[发明专利]小型化双极化基站天线

说明书

技术领域

本申请涉及一种水平面波瓣宽度在55-75°之间的双极化定向收发天线，此天线的两个极化相互正交，比如正交的水平与垂直或者±45度倾斜极化。

背景技术

美国专利US3740754，它是最早描述的双极化天线专利之一，它描述了由两个金属材料管组成的振子，这些金属管以合适的折角线相互连接，且被放置在一个反射帽上，并且通过两组同轴线分别对两组振子进行馈电。随后，为了拓宽其工作频段，数以百计的不同的双极化天线被研发出来。

美国专利US4184163描述了一种宽频双极化天线，在此专利中，其天线的振子臂由金属环构成，金属环呈戒指环形或正方形的方框形。US5481272，US5952983，US6028563和US6072439描述了几种类型的振子，包括折合网格振子，领结振子，和具有附加PCB巴伦的振子。

在美国专利US6747606B2，US2005/0253769A1，US2013/0106668A1与中国专利CN201435451Y，CN102025023A，CN201845867U和CN102074781A.中，描述了几种类型的交叉振子，这些振子包含由两个分支构成的辐射振子臂来改善波瓣宽度。

因交叉偶极子在水平面产生一个宽的波瓣，为了减小其波瓣宽度，许多更复杂的辐射体被发明。美国专利US5940044描述了一种倾斜双极化天线，这种天线在水平面的半功率波束宽度大约有65°，此天线包含几个偶极子子阵，每个偶极子由4个单偶极子排列组成呈菱形，钻石形或正立方块形，构成了偶极子子阵。每个偶极子子阵中的两个单偶极子与反射板的长边被倾斜设计成+45°，从而形成+45°极化辐射单元阵列。另外两个单偶极子则与反射板的长边被设计成-45°，从而形成-45°极化辐射单元阵列。在专利中，这些偶极子排列成如下方式，其中同一侧的一个+45°单偶极子和一个-45°单偶极子的相位中心沿平行于反射板长边的第一垂线排列。同理，另外一个+45°单偶极子和一个-45°单偶极子的相位中心沿第二垂线排列。这种方形偶极子的主要缺点是需要有一个复杂的馈电网络，比如，必须使用4条同轴线对这四个单偶极子分别进行馈电。

EP0973231A2，US6333720B1，US6529172B2和US2010/0309084A1描述了几种具有方形图案的辐射体。为了利于制造，这些偶极子的巴伦相对于方形振子的图案中心线倾斜。尽管这是新的图形结构，但制造这种天线仍然是非常复杂的。

美国专利US6313809B1描述了一种由4个单偶极子构成的双极化辐射体，此辐射体恰当地放置在一个反射器上，从顶部看，其整体结构上呈正方形。每个偶极子依靠对称线路进行馈电并具有以下特征，双极化偶极子辐射体在电气方面以一个与结构上规定的偶极子取向成+45度或-45度角的极化进行辐射，如此实现各自二分之一偶极子的对称线路的末端的交错连接，即相邻的，相互垂直的二分之一的偶极子的相应的二分之一线路始终电连接，并且对于第一极化和与其正交的第二极化来说实现了去耦且能分别向相对的二分之一的偶极子进行电气馈电。

关于这种方形偶极子的另外的一些修改，在美国和中国专利US6940465B2，US7688271B2，CN202423543U，CN202268481U，CN101916910A，CN102097677A，CN102694237A，CN102544711A，CN201199545Y，CN102117967A和CN102013560A.中都有被描述。

专利WO2007/114620A1描述了一种由四个折合振子构成的双极化辐射体，此辐射体使用了美国专利US6313809B1相同的布置方式，较好地将其放置于反射板上，关于此折合振子的另外一些修改在中国专利CN101707292A，CN201430215Y，CN202178382U，和CN202004160U中都有被描述，另外，中国CN102377007A，CN201117803Y，CN201117803Y和CN101505007A描述了几个折合振子加一个单偶极子通过电容耦合方式构成一个方形偶极子图形。

在带宽达到30％时，已知的这些包含四个通常的或折合振子的辐射体组成一个方形的偶极子能提供一个好的方向图，但这些偶极子需要一个宽的反射板来产生一个好的前后比。其辐射部署装置被放在一块反射板上时，其振子高度大约是中心工作频率的四分之一波长，因此已知的辐射体都有一个较大的尺寸。