專利名稱：長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信領域，具體涉及一種用于長期演進(LTE)移動通信系統(tǒng)中多輸入多輸出(MIMO)多天線技術的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線。
背景技術：
在移動通信向4G演進大的背景下，面對頻譜資源的嚴重不足、大流量業(yè)務的激增，在天線等配套設備上引入新技術已經(jīng)被運營商作為重點工程。天線也面臨著小型化、雙極化、寬帶化和電調化的“四化要求”。在后3G時代，在不增加帶寬的情況下提高傳輸效率和頻譜利用率，以正交頻分復用技術(OFDM)和多輸入多輸出(MIMO)為核心的技術，獲得運營商和產(chǎn)業(yè)鏈的高度重視。研究MMO多天線技術已成為設備制造商的重要課題。
MMO多天線技術作為LTE中最關鍵的技術之一，要求天線間具有足夠的非相關性。傳統(tǒng)的單極化室內(nèi)全向吸頂天線采用圓錐陣子在垂直極化方向進行覆蓋。在高頻段時，信號向正下方聚集，因此信號分布不均勻且增益不高。為此，設計一種兩個正交極化輻射單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的室內(nèi)全向吸頂天線的單極化輻射單元，在功能上能夠取代傳統(tǒng)的單極化室內(nèi)全向吸頂天線。它具有超寬帶、高隔離、好圓度、小尺寸、高增益的特點，能夠滿足LTE室內(nèi)信號覆蓋的技術要求。還有，目前正在使用的垂直極化天線和水平極化天線是共體的，無隔離措施，有互感電流在共體上串流，盡管兩電流是正交的，但仍有沿導體表面少部分側流，這將使其間的隔尚度不會很聞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是提供一種長期演進(LTE )移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，它具有超寬帶、高隔離、好圓度、小尺寸、高增益的特點，提高了 LTE雙極化室內(nèi)全向吸頂天線的大流量信號傳輸效率和頻譜利用率，有效地解決了傳統(tǒng)單極化室內(nèi)全向吸頂天線信號分布不均勻和增益不高的問題。本發(fā)明的技術解決方案如下
一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，它包括垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線、三元磁環(huán)天線以及底盤，垂直極化椎體天線和三元磁環(huán)天線安置在底盤上，水平極化縫隙天線呈圓筒狀地設置在垂直極化椎體天線的上方；
所述垂直極化椎體天線的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50 Q，實現(xiàn)超寬帶，Sll<-14dB ；
所述水平極化縫隙天線采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上；所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線是兩個正交極化輻射單元，為雙極化的極化正交；所述三元磁環(huán)天線以三環(huán)方式等角120 °分布，其磁環(huán)尺寸1+s+g ^夏構成諧振狀使之有最大激勵輻射；所述三元磁環(huán)天線與所述水平極化縫隙天線分體設置，極化隔離度>25dB;
所述底盤取O 180〉A ,使波束上翹，若在高度上倒置時波束即呈下傾以滿足地面通信的實際需要。所述水平極化縫隙天線的四元縱縫等距分布在O 100mm、高84mm的圓筒面上，圓筒圓度優(yōu)于±1. 5dB。所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線的交叉極化優(yōu)于15dB。所述垂直極化椎體天線選錐體張角0在漸變到饋點50Q同軸端口，可寬帶在50 Q上工作。 所述三元磁環(huán)天線的三環(huán)等角120°分布使之水平面上方向輻射電平分布的圓度優(yōu)于 +1. 5dB。所述垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線及三元磁環(huán)天線的所有接觸點為焊接點以改善交調噪聲。本發(fā)明的室內(nèi)全向雙極化吸頂天線技術，用于第四代移動通信在不增加帶寬的情況下提高大流量信號傳輸效率和頻譜利用率。應用本發(fā)明的技術，可以取代現(xiàn)有的單極化室內(nèi)全向吸頂天線，滿足第四代移動通信LTE室內(nèi)信號覆蓋技術指標的要求。本發(fā)明的LTE移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線具有以下特點
