[发明专利]高增益扇区天线单元及其一体化天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种高增益天线，尤其涉及一种能够实现高增益的用于基站的扇区天线单 元及其一体化天线。

背景技术

目前用于基站通信的中高增益扇区天线大多由单元为带接地板的半波振子或其变型 结构，通过组阵构成一个扇区天线实现某个扇区的通信覆盖，利用多个扇区天线完成整个区 域内的通信覆盖。但通过组阵方式构成的扇区天线须要馈线网络来实现各单元的馈电。因此 天线的馈线网络结构复杂。其次，为实现高增益及弥补由馈线网络引起的衰减通常需要较多 单元进行纵向组阵，因而使得天线的纵向尺寸较大。另外，在采用印刷贴片单元进行组阵的 方案时，通过选用较高介电常数的介质基片材料虽然可以一定程度的降低天线的纵向尺寸， 但成本较高。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，无需任何附加馈线网络即可 实现中高增益，可用于基站的高增益扇区天线单元及其一体化天线。

技术方案：本发明的高增益扇区天线单元由馈源和谐振腔单元两部分组成，其特征在于 谐振腔单元由圆弧形接地板、圆弧形部分反射表面及与上述圆弧形接地板相连的矩形反射板 共同构成，圆弧形接地板采用一段弧形柱面，圆弧形部分反射表面采用与接地板同轴的弧形 金属条带组合而成，圆弧形接地板外表面与圆弧形部分反射表面之间的距离满足 d=(12+n)λ0,n=0,1,2...,]]>其中λ₀为中心频率电磁波的自由空间波长，其单个谐振腔 单元和位于其中的馈源即可构成一个高增益扇区天线便于单独使用以实现某个扇区的通信 覆盖。

所述圆弧形部分反射表面由圆弧形金属条带及圆弧形金属条带之间的空气间隙组成的 周期单元，沿圆弧形接地板的轴向排列而成的，上述圆弧形金属条带的高度为为设计中心频 率的自由空间波长的0.01～0.03倍，空气间隙的高度为设计中心频率的自由空间波长的 0.005～0.01倍。所述馈源由半波振子或其变型结构构成。

高增益扇区天线单元组成的高增益扇区一体化天线，包括馈源和谐振腔两部分，谐振腔 由圆柱形接地板，及与圆柱形接地板同轴的圆环形金属条带组合而成的部分反射表面共同构 成，在所述谐振腔中设有与上述圆柱形接地板相连的矩形反射板，从而把谐振腔分割为多个 横截面为扇形、两端面开放的谐振腔单元；馈源分别位于所述各谐振腔单元中，馈源数与谐 振腔单元数相同；圆柱形接地板的外表面与部分反射表面之间的距离满足

d=(12+n)λ0,n=0,1,2...,]]>其中λ₀为中心频率电磁波的自由空间波长。

所述部分反射表面是由所述圆环形金属条带及各圆环形金属条带之间的空气间隙组成 的周期单元，沿圆柱形接地板的轴向排列而成的。所述馈源由半波振子或其变型结构构成。

所述圆环形金属条带高度为为设计中心频率的自由空间波长的0.01～0.03倍，空气间 隙的高度为设计中心频率的自由空间波长的0.005～0.01倍。