專利名稱：集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及毫米波天線領(lǐng)域，特別是涉及一種集賦形和變極化為一 體的基站毫米波通信天線。
背景技術(shù)：
隨著無線移動通信系統(tǒng)的發(fā)展，智能天線能夠根據(jù)實(shí)際信道情況實(shí)時
調(diào)整自身參數(shù)，有效追蹤多個用戶，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)空分多址(SDMA)，提 高系統(tǒng)頻譜的利用率。
賦形波束技術(shù)作為智能天線數(shù)字信號處理部分的核心，能夠根據(jù)系統(tǒng) 性能指標(biāo)，形成對基帶(中頻)信號的最佳組合或者分配。
目前，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)波束賦形和圓極化特性的天線，通常采用兩種方式 一是采用圓極化天線作饋源，然后通過反射面將波束賦形；二是使用陣列 天線或拋物面天線將波束賦形，然后加圓極化器將線極化變換為圓極化； 這兩種方式都是分開實(shí)現(xiàn)的。這樣設(shè)計(jì)的天線，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量 重、成本高，不利于架設(shè)在軌道沿線旁邊的電樁上。
國外雖然有集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天線，但是要求 施工的工藝水平比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種集賦形和變極化為一體的基站 毫米波通信天線，它結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、工作穩(wěn)定可靠。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的集賦形和變極化為一體的基站毫米 波通信天線，由四副結(jié)構(gòu)完全相同的基站通信天線組成，均能在需要的兩 個頻率上工作；所述的四副基站通信天線分為兩組，左右對稱設(shè)置；其中 每副基站通信天線包括毫米波圓錐喇叭天線、方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段、賦 形反射板及印制柵條，設(shè)置在所述賦形反射板上的微調(diào)連接板，設(shè)置在該 微調(diào)連接板上的微調(diào)旋紐;所述方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段設(shè)在毫米波圓錐喇 叭天線的下方，并且相互連接；每個毫米波圓錐喇叭天線的上方各對應(yīng)設(shè) 有一個賦形反射板，所述印制柵條設(shè)在賦形反射板的下端面。
本發(fā)明將賦形和變極化結(jié)合起來，并且采用反射板賦形和在反射面貼 印制柵條實(shí)現(xiàn)波束賦形和線極化-圓極化變換的同時完成，形成具有扇形 波束、圓極化特性的38GHz基站通信天線。這樣使本發(fā)明的基站通信天線 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，提高了天線的可靠性。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖l是本發(fā)明的基站通信天線結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的左視示意圖3是圖1的右視示意圖4是圖1的俯視示意圖5是圖1中的賦形反射板示意圖6是本發(fā)明的基站通信天線方位面方向圖，其中圖6 (a)、 (b)分 別對應(yīng)為兩個不同的工作頻率；
圖7是本發(fā)明的基站通信天線俯仰面方向圖，其中圖7 (a)、 (b)分別對應(yīng)為兩個不同的工作頻率。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)車地通信天線系統(tǒng)的要求，基站通信天線(即地面基站天線) 以合理的高度被分別架設(shè)在軌道沿線旁邊的電樁上，并且每個電樁上的基
站通信天線應(yīng)能同時滿足A、 B兩個通信網(wǎng)絡(luò)的通信。每個通信網(wǎng)絡(luò)需要 分別工作在兩個頻率上的收發(fā)兩個天線。為了通用性，本發(fā)明的集賦形和 變極化為一體的基站毫米波通信天線，由四副結(jié)構(gòu)完全相同的基站通信天 線組成，每副天線的帶寬近2GHz,都可以在需要的兩個頻率上工作。
參見圖1，在本發(fā)明的集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天線 中，所述的四副基站通信天線分為兩組，左右對稱設(shè)置。每副基站通信天 線包括毫米波圓錐喇叭天線1、方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段2、賦形反射板3 及印制柵條4、微調(diào)連接板5、微調(diào)旋紐6。
所述的毫米波圓錐喇叭天線l采用張角和口徑適當(dāng)?shù)膱A錐喇叭天線， 使其初級場方向圖較寬而又不發(fā)生開裂。
所述方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段2設(shè)在毫米波圓錐喇叭天線1的下方， 并且相互連接。
每個毫米波圓錐喇叭天線1的上方各對應(yīng)設(shè)有一個賦形反射板3，所 述賦形反射板3的下端面(反射面)設(shè)有印制柵條4，將線極化改變?yōu)閳@ 極化。所述賦形反射板3與水平面成45°±2°角。
左側(cè)的一組基站通信天線中兩個賦形反射板3的印制柵條4 (參見圖 3)與右側(cè)的一組基站通信天線中兩個賦形反射板3的印制柵條4 (參見 圖2)斜向正交，而兩組基站通信天線的旋向相反(分別為左旋圓極化和
右旋圓極化)，使兩種極化相互隔離，可以有效克服相互的影響。但是， 本發(fā)明的基站通信天線應(yīng)與車載通信天線上所面對的天線的旋向一致。
參見圖5，所述的賦形反射板3由介質(zhì)材料制成。為了滿足基站通信 天線方向圖輻射波瓣寬度的指標(biāo)要求(即方位面的波瓣寬，俯仰面的波瓣 窄)，賦形反射板3設(shè)有印制柵條4的端面為凹陷的圓弧面。這樣可將毫
