求量，多面天线又容易产生干扰，成本也会增加一倍，且得不到很好的效果。
技术实现思路
本技术为解决上述技术问题提供一种双极化三波束天线及其馈电网络装置，其容量大、抗干扰效果好、性能稳定、结构简单，重量轻，易于安装，能有效降低成本，满足场馆或者大面积覆盖区域的需求。为解决上述技术问题，本技术提供一种双极化三波束天线的馈电网络装置，包括：结构相同的第一、第二两个极化巴特勒矩阵馈电网络；每个所述极化巴特勒矩阵馈电网络包括巴特勒矩阵和功分器，所述巴特勒矩阵包括第一电桥、第二电桥、第三电桥、第一移相器和第二移相器，所述第一电桥、第二电桥和第三电桥各自包括两个输入端口和两个输出端口，所述第一移相器和第二移相器各自包括一个输入端口和一个输出端口，其中：所述第一电桥的两个输入端口分别作为巴特勒矩阵的两个输入端口，所述第二电桥的一个输入端口和第三电桥的一个输入端口连接合为一路作为巴特勒矩阵的另一输入端口；所述第一电桥的一个输出端口与第三电桥的另一个输入端口连接，所述第一电桥的另一个输出端口与第二电桥的另一个输入端口连接；所述第二电桥其中一个输出端口经过第二移相器后作为巴特勒矩阵的输出端口、另一个输出端口直接作为巴特勒矩阵的输出端口，所述第三电桥其中一个输出端口经过第一移相器后作为巴特勒矩阵端口阵的输出端口、另一输出端口直接作为巴特勒矩阵的输出端口；所述巴特勒矩阵的各输出端口对应与功分器的各输入端口连接。为解决上述技术问题，本技术还提供一种双极化三波束天线，包括至少四列天线阵、第一极化功分器、第二极化功分器以及如上所述的馈电网络装置；所述第一极化功分器和第二极化功分器的数量分别与天线阵的列数相等；每列所述天线阵包括至少两个天线辐射单元，所述天线辐射单元包括垂直交叉形成一体的一个+45°极化方式的天线单元和一个-45°极化方式的天线单元；每个所述第一极化功分器的功率分配端口的数量不少于每列天线阵中+45°极化方式的天线单元数量，每个所述第二极化功分器的功率分配端口的数量不少于每列天线阵中-45°极化方式的天线单元的数量；其中，每个所述第一极化功分器的功率分配端口分别与同一列天线阵中的+45°极化方式的天线单元电性连接，每个所述第二极化功分器的功率分配端口分别与同一列天线阵中的-45°极化方式的天线单元电性连接；每个所述第一极化功分器的功率合成端口分别与馈电网络装置中第一极化巴特勒矩阵馈电网络的功分器的功率分配端口电性连接，每个所述第二极化功分器的功率合成端口分别与馈电网络装置中第二极化巴特勒矩阵馈电网络的功分器的功率分配端口电性连接。进一步地，所述双极化三波束天线包括金属基板，每列所述天线阵设置于金属基板的上表面，所述第一极化功分器、第二极化功分器设置于金属基板的下表面。进一步地，所述馈电网络装置中第一极化巴特勒矩阵馈电网络的功分器的功率分配端口的数量不少于天线阵的列数，所述馈电网络装置中第二极化巴特勒矩阵馈电网络的功分器的功率分配端口的数量不少于天线阵的列数。进一步地，所述第一极化功分器和第二极化功分器的结构相同；每个所述第一极化功分器和第二极化功分器的各功率分配端口的分配功率幅度相同，并且，各相邻功率分配端口的分配功率具有相同的相位差，以使天线垂直方向图具有一个相同的倾角。进一步地，所述倾角为上倾角或下倾角，上倾角的取值范围为0°～30°，下倾角的取值范围为0°～30°。进一步地，每列所述天线阵呈直线排列且相互平行设置，所有所述天线阵的两端相互对齐。进一步地，每列所述天线阵呈直线排列且相互平行设置，所有奇数列的所述天线阵的两端相互对齐，所有偶数列的所述天线阵的两端相互对齐。进一步地，相邻两列所述天线阵之间的距离为0.2λ-1.3λ，同一列所述天线阵中相邻两个辐射单元之间的距离为0.2λ-1.3λ，其中，λ表示天线工作频段的中心频率在空气中对应的波长。进一步地，每列所述天线阵中的天线辐射单元相互之间错位排列。本技术的双极化三波束天线能在水平方向上形成3 个固定指向的双极化波束，在垂直方向上形成单个固定指向的双极化波束，水平方向的3 个波束之间的干扰小，容量大。根据本技术的技术方案制成的双极化三波束天线，增加了天线本身数据容量，抗干扰效果好，性能稳定，结构简单，重量轻，易于安装，能有效降低成本，满足场馆或者大面积覆盖区域的需求。附图说明图1是本技术实施方式双极化三波束天线的总体结构的侧视图。图2是图1所示双极化三波束天线天线阵列的第一实施例的排列示意图。图3是图1所示双极化三波束天线天线阵列的第二实施例的排列示意图。图4是图1所示双极化三波束天线天线阵列的第三实施例的排列示意图。图5是图1所示双极化三波束天线中的天线辐射单元的示意图。图6是图1所示双极化三波束天线的网络连接示意图。图7是图1所示双极化三波束天线中的巴特勒矩阵馈电网络的原理示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本技术进行详细说明。参阅图1，本技术实施方式的双极化三波束天线，主要包括：金属基板1、天线阵2、极化功分器以及馈电网络装置。具体而言，天线阵2数量为4列及以上，如图2所示，举例而言，本技术实施例的天线阵2数量为5列。