振子单元、天线单元及天线阵列制造技术

本实用新型专利技术公开了一种振子单元及其天线单元，该振子单元由至少三个呈不同极化方向的振子连接在一起构成。采用本实用新型专利技术提出的振子单元及其天线单元，可以使ＭＩＭＯ系统中的终端设备在能够使用足够多的天线单元进行通信时满足便携性要求，从而扩大ＭＩＭＯ系统的容量。同时，本实用新型专利技术还提供一种天线阵列，由于该天线阵列的迎风面积较小，因此施工的难度较低。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及通信
，尤其涉及一种振子单元、天线单元以及一 种天线阵列。
技术介绍
随着通信技术的发展，人们对大容量高速率的通信服务需求越来越强烈，因此传统采用单天线发单天线收(SISO， Single Input & Single Output)的通信 系统已经不能再满足人们的需求，取而代之的是多发多收(MIMO, Multi Input & Multi Output)的多天线系统。多天线系统顾名思义是在系统中采用了多个天线单元，可以是采用多天线 单元发送或多天线接收，也可以同时采用多天线单元收发。通过在系统中采用 多个天线单元的好处是可以获得一定的分集增益，从而提升传输可靠性；或 者形成多流传输，提高传输速率。现有方案中，多天线系统的多个天线单元分布主要有两种方式 一种是采 用空间意义上的多天线单元；另一种则是釆用极化方向上的多天线单元，这里 的极化是指构成天线单元的天线振子的电场矢量在空间运动的轨迹或变化的 状态。空间意义上的多天线单元是通过空间上的隔离使天线单元得到一定的独 立性或相关性，比如多个天线单元之间相隔一定的空间(如TD-SCDMA系统 中的智能天线阵列)或者相隔某些大间距(如各个天线间距大于波长)，这里 的多个天线单元具有的极化方向往往相同。这一类多天线系统存在的缺陷是体 积和迎风面积较大，以TD-SCDMA系统中的8天线阵列为例，其宽度接近 800mm,因此安装时需要坚固的报杆，这就导致安装时的施工难度较大。并且，当釆用较大间距分布天线单元时，比如各天线单元之间的间距为4倍波长、乃 至10倍波长时，天线阵列的面积会变得更大，此类大面板式的天线阵列或者 密集的大间距天线阵列会造成人们心理上的负担。一定的独立性，这里的多个天线单元具有的极化方向往往不同，天线单元的极 化方向不同是指构成电线单元的天线振子的电场矢量在空间运动的轨迹或变 化的状态不同。如图l所示，为一种垂直/水平(V/H)型双极化振子组成的振 子单元示意图，该双极化振子单元是由两个极化方向不同的单极化振子11和 单极化振子12安装在一起构成的，单极化振子11和单极化振子12分别位于x 坐标轴和y坐标轴构成的平面内，以x坐标轴的正半轴方向为0。方向，则振子 11的极化方向为0°方向，即水平方向，而振子12的^f及化方向则为90°方向， 即垂直方向，振子11与振子12之间的夹角为90°;图2所示的则是一种457-45° 交叉型双极化振子单元，由两个极化方向不同的单极化振子21和单极化振子 22安装在一起构成，单极化振子21和单极化振子22分别位于x坐标轴和y 坐标轴构成的平面内，同样以x坐标轴的正半轴方向为0°方向，则振子21的 极化方向为45。方向，振子22的极化方向为-45。方向，振子21与振子22之间 的夹角为90。。在现有技术中，采用上述双极化振子单元构成双极化天线单元，再由多个 这样的双极化天线单元组成多天线阵列，能够显著减小多天线阵列的迎风面 积，但是当天线阵列增大，比如增大为8天线阵列时，由上述双极化天线构成 的天线阵列仍然有400mm或者更大的宽度，因此，依然存在着较大的施工难 度；此外，如果为了减小天线阵列面积，而采用将多个双极化天线单元做到不 同天线板内的方式，则需要建设多根报杆，这同样也增加了施工的难度。针对终端设备而言，受其便携性的要求，在终端设备中最多只能安装2 根天线单元，即使每根天线单元都做成上述的双极化天线单元，也只能实现4 天线对信号的收发。由于MIMO系统的系统容量取决于收发两端中天线单元个数更少的一端的天线单元的个数，因此这就限制了 MIMO系统的容量。综上可知，现有多天线系统中存在着天线阵列的迎风面积较大，施工难度 较高，而且容易给人们造成心理负担的问题；此外，由于终端设备无法在满足 便携性要求的同时实现采用足够多的天线进行通信，MIMO系统的容量也受 到了较大的限制。
