[实用新型]宽频中馈缝隙耦合套筒偶极子共线天线阵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种天线，特别是一种宽频带中馈共线天线阵，可作为移动通信基站天线中的全向天线。

现有技术情况

随着移动通信事业的迅速发展，高增益宽频带全向天线已成为广大用户使用的需要。目前已有的全向天线有多种形式，如图5所示的全向天线是用多段长度均为λg/2的同轴线段在其两端把内外导体交叉换位连接而构成的天线阵。图6所示的全向天线是把λ/2长反向电流段的导线折叠或绕成螺旋线的富兰克林共线阵。这两种形式的共线阵虽然具有全向性，但由于它们的单元长度都是严格按照λ/2来弯折或截取线段的，因此，如果频率变化或截取的线段不准，就无法满足辐射单元所需要的同相相位关系而形成误差，而且这种误差随着节数的增加而不断积累和增大的，这些误差将造成天线主瓣倾斜与增益下降，所以只适合窄频带工作。图7所示的全向天线是利用了两个背靠背λ/4扼流套来抑制λ/2长线段上的反相电流而形成的另一种共线天线阵，这种天线阵由于采用底馈，因而很难实现10dB以上的天线增益。

实用新型的内容

本实用新型主要解决现有全向天线频带窄，增益低的问题，提供一种中馈缝隙耦合套筒偶极子共线天线阵，采用中馈，使上半部分和下半部分天线辐射对称，克服了低馈共线天线阵波束倾斜的缺点，如图1所示。整个装置由空气介质主馈同轴线1和分馈同轴线2、3及偶极子8组成。主馈同轴线1由内导体13和外导体14组成，该内导体金属杆(13)固定在外导体金属管(14)内。主馈同轴线1的外导体14及外导体的外延部分15、17构成分馈同轴线2、3的内导体，在该内导体金属管的中间位置设有短路器(5)。金属管子16、18构成分馈同轴线2、3的外导体，该外导体金属管套装在分馈同轴线2、3的内导体金属管15、17的外部。偶极子8采用多个中馈缝隙耦合套筒，套装在同轴线2、3的外导体金属管16、18的外部。短路器5把主馈同轴线1的内导体13和外导体14短路变为中馈，使由主馈同轴线1传输进来的射频电流在短路器5与同轴线1的外导体短路后，再分别经同轴线3和同轴线2向上和向下传输，等幅同相耦合到各个共线套筒偶极子8上。为了给每个套筒偶极子8等幅同相馈电，除了要求套筒偶极子之间的馈线长度相等，套筒偶极子的两个壁长为λ/4，使电流的波腹点正好位于间隙19处，使传输线与天线的能量耦合在低阻抗区完成外，还必须使中馈点到相邻套筒偶极子中心的距离分别为3λ0/4和λ0/4。在主馈同轴线1的内导体13上设有匹配段10，以调整天线的阻抗匹配。

本实用新型由于采用了中馈以及空气介质同轴线，克服已有共线天线阵增益难以超过10dB的不足；同时由于采用了较粗的套筒偶极子结构，故展宽了天线的频带特性，克服了已有共线天线阵窄频带的缺点；此外由于在中馈同轴线内导体的不同距离上，附加有儿段阻抗匹配段和微带阻抗匹配段，及在分馈线中变固定短路器为可调断路器，则更有利于消除天线阻抗中的电抗分量，使天线的阻抗匹配相对容易；又由于微带线的形状可变，可以等宽，也可以不等宽或宽度锥辨，所以使用微带线调整天线的阻抗匹配时，不仅容易调整且调整范围大。实测表明，本实用新型在870-960MHZ和824-896MHZ频段，天线增益为11dbi，在整个工作段内，天线的电压驻波比VSWR＝1.4，且具有良好的电气性能和机械性能。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图

图2是本实用新型套筒偶极子的电流分布图

图3是本实用新型套筒偶极子的结构示意图

图4是本实用新型微带匹配电路图

图5是现有多段长度同轴线内外导体交义换位连接构成的全向天线阵

图6是现有背靠背λ/4扼流套作为反相电流扼制器构成的全向共线阵

图7是现有富兰克林共线阵

具体实施方式