[发明专利]具有用于对波束下倾角的电控制的介电板的缝隙阵列天线

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2014年4月6日提出申请的标题为“具有对下倾波束的电控制的缝隙阵列基站天线(SlotArrayBaseStationAntennawithElectricalControlofDown-TiltBeam)”的第61/975,826号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案的内容出于各种目的以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及波导天线，且更具体来说涉及介电负载的波导天线。

背景技术

基站天线需要针对其系统的辐射场型控制波束下倾以便使那些系统的覆盖区变化。此可变性为必须的，这是因为取决于基站及所要覆盖区的位置及高度将需要不同的波束下倾角角度。图1图解说明具有两个不同度数的波束或辐射场型下倾角的基站天线系统110。以第一下倾角角度122提供第一覆盖区120，且以第二下倾角角度132提供第二覆盖区130。需要某一机构来提供针对基站天线的波束下倾角的校正量。

照惯例，两种不同技术用以控制波束下倾角。图2A展示其中以机械方式执行辐射场型的倾斜的第一常规技术。在此技术中，系统220包含安置于以机械方式倾斜的平台225上的基站天线222。以不倾斜定向(实线)及倾斜定向(虚线)展示系统220。平台225以物理方式倾斜以提供覆盖所要区的波束下倾角。(例如，图1中所展示的区122或132)。虽然实施相对简单，但系统220产生失真(即，天线覆盖区的不均匀性)，此导致已经由系统220建立的不可靠或丢失的通信链路。

安装工以物理方式将天线的定向调整为指向下。图2B展示其中使用相控阵列天线以电方式执行波束下倾的第二常规技术。在此技术中，系统250包含信号划分器252、一堆相移器254₁到254_n(共同称为相移器254)及基站天线256。信号被施加到信号划分器252的输入端口252a，且信号被划分于(例如，平等地)n个分支之间，其中经划分信号中的每一者通过对应相移器254相移。所得经相移信号被馈送到基站天线阵列256中的对应天线，且所述信号共同形成倾斜辐射场型，如上文在图1中所展示。波束下倾角度数由施加到信号的相移的量控制。此基于电的系统250提供相对均匀的天线覆盖区且因此避免由机械系统220产生的天线覆盖场型的失真。然而电系统250由于功分器252及相移器254组件的使用而遭受所添加成本及复杂性。进一步不利地，这些组件的功率处置能力可限制系统250可发射的功率的量。

因此需要具有可控制波束下倾角的经改进天线阵列。

发明内容

根据本发明的一个实施例，现在呈现一种缝隙阵列天线，所述缝隙阵列天线与常规基于机械的波束下倾角天线系统相比提供较均匀辐射场型，且与常规电控波束下倾角天线系统相比提供较低组件计数及较高功率处置能力。

缝隙阵列天线的示范性实施例包含波导缝隙主体及介电板。所述波导主体包含界定波导孔口的一或多个壁，所述波导孔口沿着所述波导缝隙主体的纵向轴延伸。所述波导缝隙主体包含安置于所述波导缝隙主体的一或多个壁上的多个缝隙。所述介电板安置于所述波导孔口内且沿着所述波导缝隙主体的所述纵向轴延伸。所述介电板可在所述波导孔口内围绕所述纵向轴旋转。

在一个示范性实施例中，波导孔口包含长尺寸及短尺寸。进一步在此实施例中，介电板可围绕波导缝隙主体的纵向轴相对于所述波导孔口的所述短尺寸从0度角旋转到90度角。进一步在此实施例中，所述介电板包含沿着所述波导缝隙主体的所述纵向轴延伸的长度尺寸、沿着所述波导孔口的所述短尺寸延伸的宽度尺寸及沿着所述波导孔口的所述长尺寸延伸的厚度尺寸。所述介电板的所述宽度尺寸大于或等于所述介电板的所述厚度尺寸的五倍。

在另一示范性实施例中，基站天线系统包含根据前述实施例中的任一者的缝隙阵列天线。

在另一实施例中，呈现一种用于控制缝隙阵列天线的辐射场型的波束下倾角的方法。所述方法包含提供缝隙阵列天线，上文描述了所述方法的示范性实施例。所述方法进一步包含围绕纵向轴且在波导孔口内将介电板定位到预定义定向角度，其中以所述预定义角度定向的所述介电板对传播穿过波导缝隙主体的信号赋予预定义相位，借此提供缝隙阵列天线的波束下倾角。

鉴于以下详细说明及图式将更好地理解本发明的这些及其它特征。

附图说明

图1图解说明如本技术领域中已知的具有两个不同度数的下倾角的基站天线；