极化相关的波束宽度调整器制造技术

本发明专利技术提供一种具有第一和第二极化和第一和第二辐射图的双极化天线或天线阵列、一种用于所述天线或天线阵列的调整的方法及一种包括所述天线或天线阵列的无线通信系统。天线或天线阵列包括布置在传导框架上方的主辐射天线元件或主辐射天线元件的阵列。本发明专利技术进一步提供一种天线或天线阵列，其中，传导寄生带和扼流圈的组合与主辐射天线元件关联布置以实现用于独立控制第一和和第二辐射图的波束宽度的部件；一种用于调整以实现每个极化的期望波束宽度的方法，其中，第一和第二辐射图的波束宽度调整相互独立地进行；一种无线通信系统，包括装配有根据本发明专利技术的双极化天线和天线阵列的基站。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线通信系统中使用的天线的

技术介绍
传统上，通过更改天线元件尺寸和地平面扩展(groundplane extension)来调整位于地平面附近的天线元件的波束宽度。基站天线通常通过两个正交线性极化来操作以用于分集(极化分 集)。对于GSM (全球移动通信系统)和WCDMA (宽带码分多址)， 通常使用相对于垂直平面+/- 45度定向的倾斜线性极化。 一种有吸引 力的备选方案是使用垂直和水平极化，即，0和90度极化。当在同一 机械结构上使用具有双极化(例如，垂直和水平极化)的天线时，设 计同时为两个极化提供期望的水平波束宽度将是相当复杂的。因此， 包含为每个极化单独控制水平波束宽度的设计参数的设计是有益的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有第一和第二辐射图和第一和第二极 化的双才及化天线或天线阵列、 一种用于调整所述天线或天线阵列的方 法及一种包括所述天线或天线阵列的无线通信系统，其能解决以下问 题同时为具有第 一极化的第 一辐射图和具有第二极化的第二辐射图 获得期望的水平波束宽度。天线或天线阵列包括具有扩展平面中的主 扩展和纵向扩展的主辐射天线元件或主辐射天线元件的阵列。主辐射 天线元件或主辐射天线元件的阵列布置在传导框架上方，主辐射天线 元件或主辐射天线元件的阵列朝向框架表面的垂直投影落在框架表 面的区i或内。此目的通过以下所述实现 一种天线或天线阵列，其中，传导寄生带(conductive parasitic strip )和扼流圏的組合与主辐射天线元件或主辐射天线元件的 阵列关联布置，以实现用于在大致垂直于天线或天线阵列的 纵向扩展的平面中独立控制第一和第二辐射图的波束宽度的 部件 一种用于调整以为每个极化在大致垂直于纵向扩展的平面中 实现期望的波束宽度的方法，其中，用于第一和第二辐射图 的波束宽度调整相互独立地进行，并且包括以下步骤将传导寄生带与主辐射天线元件或主辐射天线元件的阵 列关联布置以控制第 一极化的波束宽度，并且将至少两个 扼流圈与主辐射天线元件或主辐射天线元件的阵列关联 布置以控制第二极化的波束宽度。 一种无线通信系统，包括装配有根据本专利技术的双极化天线和 天线阵列的基站。大致垂直于天线或天线阵列的纵向扩展的平面中的辐射图自此以 后在本描述中称为水平辐射图。后在本描述中称为垂直极化(自此以后在本描述中称为水平极化。本专利技术使单独为垂直和水平极化调谐波束带宽，并且在需要时， 调谐此类宽度以便为两个极化获得相等的波束宽度成为可能。由于任 何极化能够被分解成一个垂直极化分量和一个水平极化分量，因此， 本专利技术也使为任何其它双极化(例如，+/-45。)实现相等的水平波束 宽度和水平波束指向(pointing)成为可能，并且因此具有用于垂直和 水平极化的相等辐射图，这将为任何其它的极化对提供相等的图。调 谐的实现易于获得，在一个实施例中，传导寄生带能蚀刻与天线^^共 的基板上。扼流圈的机械实现简单，并且能通过传统的压模法或挤压来实现。传导寄生带和扼流圈参照例如贴片天线的主辐射天线元件来定 位。主辐射天线元件也能是其它类型，如双极化偶极、缝隙、层叠贴 片等。主辐射天线元件自此以后在本描述中例示为贴片元件。在通过垂直极化(垂直于图1的平面)来激励贴片时，场将净皮传 导寄生带短路，因为场平行于传导寄生带，即，传导寄生带将充当地 平面的展宽。通过选取传导寄生带的位置和宽度，能因此调整用于垂 直极化的波束宽度。在每一侧也能够有两个或更多传导寄生带。只要在波长方面来说宽度是小的，则扼流圈便将对场具有可忽略的影响；这是因为在这种情况下，场是平行于扼流圈定向的(即，扼流圈几乎对平行于扼流圏的电场(E-field)是不可见的)。