[实用新型]一种人造介质圆柱透镜6波束天线

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型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。