一种人造介质圆柱透镜6波束天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种人造介质圆柱透镜6波束天线，包含一个外形为圆柱体的人造介质透镜，以及安装在透镜上的4个天线单元；4个天线单元包含2个嵌套式的双频天线单元，以及2个单一的高频天线单元；双频天线单元由2个高频天线单元分别嵌套在2个低频天线单元之间构成；天线共包含4个高频天线单元和2个低频天线单元，每个高频天线单元或低频天线单元分别为带有金属地板的偶极子或微带振子。本实用新型专利技术提供的人造介质圆柱透镜6波束天线，不仅无需电调机构，而且与相同增益的传统电调天线相比，信号强度平均高10dB左右，将提高终端用户的信干比，增强抗干扰能力，从而提升系统的吞吐量、提高网速及系统容量、降低掉线率。

An artificial medium cylindrical lens 6 beam antenna

The utility model discloses an artificial dielectric cylindrical lens 6-beam antenna, which comprises an artificial dielectric lens with a cylindrical shape and four antenna elements mounted on the lens; the four antenna elements comprise two nested dual-frequency antenna elements and two single high-frequency antenna elements; and the dual-frequency antenna elements comprise two high-frequency antenna elements. The antenna consists of four high frequency antenna elements and two low frequency antenna elements, each of which is a dipole or a microstrip dipole with a metal floor. The artificial dielectric cylindrical lens 6-beam antenna provided by the utility model not only does not need an electric adjusting mechanism, but also has an average signal strength of about 10 dB higher than the traditional electric adjusting antenna with the same gain, which will improve the signal-to-interference ratio of the end user and enhance the anti-jamming ability, thereby enhancing the throughput of the system, increasing the network speed and the system capacity. Reduce the dropping rate.