在通过水平极化来激励贴片时，场将穿过传导寄生带，垂直于传 导寄生带，并且只要传导寄生带的宽度相对于波长是小的，场便几乎 不受影响(即，传导寄生带对垂直于传导寄生带的电场几乎是不可见 的)。然而，选取扼流圈的位置和深度将影响水平极化的波束宽度， 这是因为在扼流圈入口的电流流动(current flow)将受扼流圈阻抗的 影响。因此，扼流圈的位置、尺寸和定向能用于控制用于水平极化的 极化辐射图，对用于垂直极化的辐射图影响很小。通过实现从属权利要求的特征，能获得其它优点，这些从属权利 要求涵盖天线或天线阵列的不同实施例，具有在传导寄生带相对于主 辐射天线元件的位置、传导寄生带的数量和形状、传导寄生带相对于 框架表面的角度及传导寄生带之间的相对位置等方面的变化。传导寄 生带也能实现为线、杆或管。在扼流圈相对于主辐射天线元件的位置、 扼流圈数量及扼流圏相对于框架表面的对准方面的变化也在本专利技术 的范围内，并且涵盖在从属权利要求中。扼流圏能平行于天线或天线阵列的扩展平面来对准，并且在天线 或天线阵列的纵向扩展中延伸。这自此以后在本描述中称为扩展平面 对准。扼流圏也能在垂直于天线或天线阵列的扩展平面的法平面中对 准，并且在天线或天线阵列的纵向扩展中延伸。这自此以后在本描述 中称为法平面对准。如果实现用于调整方法的从属权利要求的特征，则获得其它优点。通过优化有关传导寄生带的某些参数，例如带相对于主辐射天线元件的位置、传导寄生带的数量及传导寄生带相对于框架表面的角度，能执行第一极化的调整方法。其它优化参数能够是传导寄生带的宽度。传导寄生带也能例如实现为线。通过优化实际上独立于第一极化的调整参数的多个扼流圈参数，能执行第二极化的调整方法。这些扼流圈参数包括扼流圈相对于主辐 射天线元件的位置、扼流圈的数量和扼流圈相对于框架表面的对准。附图说明图1示意示出一种天线结构的横截面，其中，传导寄生带与基板 位于同一平面中，并且扼流圈具有扩展平面对准。图2示意示出贴片阵列的透^f见图。图3示意示出一种出天线结构的横截面，其中，传导寄生带相对 于基板平面有角度，并且扼流圈具有扩展平面对准。图4示意示出一种天线结构的横截面，其中，传导寄生带实现为 线、杆或管，并且扼流圈具有扩展平面对准。图5示意示出一种天线结构的横截面，其中，传导寄生带实现为 几个线、杆或管，并且扼流圈具有扩展平面对准。图6示意示出一种出天线结构的横截面，其中，传导寄生带与基 ^!对准，并且^l厄流圈具有法平面对准。图7示意示出一种天线结构的横截面，其中，传导寄生带实现为 两个线、杆或管，并且两个4fe流圈具有扩展平面对准。图8示意示出一种天线结构的横截面，其中，传导寄生带是非平 面的，并且扼流圏具有扩展平面对准。10图9示意示出一种天线结构的横截面，具有能够是非平面的几个传导寄生带和具有扩展平面对准的扼流圈。图10示意示出一种天线结构的横截面，带有通过支撑结构附连到 传导框架的传导寄生带。图lla和llb为根据本专利技术但无扼流圏的一种天线结构示出作为 用于垂直和水平极化的频率的函数的波束宽度图。图12a和12b为根据本专利技术的一种天线结构示出作为用于垂直和 水平极化的频率的函数的波束宽度图。图13是示出用于调整两个极化的波束宽度的方法的框图。图14示意示出一种无线通信系统。具体实施方式现在将参照图形和有关如何实现本专利技术的一些示例详细描述本发 明。其它实现在本专利技术的范围内也是可能的。图1中示出在平行于如坐标符号112本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有第一和第二辐射图的双极化天线或天线阵列，具有第一和第二极化，并且包括布置在传导框架（１０１，２０１）上方、具有扩展平面中的主扩展和纵向扩展（２０７）的主辐射天线元件（１０２，２０５）或主辐射天线元件的阵列，所述主辐射天线元件或主辐射天线元件的阵列朝向框架表面（１１１）的垂直投影落在所述框架表面的区域内，其特征在于传导寄生带（１０４，２０３，３０１，４０１，５０１，８０１，８０２，９０１，９０２）和扼流圈（１０５，２０４，６０１）的组合与所述主辐射天线元件或主辐射天线元件的阵列关联布置，以实现用于在大致垂直于所述天线或天线阵列的纵向扩展（２０７）的平面中独立控制所述第一和第二辐射图的波束宽度的部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：M古斯塔夫森，S约翰森，A埃克，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[]