[发明专利]采用非对称振子的天线振子单元

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及一种采用非对称振子的天线振子单元。

背景技术

目前，在通信网络建设和维护工作中，如何解决网络高话务量密度区的容量和干扰问题，提高全网的接通率，降低掉话率和提高通话质量，已经成为近期工作的重点和难点。采用合适的天线技术将是能够有效地控制覆盖范围，降低同频干扰和改善手机信号的接收效果的方法之一。

图1所示为现有的双极化基站天线单元，由其组合成阵列，形成+45°和-45°方向相互正交的双极化天线阵，同时工作在收发双工模式下。基站天线由振子组阵构成，每个振子包括4个振子臂11、12、13和14，其中两个以+45度极化方向工作，另外两个以-45度极化方向工作。通常地，作为基站天线的振子的辐射单元，这四个振子臂的长度相同且形状也相同。当前，在基站天线的设计中，往往要求方向图(Azimuth pattern)尽可能地对称，以得到较好的小区容量和覆盖，并使得从一个小区到另外一个小区的不必要的分散辐射最小化，从而提升小区覆盖的效果。设计与使用方向图对称的天线阵列的另外一个关键原因是交叉极化鉴别率(cross polarization discrimination，简称XPD)会随着对称性的提升而提升。

图1显示了现有技术中的对称的天线振子单元的示例。因为振子馈电的不平衡，由这些对称振子组成的阵列的水平方向图将不对称，进而造成较低的交叉极化鉴别率。

图2a为现有技术中，采用隔离墙和对称的天线振子单元的阵列示意图。虽然采用隔离墙21可以有效实现方向图的对称，但是采用隔离墙21后，天线系统具有以下缺点：(1)隔离墙21影响振子22的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)，如此造成阻抗不匹配，还影响整个天线阵列的VSWR；(2)隔离墙21干扰其附近的振子22的幅度和相位的分布，这将导致垂直面上的旁瓣电平较高，对相邻小区产生干扰；(3)安装隔离墙21，需要增加人力物力，增加了成本；还会导致互调信号的产生，对系统造成干扰；(4)由于隔离墙21的数量较大，加之加工过程中的不确定性，给天线系统的工作带来了不稳定性。

另外，隔离墙21对阵列中单个振子22的阻抗存在影响，如图2b、2c所示。图2b为现有技术中未采用隔离墙对阻抗造成影响的示意图；图2c为现有技术中采用隔离墙对阻抗造成影响的示意图。由图2c可知，采用隔离墙21后，阻抗曲线会比较发散，在应用中难以调试。

因此，亟需一种稳定性高、经济的天线系统。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种采用非对称振子的天线振子单元。

根据本发明的第一个方面，提供了一种第一振子臂对，其包括第一振子臂和第二振子臂；第二振子臂对，其包括第三振子臂和第四振子臂；馈电模块，所述第一、第二振子臂对通过所述馈电模块连接至射频设备；其中，所述第一、第二振子臂对相互正交，并且所述第一和／或第二振子臂对为非对称结构。

根据本发明的一个实施例，从所述馈电模块到所述第一振子臂末端的电长度小于从所述馈电模块到所述第二振子臂末端的电长度，其中，所述第一振子臂的末端处设有第一金属棒，用于增大所述第一振子臂的有效电长度，其中，所述第一振子臂的有效电长度为所述第一金属棒对应的电长度与所述第一振子臂的电长度之和；和／或从所述馈电模块到所述第三振子臂末端的电长度小于从所述馈电模块到所述第四振子臂末端的电长度，其中，所述第三振子臂的末端处设有第二金属棒，用于增大所述第三振子臂的有效电长度，其中，所述第三振子臂的有效电长度为所述第二金属棒对应的电长度与所述第三振子臂的电长度之和。

根据本发明的一个实施例，所述第一振子臂的有效电长度大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长；和／或所述第三振子臂的有效电长度大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长。

根据本发明的一个实施例，所述第一振子臂的电长度等于所述第二振子臂的电长度，其中，所述第一振子臂的臂长比所述第二振子臂长；和／或所述第三振子臂的电长度等于所述第四振子臂的电长度，其中，所述第三振子臂的臂长比所述第四振子臂长。

根据本发明的一个实施例，所述第一、第二振子臂的长度之差小于等于八分之一波长；和／或所述第三、第四振子臂的长度之差小于等于八分之一波长。