天线阵2的排列方式至少可以有以下几种情况：（1）如图2所示，每列天线阵2呈直线排列且相互平行设置，所有天线阵2的两端相互对齐。（2）如图3所示，每列天线阵2呈直线排列且相互平行设置，所有奇数列的天线阵2的两端相互对齐，所有偶数列的天线阵2的两端相互对齐，且奇数列的天线阵2和偶数列的天线阵2两端不对齐。（3）如图4所示，每列天线阵2中的天线辐射单元21相互之间错位排列。在情况（1）或（2）中，相邻两列天线阵2之间的距离为0.2λ-1.3λ，同一列天线阵2中相邻两个辐射单元之间的距离为0.2λ-1.3λ，其中，λ表示天线工作频段的中心频率在空气中对应的波长；在本实施例中，举例而言，可取相邻两列天线阵2 的距离为0.55λ，取同一列天线阵2中相邻天线辐射单元21的距离为0.86λ。而在情况（3）中，相邻两列天线阵2之间的距离、以及同一列天线阵2中相邻两个辐射单元之间的距离可以根据实际需求进行设计。其中，结合图5进行参阅，每列天线阵2包括至少两个天线辐射单元21，该天线辐射单元21包括一个+45°极化方式的天线单元211和一个-45°极化方式的天线单元212，其中，+45°极化方式的天线单元211和-45°极化方式的天线单元212垂直交叉形成一体。进一步地，结合图6进行参阅，极化功分器包括两类，具体为包括第一极化功分器31和第二极化功分器32，该第一极化功分器31的数量与天线阵2的列数相等，该第二极化功分器32的数量同样与天线阵2的列数相等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极化三波束天线的馈电网络装置，其特征在于，包括：结构相同的第一、第二两个极化巴特勒矩阵馈电网络；每个所述极化巴特勒矩阵馈电网络包括巴特勒矩阵和功分器，所述巴特勒矩阵包括第一电桥、第二电桥、第三电桥、第一移相器和第二移相器，所述第一电桥、第二电桥和第三电桥各自包括两个输入端口和两个输出端口，所述第一移相器和第二移相器各自包括一个输入端口和一个输出端口，其中：所述第一电桥的两个输入端口分别作为巴特勒矩阵的两个输入端口，所述第二电桥的一个输入端口和第三电桥的一个输入端口连接合为一路作为巴特勒矩阵的另一输入端口；所述第一电桥的一个输出端口与第三电桥的另一个输入端口连接，所述第一电桥的另一个输出端口与第二电桥的另一个输入端口连接；所述第二电桥其中一个输出端口经过第二移相器后作为巴特勒矩阵的输出端口、另一个输出端口直接作为巴特勒矩阵的输出端口，所述第三电桥其中一个输出端口经过第一移相器后作为巴特勒矩阵端口阵的输出端口、另一输出端口直接作为巴特勒矩阵的输出端口；所述巴特勒矩阵的各输出端口对应与功分器的各输入端口连接。

【技术特征摘要】
1.一种双极化三波束天线的馈电网络装置，其特征在于，包括：结构相同的第一、第二两个极化巴特勒矩阵馈电网络；每个所述极化巴特勒矩阵馈电网络包括巴特勒矩阵和功分器，所述巴特勒矩阵包括第一电桥、第二电桥、第三电桥、第一移相器和第二移相器，所述第一电桥、第二电桥和第三电桥各自包括两个输入端口和两个输出端口，所述第一移相器和第二移相器各自包括一个输入端口和一个输出端口，其中：所述第一电桥的两个输入端口分别作为巴特勒矩阵的两个输入端口，所述第二电桥的一个输入端口和第三电桥的一个输入端口连接合为一路作为巴特勒矩阵的另一输入端口；所述第一电桥的一个输出端口与第三电桥的另一个输入端口连接，所述第一电桥的另一个输出端口与第二电桥的另一个输入端口连接；所述第二电桥其中一个输出端口经过第二移相器后作为巴特勒矩阵的输出端口、另一个输出端口直接作为巴特勒矩阵的输出端口，所述第三电桥其中一个输出端口经过第一移相器后作为巴特勒矩阵端口阵的输出端口、另一输出端口直接作为巴特勒矩阵的输出端口；所述巴特勒矩阵的各输出端口对应与功分器的各输入端口连接。2.一种双极化三波束天线，其特征在于，包括至少四列天线阵、第一极化功分器、第二极化功分器以及如权利要求1所述的馈电网络装置；所述第一极化功分器和第二极化功分器的数量分别与天线阵的列数相等；每列所述天线阵包括至少两个天线辐射单元，所述天线辐射单元包括垂直交叉形成一体的一个+45°极化方式的天线单元和一个-45°极化方式的天线单元；每个所述第一极化功分器的功率分配端口的数量不少于每列天线阵中+45°极化方式的天线单元数量，每个所述第二极化功分器的功率分配端口的数量不少于每列天线阵中-45°极化方式的天线单元的数量；其中，每个所述第一极化功分器的功率分配端口分别与同一列天线阵中的+45°极化方式的天线单元电性连接，每个所述第二极化功分器的功率分配端口分别与同一列天线阵中的-45°极化方式的天线单元电性连接；每个所述第一极化功分器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍爱国，张利华，洪富文，
申请(专利权)人：广东通宇通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44