[发明专利]双极化天线阵列和双极化2-波束天线

说明书

本发明涉及通信技术领域，公开一种双极化天线阵列,包括沿导电反射板纵轴放置在其上且排成三列的双极化振子、两个波束形成网络和频率相关的三路功率分配器。本发明中频率相关的三路功率分配器的功率会随中间列上的双极化振子的频率增加而增加，会随其他两列上振子的频率的减小而降低。因此，中列的振子在低频下获得的功率较少,在高频时获得的功率较多。其他列上的振子在低频下获得较多的功率，在高频时获得较少的功率。与其他在工作频段中全频输出提供恒定功率的三路功率分配器的天线阵列相比，这种功率分布降低了对高频波束宽度和高频旁瓣的依赖性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地说是一种带频率相关功率分配器的宽带双极化天线阵列和双极化2-波束天线，更具体的是涉及用于在60度扇区发射或接收两个正交极化的移动通信的天线阵列和双极化2-波束天线。

背景技术

在手机高使用率的信息化时代,市场上每年都需要大量的双极化天线,因此在这一领域里，为创造出一种易于生产制造的天线投入了大量工作。在过去基站中，使用最多的是一列振子的天线阵列,垂直平面上形成窄波束,水平平面上形成宽波束,覆盖120度扇区。现在在一些地区,通过120度扇区的流量对于一个基站来说太大了,因此需要增加第二个基站,并使用仅由两个基站覆盖60度扇区的天线阵列。已知的覆盖60度扇区的天线阵列包含两到三列振子,以减小水平面上的波束宽度。三列振子提供了理想的波束宽度和低旁瓣。CN105846113A公开了一种双频双极化窄波束阵列天线，描述了这种在水平平面上具有30-40度半功率波束宽度的双极化天线，其振子的配置如图1所示。

在现有的含三列振子的天线阵列中，其主要缺点是波束的形状对频率有很大的依赖性。通常,在中间频段下不同列振子之间的功率分布是33度的半功率波束宽度和小旁瓣,但在最低频段下,波束太宽。在最高频段下,波束太窄,旁瓣太大。因此,现有的60度扇区天线阵列仅通过窄频段提供理想的波束形状。

本发明的目的是克服现有技术和其他已有的双极化天线的缺陷。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供了一种带频率相关功率分配器的宽带双极化天线阵列，其在水平面上通过至少45％的频带提供28-38度半功率波束宽度和低旁瓣。

本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：

一种双极化天线阵列，包括：

沿导电反射板纵轴放置在其上且排成三列的双极化振子；

两个波束形成网络，每个网络至少包含2个输出端口；

频率相关的三路功率分配器；

其中，每个频率相关的三路功率分配器的输入端口连接到波束形成网络的一个输出端口；每个频率相关的三路功率分配器的输出端口连接到位于中间一列振子和其他两列与之相邻的两个振子；

频率相关的三路功率分配器为置于中间列的双极化振子提供的功率随频率增加而增加，而为与中间一列振子相邻的其他两列双极化振子提供的功率随频率增加而降低；

频率相关的三路功率分配器由多段具有不同阻抗和不同长度的传输线组成，并且至少包含两条不同长度的开路传输线；

频率相关的三路功率分配器的电路包含两个连接到输入端的分支路，其中，第一分支路包括至少一条长度大于工作频段内最低频率的四分之一波的开路传输线，第二分支路包括至少一条长度小于工作频段内最高频率的四分之一波的开路传输线；第一分支路连接到位于中间列的双极化振子，第二分支路分为两个支路连接到与中间列相邻的另外两列的双极化振子。

优选地，其中频率相关的三路功率分配器由放置在介质衬底一个侧面上的条形导体与放置在其另一个侧面上覆盖的导电薄膜构成。