技术实现思路
本技术提供一种振子单元及其天线单元，以使MIMO系统中的终端设 备在能够使用足够多的天线进行通信时满足便携性要求，从而扩大MIMO系 统的容量。本技术还提供一种天线阵列，以减小天线阵列的迎风面积，降低施工 难度。为此，本技术釆用以下方案一种振子单元，包括至少三个呈不同极化方向的振子；以及所述各个振子 连接在一起。较优地，所述的振子单元中的各个振子基于同一连接点连接在一起。较优地，所述同 一连接点分别处于各个振子的中心处。较优地，所述各个振子的极化方向均处于同一平面内；或各个振子的极化 方向处于至少两个平面内。一种天线单元，包括至少一个振子单元，所述振子单元包括至少三个呈不 同极化方向的振子；以及所述各个振子之间连接在一起；且所述天线单元中包 括的不同振子单元间具有相同极化方向的振子，分别与所述天线单元中的同一 输入/输出端口存在电连接。较优地，所述天线单元中各个振子之间基于同一连接点连接在一起。较优地，所述同 一连接点分别处于各个振子的中心处。较优地，所述各个振子的极化方向均处于同一平面内；或所述各个振子的才及^f匕方向处于至少两个平面内。一种天线阵列，包括至少一个天线单元，所述天线单元中包括至少一个振子单元，所述振子单元包括至少三个呈不同极化方向的振子；以及所述各个 振子之间连接在一起；且每一天线单元中包括的不同振子单元间具有相同极化 方向的振子，分别与该天线单元中的同 一输入/输出端口存在电连接。较优地，所述的天线阵列中的各个振子之间基于同一连接点连接在一起。较优地，所述同 一连接点分别处于各个振子的中心处。较优地，所述各个振子的极化方向均处于同一平面内；或所述各个振子的 极化方向处于至少两个平面内。较优地，所述一个天线单元中包括的振子单元结构相同，且不同天线单元 中包括的振子单元结构不同或相同。本技术实施例通过采用三个及三个以上具有不同极化方向的振子构 成多极化振子单元，并采用这样的多极化振子单元构成多极化天线单元，从而 实现了 MIMO系统中的终端设备在能够使用足够多的天线进行通信时满足便 携性要求的目的，从而扩大了 MIMO系统的容量。同时，本技术实施例还通过采用多个上述的多^L化天线单元构成天线 阵列，从而有效地减小了天线阵列的迎风面积，降低了施工的难度。附图说明图1为现有技术中的垂直/水平型双极化振子单元的结构示意图； 图2为现有技术中的+457-45。交叉型双极化振子单元的结构示意图； 图3为本技术实施例提出的一种三极化振子单元的结构示意图； 图4为本技术实施例提出的一种四极化振子单元的结构示意图； 图5为本技术实施例提出的一种N极化振子单元的结构示意图； 图6为本技术实施例提出的一种空间三极化振子单元的结构示意图； 图7为本技术实施例提出的一种三极化天线单元的结构示意图；图8为本技术实施例提出的一种四极化天线单元的结构示意图； 图9为本技术实施例提出的一种三极化天线单元内部各个振子单元的 电连接示意图10为现有^t术中采用三个单极化天线单元构成天线阵列的具体结构示 意图11为本技术实施例提出的一种三极化天线阵列的结构示意图； 图12为本技术实施例提出的一种混合多极化天线阵列的结构示意图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振子单元，其特征在于，包括：　至少三个呈不同极化方向的振子；以及　所述各个振子连接在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴柯维，孙长果，李传军，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]