【技术实现步骤摘要】
一种人造介质圆柱透镜6波束天线
本技术涉及一种无线电天线，具体地，涉及一种用于移动通信基站的人造介质圆柱透镜6波束天线。
技术介绍
随着移动通信4G、5G、MIMO、卫星通信、雷达、电子战等无线领域市场的需求迅速扩张，对作为无线出入口的天线也提出了新的技术要求。其中最重要的是天线要能承载超大信息容量，但又不能增加天线数量、站址。近年发展的多波束天线是一种解决方案。传统的多波束天线是用多波束形成网络(BFN)激励辐射单元平面阵列、或用多级巴特勒矩阵等做成。不仅复杂，还由于存在不对称波束、隔离度、网络损耗大等问题，使其难以大规模应用。传统的龙伯球透镜技术具有承载多天线、多波束潜力。但由于它的重量太重及制造工艺极其复杂，长期以来只能作为雷达无源目标探测、机场跑道盲降等8GHz以上频段少量应用，难以进入民用领域。为了减轻龙伯球的重量，研究人员进行了几十年的努力。最近在市场上见到应用于移动通信的龙伯球透镜多波束天线，但过于庞大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于移动通信基站的无线电天线，具有优于现有的电子多波束天线及球形龙伯透镜多波束天线的不同特色。为了达到上述目的，本技术提供了一种人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线包含一个外形为圆柱体的超宽频人造介质透镜，以及安装在透镜上的4个天线单元；所述的4个天线单元包含2个嵌套式的双频天线单元，以及2个单一的高频天线单元；所述的双频天线单元由2个高频天线单元分别嵌套在2个低频天线单元之间构成；所述的天线共包含4个高频天线单元和2个低频天线单元，每个高频天线单元或低频天线单元分别为带有金属地板的偶极子或微带振子。微带天线一般是由导体薄片粘贴在背面附有金属薄层作为接地板的介质基片上而形成的天线，通常利用微带传输线或同轴探针来馈电，使导体贴片与金属接地板之间激励高频电磁场，并通过贴片四周与金属接地板之间的缝隙向外辐射，金属导体贴片也可以是窄长条形的薄片振子即偶极子，称为微带振子天线。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的透镜，其圆柱体的直径为360±40mm，高度为400±10mm。该人造介质圆柱透镜具有多层同心圆结构，包含n个介电常数不同的同心层，中心圆柱层表示为第1层，围绕中心圆柱层依次向外套叠排列第2至第n层，各同心层被装配成一个多层圆柱体，n个同心层由低介电常数的基材添加高介电常数、低比重的材料制成，n个同心层所含高介电常数、低比重的材料从第1层至第n层逐渐减少。n个同心层介电常数由第1层至第n层逐层降低，具体在2.05-1.05间渐变。低介电常数的基材为密度0.02-0.03g/cm3的轻型发泡介质材料，优选为聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚乙烯等；高介电常数、低比重的材料优选为陶瓷粉、铝银粉、金属丝等。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线，根据应用场合设计的天线指标，其波束数为6个，与高频天线单元和低频天线单元的总数相等；6个波束中包含2个低频波束和4个高频波束。所述天线的波束覆盖120°，波束增益为14dBi/17dBi(低频/高频)，天线的标称增益为波束增益。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线单元，其每个高频天线单元的频率为1710-2690MHz，每个低频天线单元的频率为820-960MHz；所有高频天线单元和低频天线单元的增益>8dBi，驻波比<1.4，隔离度>28dB，三阶互调<-150dBc，各天线单元具备优良的电性能。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线单元，其排列在透镜的圆柱体外围的等高线上，天线单元上沿与透镜圆柱体上沿的距离为20±5mm。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线单元，其最大辐射方向均通过透镜圆柱体的轴线；调整天线单元表面与透镜圆柱面之间距离为40±20mm时可得到最大天线增益。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线，其中间频率波束交叉值设为-10dB，根据其决定天线单元沿人造介质透镜的圆柱体外圆排列的间隔和顺序。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线设有笼罩所有天线单元的天线罩，天线罩的底部设有底座，每个高频天线单元或低频天线单元分别连接两根同轴头馈线，共12个同轴头连接在所述的底座上。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线，其还设有安装架和天线支架，通过安装架将天线单元与透镜固定，再通过天线支架将天线与抱杆固定。上述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其中，所述的天线，其形成6个波束；水平(方位)面波束为锐形波束，与传统电子6波束及龙伯球6波束相同；垂直(俯仰)面波束为赋形扇形宽波束，其波束宽度是传统电子6波束天线或龙伯球6波束天线的三倍，这是本技术的核心技术指标。正是本技术的这一特性，在移动通信基站天线领域，本技术不仅无需电调机构，而且与相同增益的传统电调天线相比，在蜂窝服务小区内的大部分用户接收到的信号强度，比电调天线的信号强度平均高10dB左右。这将提高终端用户的信干比，增强抗干扰能力，从而提升系统的吞吐量、提高网速及系统容量、降低掉线率。特别适用于现有4G及4.5G网络小区覆盖优化和密集话务区网络优化、应急通信车、大容量大数据高业务区使用。本技术提供的人造介质圆柱透镜6波束天线具有以下优点：本技术可以形成6个波束，水平(方位)面波束为锐形波束，这与传统电子6波束及龙伯球6波束相同。而本技术的垂直(俯仰)面波束为赋形扇形宽波束，其波束宽度是传统电子6波束及龙伯球6波束的三倍，这是本技术权利要求的核心技术指标。正是本技术的这一特性，在移动通信基站天线领域，本技术不仅无需电调机构，而且与相同增益的传统电调天线相比，在蜂窝服务小区内的大部分用户接收到的信号强度，比电调天线的信号强度平均高10dB左右。这将提高终端用户的信干比，增强抗干扰能力，从而提升系统的吞吐量、提高网速及系统容量、降低掉线率。特别适用于现有4G及4.5G网络小区覆盖优化和密集话务区网络优化、应急通信车、大容量大数据高业务区使用。附图说明图1为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的结构示意图。图2为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的天线单元示意图。图3为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的天线单元俯视图。图4为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的天线单元内侧示意图。图5为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的外侧示意图。图6为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的实测水平面方向图。图7为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线的实测垂直面方向图。图8为本技术的人造介质圆柱透镜6波束天线与相同增益的电下倾电调天线的比较实测图。其中：1、透镜，2、天线单元，21、单一的高频天线单元，22、双频天线单元，3、抱杆，4、安装架，5、天线支架，6、天线罩，7、底座。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步地说明。如图1和图2所示，本技术提供的人造介质圆柱透镜6波束天线，包含一个外形为圆柱体的超宽频人造介质透镜1，以及安装在透镜1上的4个天线单元2；4个天线单元2包含2个嵌套式的双频天线单元22，以及2个单一的高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人造介质圆柱透镜6波束天线，其特征在于，所述的天线包含一个外形为圆柱体的人造介质透镜，以及安装在透镜上的4个天线单元；所述的4个天线单元包含2个嵌套式的双频天线单元，以及2个单一的高频天线单元；所述的双频天线单元由2个高频天线单元分别嵌套在2个低频天线单元之间构成；所述的天线共包含4个高频天线单元和2个低频天线单元，每个高频天线单元或低频天线单元分别为带有金属地板的偶极子或微带振子。

【技术特征摘要】
1.一种人造介质圆柱透镜6波束天线，其特征在于，所述的天线包含一个外形为圆柱体的人造介质透镜，以及安装在透镜上的4个天线单元；所述的4个天线单元包含2个嵌套式的双频天线单元，以及2个单一的高频天线单元；所述的双频天线单元由2个高频天线单元分别嵌套在2个低频天线单元之间构成；所述的天线共包含4个高频天线单元和2个低频天线单元，每个高频天线单元或低频天线单元分别为带有金属地板的偶极子或微带振子。2.如权利要求1所述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其特征在于，所述的透镜，其圆柱体的直径为360±40mm，高度为400±10mm。3.如权利要求1所述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其特征在于，所述的天线，其波束数为6个，与高频天线单元和低频天线单元的总数相等；所述天线的波束覆盖120°，波束增益为14dBi/17dBi，天线的标称增益为波束增益。4.如权利要求3所述的人造介质圆柱透镜6波束天线，其特征在于，所述的天线单元，其每个高频天线单元的频率为1710-2690MHz，每个低频天线单元的频率为820-960MHz；所有高频天线单元和低频天线单元的增益>8dBi，驻波比<1.4，隔离度>28dB，三阶互调<-150dBc。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖良勇，廖康，王建青，任玉文，王亚，
申请(专利权)人：苏州海天新天线科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32