米波圓錐喇叭天線1的寬波束在方位面不變的情況下，壓窄俯仰面波束， 滿足賦形波束對俯仰面波束的要求。
再參見圖1所示，所述的賦形反射板3上設(shè)有微調(diào)連接板5，該微調(diào) 連接板5上設(shè)有微調(diào)旋紐6，通過調(diào)節(jié)微調(diào)連接板5和微調(diào)旋紐6，能將 基站通信天線賦形波束的最大值與車載通信天線賦形波束的最大值對準(zhǔn)。
參見圖4，微調(diào)連接板5是一塊工形鋁板，它與反射板3的側(cè)面通過 螺釘連接，兩板間有5mm空隙，反射板可繞連接螺釘轉(zhuǎn)動，兩個微調(diào)旋紐 6的一端都抵在微調(diào)連接板5上，通過控制兩個微調(diào)旋紐與微調(diào)連接板5 間的長度，可使反射板3繞連接螺釘轉(zhuǎn)動，達(dá)到改變反射板3角度的目的。
毫米波圓錐喇叭天線1與方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段2相互連接，能產(chǎn)生 一個線極化的較寬輻射波束，經(jīng)傾斜45。放置的賦形反射板3及印制柵條 4反射之后，形成水平波束反射出去?；就ㄐ盘炀€最終輻射出去的電磁 波也為圓極化波。
采用圓極化電磁波輻射的優(yōu)點(diǎn)是(l)抗干擾能力較線極化強(qiáng)；(2) 在劇烈擺動或滾動的機(jī)動車上安裝圓極化天線，可以在任何狀態(tài)下收到信 息；(3)在電視廣播或有圖像傳輸?shù)耐ㄓ嵵胁捎脠A極化天線可克服重影。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好；其主要部
件通用性好，在使用中便于維護(hù)。另外，由于采用了微調(diào)機(jī)構(gòu)，組裝調(diào)試 到位精度高，所提供的信號質(zhì)量高，從而使車地通信更加穩(wěn)定可靠。本發(fā) 明能夠?qū)崿F(xiàn)上海磁浮示范線毫米波車地通信傳輸設(shè)備天線系統(tǒng)要求的波 束寬度和圓極化特性，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了該設(shè)備對天線系統(tǒng)的要求。實(shí)際測
試的本實(shí)用新型的扇形波束方向圖如圖6、 7所示，通過測試，本發(fā)明的 基站通信天線的圓極化軸比〈3dB"。
參見圖6、 7,該圖為本發(fā)明在微波暗室測試所得結(jié)果。圖6 (a)中 曲線a、 b、 c、 d分別是指示天線為垂直極化、水平極化、垂直左傾45。、 垂直右傾45。時，頻率37. 35GHz的方位面方向圖；圖6 (b)中曲線a、 b、 c、 d分別是指示天線為垂直極化、水平極化、垂直左傾45°、垂直右傾 45°時，頻率38.61的方位面方向圖。圖7 (a)中曲線a、 b、 c、 d分別 是指示天線為垂直極化、水平極化、垂直左傾45°、垂直右傾45°時，頻 率37.35GHz的俯仰面方向圖；圖7 (b)中曲線a、 b、 c、 d分別是指示 天線為垂直極化、水平極化、垂直左傾45。、垂直右傾45°時，頻率38. 61GHz 的俯仰面方向圖。
權(quán)利要求
1、一種集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天線，由四副結(jié)構(gòu)完全相同的基站通信天線組成，均能在需要的兩個頻率上工作；所述的四副基站通信天線分為兩組，左右對稱設(shè)置；其特征在于每副基站通信天線包括毫米波圓錐喇叭天線、方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段、賦形反射板及印制柵條，所述方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段設(shè)在毫米波圓錐喇叭天線的下方，并且相互連接；每個毫米波圓錐喇叭天線的上方各對應(yīng)設(shè)有一個賦形反射板，所述印制柵條設(shè)在賦形反射板的下端面。
2、 如權(quán)利要求1所述的集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天 線，其特征在于所述的賦形反射板與水平面成45°±5°角。
3、 如權(quán)利要求1所述的集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天 線，其特征在于:左側(cè)的一組基站通信天線中兩個賦形反射板的印制柵條， 與右側(cè)的一組基站通信天線中兩個賦形反射板的印制柵條斜向正交，而兩 組基站通信天線的旋向相反。
4、 如權(quán)利要求1所述的集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天 線，其特征在于所述的賦形反射板由介質(zhì)材料制成，設(shè)有印制柵條的端 面為凹陷的圓弧面。
5、 如權(quán)利要求1所述的集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天 線，其特征在于還包括設(shè)置在所述賦形反射板上的微調(diào)連接板，設(shè)置在 該微調(diào)連接板上的微調(diào)旋紐。
全文摘要
本發(fā)明屬于毫米波天線領(lǐng)域，具體公開了一種集賦形和變極化為一體的基站毫米波通信天線，由四副結(jié)構(gòu)完全相同的基站通信天線組成，所述的四副基站通信天線分為兩組，左右對稱設(shè)置；每副基站通信天線包括毫米波圓錐喇叭天線、方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段、賦形反射板及印制柵條，所述方波導(dǎo)到圓波導(dǎo)過渡段設(shè)在毫米波圓錐喇叭天線的下方，并且相互連接；每個毫米波圓錐喇叭天線的上方各對應(yīng)設(shè)有一個賦形反射板，所述印制柵條設(shè)在賦形反射板的上端面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、工作穩(wěn)定可靠。適用于磁懸浮列車38GHz車地通信系統(tǒng)。
文檔編號H01Q15/14GK101345344SQ20071009394
公開日2009年1月14日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者何宗銳, 梅 馮, 勇 朱, 勇 樊, 建 王 申請人:上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心