I、具有雙極化、雙流化的功能。2、產(chǎn)生雙極化增益，比單極化天線提高約2dB，解決了天線覆蓋范圍小、覆蓋能力不強的問題。3、用極化分集技術代替空間分集技術，有效改善邊緣處的接收效果，保證覆蓋范圍。4、采用極化隔離措施，使極化隔離度提高到25 34dB以上。5、很好地改善了室內(nèi)多徑衰落現(xiàn)象。6、為室內(nèi)覆蓋增加了組網(wǎng)方案。7、涵蓋多個頻段，用一副天線實現(xiàn)了多系統(tǒng)室內(nèi)共存的需求，大幅減少了室內(nèi)覆蓋建設的工作量和室內(nèi)覆蓋工程的成本。
圖I是本發(fā)明的一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線的結構示意圖。附圖標記
I為垂直極化(V. P.)椎體天線，2為水平極化(H. P.)縫隙天線，3為三元磁環(huán)天線，4為
。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
參看圖I，本發(fā)明提供了一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，它主要由垂直極化椎體天線I、水平極化縫隙天線2、三元磁環(huán)天線3以及底盤4組成，垂直極化椎體天線I和三元磁環(huán)天線3安置在底盤4上，水平極化縫隙天線2呈圓筒狀地設置在垂直極化椎體天線I的上方。垂直極化(V. P.)椎體天線I的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50 Q，實現(xiàn)超寬帶，Sll〈-14dB。垂直極化椎體天線I選錐體張角0在漸變到饋點50Q同軸端口，可寬帶在50 Q上工作。水平極化(H. P.)縫隙天線2采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上。水平極化縫隙天線2的四元縱縫等距分布在O 100mm、高84mm的圓筒面上，圓筒圓度優(yōu)于±1. 5dB。垂直極化椎體天線I與水平極化縫隙天線2是兩個正交極化輻射單元，為雙極化的極化正交。垂直極化椎體天線I與水平極化縫隙天線2的交叉極化優(yōu)于15dB。三元磁環(huán)天線3以三環(huán)方式等角120°分布，其磁環(huán)尺寸1+s+g X構成諧振狀使
之有最大激勵輻射。三元磁環(huán)天線3與水平極化縫隙天線2分體設置，極化隔離度>25dB。三元磁環(huán)天線3的三環(huán)等角120°分布使之水平面上方向輻射電平分布的圓度優(yōu)于±1. 5dB。底盤4取O 180>I,使波束上翹，若在一定高度上倒置時，波束即呈下傾，可滿足地面通信的實際需要。本發(fā)明的垂直極化椎體天線I、水平極化縫隙天線2及三元磁環(huán)天線3的所有接觸點為焊接點以改善交調噪聲。本發(fā)明的水平極化縫隙天線的極化純度高，且與三元磁環(huán)天線分體，極化隔離度>25dB。本發(fā)明采用極化正交，圓筒縫隙天線受磁環(huán)天線耦合影響很小，但縫隙的饋線電纜必須與磁環(huán)等電位，減弱了 HP天線對磁環(huán)天線的影響。本發(fā)明的磁環(huán)極化和縫隙的線極化組合，極化隔離度確保>25dB。本發(fā)明為了降低高度，采用三元磁環(huán)天線。磁環(huán)天線取磁環(huán)尺寸1+s+g I構成諧
振狀，使之有最大激勵輻射。因單環(huán)主瓣寬度近乎120°，故采用三環(huán)方式等角(120° )分布，使之水平面上方向輻射電平分布的圓度最佳，優(yōu)于±1.5dB。選錐體張角e，使之漸變
到饋點50Q同軸端口，可寬帶在50Q上工作。采用足夠大的底盤(￠180彡I)，可使波束
上翹。若在一定高度上倒置時，這時波束即呈下傾，可滿足地面通信的實際需要。本發(fā)明將所有接觸點改為焊點，可改善交調噪聲。本發(fā)明的主要設計體現(xiàn)在以下幾個方面
1> V. P.天線設計 V. P.極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50Q，可實現(xiàn)超寬帶，Sll〈-14dB。并使1+s+g ,使天線最佳諧振激勵。采用三環(huán)可使波束在水平面上輻射電平分布的圓度優(yōu)于±1.5dB。底盤取0180〉X,可使波束下傾。其單元增益至少在4dBi以上，將不需要的空間
電波約束到所需的空間中。因縫隙天線極化純度高，且磁環(huán)天線線極化純度優(yōu)于振子天線，兩者組合則其間的極化隔離度優(yōu)于25dB。2、H.P.天線設計
H.P.極化波采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在O 100mm、高84mm的圓筒面上，其饋電網(wǎng)絡集成在同一圓環(huán)面上，并聯(lián)式饋電網(wǎng)可寬帶工作。該天線增益至少在4dBi以上，將不需要空間電波約束到所需的空間，交叉極化優(yōu)于15dB，極化隔離度優(yōu)于25dB，優(yōu)化圓筒直徑(OlOO)使圓度優(yōu)于± I. 5dB, SlK-HdB0
