具有改进的偏斜性能的全波偶极子阵列制造技术

提供了具有改进的偏斜性能的蜂窝基站天线。该天线包括接地平面、通过微带支撑PCB支撑在接地平面上方的第一多个辐射元件、以及通过带状线支撑PCB支撑在接地平面上方的第二多个辐射元件。第一多个辐射元件和第二多个辐射元件被布置在至少一个低频带辐射元件阵列中，并且第一多个辐射元件和第二多个辐射元件的数量被选择以减少由至少一个阵列产生的波束的偏斜。第一多个辐射元件可以位于阵列中的第二多个辐射元件之下。阵列可以以线性列或交错列布置。在一个示例中，第一多个辐射元件包括四个辐射元件，并且第二多个辐射元件包括两个辐射元件。

Full wave dipole array with improved skew performance

A cellular base station antenna with improved skew performance is provided. The antenna includes a ground plane, support PCB support in the first plurality of radiating elements, above a ground plane and the stripline PCB support support radiating elements in section more than 2 above a ground plane by microstrip. The first plurality of radiating elements and the more than 2 radiating elements are arranged in at least one low frequency band radiation element array, and the number of the first plurality of radiating elements and the more than 2 radiation elements are selected to reduce the deflection of the beam generated by the at least one array. The first plurality of radiating elements can be located in an array of radiating elements under article more than 2. Arrays can be arranged in linear or interlaced columns. In one example, a first plurality of radiating elements including four radiating elements, and the more than 2 radiation element includes two radiation elements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的偏斜性能的全波偶极子阵列相关申请声明本申请要求于2015年2月25日提交的美国临时专利申请序列No.62/120,689的优先权，该申请的公开内容通过引用被结合。
本专利技术涉及包括辐射元件阵列的天线。具体而言，本专利技术为辐射元件阵列提供改进的偏斜(squint)性能。
技术介绍
已经观察到全波偶极子辐射元件阵列在高电下倾角下遭受偏斜。术语“偏斜”是指波束峰值(-3dB角度之间的中点)偏离天线视轴(boresight)的量。参见例如图9，其图示了具有大约12°的偏斜的方位角波束图案。“全波”偶极子辐射元件是被设计成使得其第二谐振频率处于期望频带中的一种类型的偶极子。在这种类型的偶极子中，偶极子臂的尺寸被确定为使得两个偶极子臂一起跨越期望的操作频带的大约四分之三波长到一个全波长。这与“半波”偶极子形成对照，在“半波”偶极子中，偶极子臂是操作频带的大约四分之一波长，并且两个偶极子臂一起具有大约为操作频带的波长的一半的长度。虽然全波偶极子在多频带阵列中的低频带辐射元件阵列中具有某些优点，但是已知的全波偶极子阵列通常遭受在两个相邻的-45度极化偶极子和+45度极化偶极子之间的不利耦合，这可能导致在某些频率(在本文中被称为“偏斜谐振频率”)处的交叉极化和偏斜劣化。这种效应尤其对于倾斜双极化偶极子(slantdual-polarizeddipole)的垂直极化分量发生。所需要的是具有改进的偏斜性能的全波偶极子辐射元件阵列。
技术实现思路
提供了具有改进的偏斜性能的蜂窝基站天线。该天线包括接地平面、通过微带支撑PCB支撑在接地平面上方的第一多个辐射元件、以及通过带状线支撑PCB支撑在接地平面上方的第二多个辐射元件。第一多个辐射元件和第二多个辐射元件被布置在至少一个低频带辐射元件阵列中，并且微带PCB元件和带状线PCB元件的数量被选择以最小化由阵列提供的波束图案的偏斜。第一多个辐射元件可以位于阵列中的第二组多个辐射元件之下。阵列可以以线性列或交错列布置。在一个示例中，第一多个辐射元件包括四个辐射元件，并且第二多个辐射元件包括两个辐射元件。在优选实施例中，第一多个辐射元件和第二多个辐射元件包括多频带天线的低频带辐射元件。低频带辐射元件可以是全波交叉偶极子辐射元件。蜂窝基站天线还可以包括至少一个高频带辐射元件阵列。在另一个示例中，可以提供第二阵列的微带支撑PCB辐射元件和带状线支撑PCB辐射元件。微带支撑PCB可以各自包括钩状平衡-不平衡转换器(hookbalun)、馈电杆、电感部分和电容部分。带状线支撑PCB可以各自包括钩状平衡-不平衡转换器、将钩状平衡-不平衡转换器夹在中间的至少两个馈电杆、电感部分和电容部分。附图说明图1a是根据本专利技术的一个方面的具有微带支撑PCB的低频带辐射元件的侧视图，该低频带辐射元件可以与附加元件组合使用以提供天线阵列。图1b是图1a的低频带元件的微带支撑PCB的详细视图。