[实用新型]一种赋形透镜天线

说明书

本发明提供一种赋形透镜天线，可以覆盖远处区域和以较低的成本实现近处一定区域的覆盖。包括透镜和至少3个辐射单元，这些辐射单元分布在透镜的表面附近并且它们各自的辐射起点沿一圆弧曲线依次排列；并且这些辐射单元各自的指向轴线均经过所述透镜的中心；特别地，按照辐射单元在所述圆弧曲线单一方向上的排列次序，这些辐射单元依次一一对应地与排序的信号输出端口电性连接；所述信号输出端口的排序规则是按功率升序或按功率降序。本发明的赋形透镜天线能够形成一个窄长形轮廓的单一覆盖范围，用于诸如高铁等的轨道交通沿线部署的话，在确保信号强度足够强的情况下，具有更高的天线覆盖范围利用率以及能大幅降低建设成本。

技术领域

本发明涉及通信设备生产领域，更具体地说，涉及一种用于控制电磁波传播方向及控制电磁波的波瓣范围的透镜天线。

背景技术

透镜天线与MIMO天线相比，透镜天线有着方向图比较好、系统增容简单、能效比高、覆盖范围远、成本造价相对较低等的优点。

由于透镜天线的指向性很强，且其波束指向的方向上的较长距离上都能获得不错的性能表现，因此它事实上非常适合用于轨道覆盖，如高铁沿线的覆盖。但也正由于它的强指向性，它会留下很大的自身不能覆盖的区域。

为解决这个问题，运营商会考虑用安装在邻近的铁塔上或立杆上的透镜天线来对本天线自身不能覆盖的区域进行弥补性的覆盖，如图1所示。为提高每套透镜天线的覆盖范围的利用率，此时这些透镜天线所在的铁塔或者立杆会尽量靠近轨道。但即便如此，这样的做法仍会显得覆盖利用率不够高，而且覆盖范围的交叠和互相干扰较大，运营商要投入的铁塔或立杆的建设仍较多。

为此需要对该问题进行一种创新性的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种赋形透镜天线，这样的天线除了可以覆盖远处区域外，还可以以较低的成本实现近处一定区域的覆盖。

采用以下的技术方案：

一种赋形透镜天线，包括透镜和至少3个辐射单元，这些辐射单元分布在透镜的表面附近并且它们各自的辐射起点沿一圆弧曲线依次排列；并且这些辐射单元各自的指向轴线均经过所述透镜的中心；特别地，按照辐射单元在所述圆弧曲线单一方向上的排列次序，这些辐射单元依次一一对应地与排序的信号输出端口电性连接；所述信号输出端口的排序规则是按功率升序或按功率降序。

所述信号输出端口可以是不等功率分配器的输出端口，所述不等功率分配器配置有输入端口以及数量不少于辐射单元数量的输出端口。

本发明的工作原理如下：接入了最大功率的辐射单元(以下简称为最大功率辐射单元)其波束的延伸距离最远，接入了最小功率的辐射单元(以下简称为最小功率辐射单元)其波束的延伸距离最近，而接入了介于最大功率和最小功率之间功率的辐射单元(以下简称为中间功率辐射单元)其波束的延伸距离相应地处在最大功率辐射单元的和最小功率辐射单元的之间。

由于这些辐射单元各自的辐射起点是沿一圆弧曲线依次排列的，并且这些辐射单元依次一一对应地与按功率升序或者按功率降序的信号输出端口电性连接，并且这些辐射单元的指向轴线都是经过同一透镜的作用的，因此最大功率辐射单元其指向轴线与最小功率辐射单元其指向轴线将在理论上形成有一夹角，该夹角本申请称为覆盖角α。辐射单元的指向轴线是指该辐射单元发出的波经透镜折射后所形成的主波束的理论中轴线。