3、隔離度設計
V. P.磁環(huán)三元陣面與H.P.縫隙四元陣面呈分隔狀，使互耦電流很弱，且弱感應電流是正交的，是很難再激勵縫隙的。這樣可確保V.P.磁環(huán)天線和H.P.縫隙天線之間隔離度較高，它比目前正在使用的天線要高。因為目前正在使用的天線是共體的，它們的互耦/感應電流互有影響，故不可能極化隔離得很好。磁偶極子的線極化比電振子純度高，前者極化分量很低，兩者組合后其隔離度較高。由于目前正在使用的V.P.天線和H.P.天線是共體的，無隔離措施，有互感電流在共體上串流，盡管兩電流是正交的，但仍有沿導體表面少部分側流，這將使其間的隔離度不會很高。而本發(fā)明的天線采用極化隔離措施，使極化隔離度提高到25 34dB以上。當然，本技術領域內(nèi)的一般技術人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于它包括垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線、三元磁環(huán)天線以及底盤，垂直極化椎體天線和三元磁環(huán)天線安置在底盤上，水平極化縫隙天線呈圓筒狀地設置在垂直極化椎體天線的上方； 所述垂直極化椎體天線的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50 Q，實現(xiàn)超寬帶，Sll<-14dB ；所述水平極化縫隙天線采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上；所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線是兩個正交極化輻射單元，為雙極化的極化正交；所述三元磁環(huán)天線以三環(huán)方式等角120 °分布，其磁環(huán)尺寸1+s+g ^I構成諧振狀使之有最大激勵輻射；所述三元磁環(huán)天線與所述水平極化縫隙天線分體設置，極化隔離度>25dB; 所述底盤取O 180〉I,使波束上翹，若在高度上倒置時波束即呈下傾以滿足地面通信的實際需要。
2.根據(jù)權利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述水平極化縫隙天線的四元縱縫等距分布在O 100mm、高84mm的圓筒面上，圓筒圓度優(yōu)于土 I. 5dB。
3.根據(jù)權利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述垂直極化椎體天線與所述水平極化縫隙天線的交叉極化優(yōu)于15dB。
4.根據(jù)權利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述垂直極化椎體天線選錐體張角9在漸變到饋點50Q同軸端口，可寬帶在50Q上工作。
5.根據(jù)權利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述三元磁環(huán)天線的三環(huán)等角120°分布使之水平面上方向輻射電平分布的圓度優(yōu)于 it L 5dB。
6.根據(jù)權利要求I所述的長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其特征在于所述垂直極化椎體天線、水平極化縫隙天線及三元磁環(huán)天線的所有接觸點為焊接點以改善交調噪聲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種長期演進移動通信系統(tǒng)的雙極化室內(nèi)全向吸頂天線，其中垂直極化椎體天線和三元磁環(huán)天線安置在底盤上，水平極化縫隙天線呈圓筒狀地設置在垂直極化椎體天線的上方；垂直極化椎體天線的極化波采用椎體過渡使主抗?jié)u變到50Ω，實現(xiàn)超寬帶，S11<-14dB；水平極化縫隙天線采用縱縫為激勵元，四元縱縫等距分布在圓筒面上；三元磁環(huán)天線以三環(huán)方式等角120°分布，其磁環(huán)尺寸l+s+g≈構成諧振狀使之有最大激勵輻射。本發(fā)明用于第四代移動通信在不增加帶寬的情況下提高大流量信號傳輸效率和頻譜利用率。本發(fā)明具有雙極化、雙流化的功能；能產(chǎn)生雙極化增益，比單極化天線提高約2dB；改善了室內(nèi)多徑衰落現(xiàn)象；為室內(nèi)覆蓋增加了組網(wǎng)方案。
文檔編號H01Q1/52GK102709712SQ20121020505
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權日2012年6月20日
發(fā)明者蘭伙釵, 姜鋒, 朱燕華, 趙雪芹, 陳玉增 申請人:上海東洲羅頓通信技術有限公司