图2图示仅由如图1a和图1b所示的辐射元件和微带支撑PCB组成的天线阵列的偏斜性能。图3a是根据本专利技术的一个方面的具有带状线支撑PCB的低频带辐射元件的侧视图，该低频带辐射元件可以与附加元件组合使用以提供天线阵列。图3b和图3c是图3a的低频带元件的带状线支撑PCB的详细视图。图4图示仅由如图3a-图3c所示的辐射元件和带状线支撑PCB组成的阵列的偏斜性能。图5是根据本专利技术的一个方面的辐射元件阵列的侧视图。图6是根据本专利技术的另一个方面的包括高频带辐射元件阵列和低频带辐射元件阵列的天线的一部分的侧视图。图7是根据本专利技术的另一个方面的包括高频带辐射元件阵列和低频带辐射元件阵列的天线的简化平面图。图8图示根据本专利技术的另一个方面的辐射元件阵列和馈电电路的偏斜性能。图9是已知的低频带元件阵列的偏斜的图示。具体实施方式图1a图示微带支撑PCB辐射元件10的一个示例。微带支撑PCB辐射元件10包括通过微带支撑PCB18支撑在反射器16上方的低频带偶极子臂12。在所示示例中，低频带偶极子臂12包括全波偶极子，其从微带支撑PCB辐射元件10的操作频带的大约四分之三波长跨越至一个全波长。可选地，低频带偶极子臂12包括在高频带频率下谐振以最小化高频带元件的散射的RF扼流圈(chokes)。参见例如国际专利公开No.WO2014100938(“'938申请”)，该公开通过引用被结合。在微带支撑PCB辐射元件10中，低频带偶极子臂12被微带支撑PCB18(图1b)激励。如本文所使用的，术语“微带”具有其常规含义，即通过通常制造在印刷电路板上的电介质层与接地平面分离的导电带。该示例中的微带构造包括馈电电路20和钩状平衡-不平衡转换器22。每个馈电电路20包括馈电杆24、电感部分26和电容部分28。图1b图示了图1a的微带支撑PCB辐射元件10的微带支撑PCB18之一的金属化层。钩状平衡-不平衡转换器22连接到天线的阵列馈电网络。阵列馈电网络可以包括常规共馈电网络(corporatefeednetwork)。可选地，阵列馈电网络包括可变移相器以调节辐射元件之间的相对相位关系，从而调节阵列的电下倾角。钩状平衡-不平衡转换器22然后将来自馈电网络的RF信号耦合到微带支撑PCB18上的馈电电路20。来自馈电网络的不平衡RF信号作为平衡信号耦合到馈电杆24中。每个馈电杆24通过电感部分26耦合到电容部分28，以耦合到低频带偶极子臂12，电感部分26被包括用于阻抗匹配。图2图示了由微带支撑PCB18激励的五个全波、低频带、微带支撑PCB辐射元件10的阵列的偏斜劣化。随着电下倾角增加，偏斜劣化增加，并且微带支撑PCB元件在738MHz和935MHz处展现出偏斜谐振频率。例如，对于在935MHz处的+45°极化的15°下倾角，偏斜超过15°，并且对于-45°极化，偏斜趋近15°。在10°电下倾角时，对于频带的大部分，偏斜超过5°。图3a图示了包括带状线支撑PCB辐射元件30的全波低频带偶极子辐射元件的第二示例。该第二示例具有代替图1a和图1b的微带支撑PCB18的带状线支撑PCB38。如本文所使用的，术语“带状线”具有其常规含义，即又一次通过通常制造在印刷电路板(PCB)上的(一个或多个)电介质层夹在两个接地层之间并与这两个接地层分离的导电带。在所示示例中，带状线支撑PCB辐射元件30包括由带状线支撑PCB38支撑在反射器16上方的低频带偶极子臂12。图3b和图3c图示了用于图3a的带状线支撑PCB辐射元件30的带状线支撑PCB38之一的金属化层。在该实施例中的带状线构造包括夹在两层馈电杆44a、44b之间的钩状平衡-不平衡转换器42。每个带状线馈电电路40包括馈电杆44a、44b、电感器部分46和电容部分48。图4图示了由带状线支撑PCB激励的具有全波、低频带偶极子臂12的五个带状线支撑PCB辐射元件30的阵列的偏斜劣化。随着电下倾角增加，偏斜劣化增加，并且带状线馈电杆串扰元件在824MHz处展现出偏斜谐振频率。例如，对于两种极化，对于在824MHz处的15°电下倾角，偏斜超过15°。在10°电下倾角时，对于频带的大部分，偏斜超过5°。现在描述具有改进的偏斜性能的蜂窝基站天线阵列。如本文所使用的，“蜂窝”包括任何类型的单点到多点无线通信技术，包括但不限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝基站天线，包括：a.接地平面；b.通过微带支撑PCB支撑在所述接地平面上方的第一多个辐射元件；以及c.通过带状线支撑PCB支撑在所述接地平面上方的第二多个辐射元件；其中所述第一多个辐射元件和所述第二多个辐射元件被布置在至少一个低频带辐射元件阵列中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 US 62/120,6891.一种蜂窝基站天线，包括：a.接地平面；b.通过微带支撑PCB支撑在所述接地平面上方的第一多个辐射元件；以及c.通过带状线支撑PCB支撑在所述接地平面上方的第二多个辐射元件；其中所述第一多个辐射元件和所述第二多个辐射元件被布置在至少一个低频带辐射元件阵列中。2.如权利要求1所述的蜂窝基站天线，其中所述第一多个辐射元件位于所述第二多个辐射元件之下。3.如权利要求2所述的蜂窝基站天线，其中所述第一多个辐射元件包括四个辐射元件，并且所述第二多个辐射元件包括两个辐射元件。4.如权利要求1所述的蜂窝基站天线，其中所述第一多个辐射元件和所述第二多个辐射元件包括全波交叉偶极子辐射元件。5.如权利要求1所述的蜂窝基站天线，其中所述第一多个辐射元件和所述第二多个辐射元件包括低频带辐射元件，所述蜂窝基站天线还包括至少一个高频带辐射元件阵列。6.如权利要求1所述的蜂窝基站天线，还包括：a.通过微带支撑PCB支撑在所述接地平面上方的第三多个辐射元件；以及b.通过带状线...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·必思鲁勒斯，A·殊施塔瑞，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US