[发明专利]双环辐射单元和平板天线

说明书

【技术领域】

本发明涉及无线移动通信领域，尤其涉及一种双环辐射单元，以及涉及 一种由双环辐射单元组阵形成的平板天线。

【背景技术】

随着无线移动通信的发展，覆盖区域更加广阔，也更加多样化。一些特 殊场合的覆盖，例如狭长的公路、铁路，几千米以外的风景点、海岛等，对 天线提出了更高的要求，不仅要求天线增益高，以满足远距离覆盖，并要求 更窄的水平面波束宽度，以减小对原有网络的干扰，同时为实现网络兼容性， 需要更宽的工作频带。

现有的技术，一般采用双排振子的结构形式，见图1。在反射板10的正 面相隔一定距离装配两排振子11、12，横向两两构成一组，例如11a和12a、 11b和12b等，在水平面方向上形成窄波束，而在纵向则根据增益等指标选 择合适的振子数量。在当前移动通信高速发展的大背景下，高性能、低成本 的趋势越来越明显。这种典型的天线结构形式，由于振子数量多，其在重量 和成本方面的限制将会突显。

行业的发展趋势呼唤一种结构更为简单，成本更低、性能更优的天线结 构形式，例如实现CDMA800MHz和GSM900MHz的宽频覆盖或者实现 DCS1800MHz、PCS1900MHz和UMTS2100MHz三频覆盖，要求H面(水 平面)波束宽度在工作带宽内满足±4°，且副瓣电平小于-18dB等。

另一方面，双环天线的应用也限于电视信号接收和调频广播方面，如中 国CN2032765号专利公告，发明主题为“环臂振子天线”，以及公告号为 JP2002124823A的日本专利等，近二十年来，限于因应用领域不同而引起的 技术障碍无法被克服，因此一直没有得到很好地推广，尤其一直不能引入至 移动通信领域。

【发明内容】

本发明的第一目的就是提供一种双环辐射单元，以克服上述双排振子结 构形式的缺陷，并拓宽双环辐射单元的应用领域。

本发明的第二目的在于提供一种由上述双环辐射单元组阵而成的平板 天线，以满足和优化如公路、铁路、风景点和海岛等特殊场合网络覆盖的需 求。

为实现上述第一目的，本发明采用如下技术方案：

该双环辐射单元，包括：

一对辐射体，用于发射信号或接收信号；

一对馈电装置，用于分别对单个辐射体进行平衡馈电；

一个支撑装置，所述两个馈电装置对称设置其上；

所述每个辐射体均呈具有开口的环状，均有一个相对应的馈电装置与该 辐射体的两个开口端相连接以实现平衡馈电；

通信信号可被馈入两个馈电装置，进而馈入两个辐射体，向空中发射； 也可由两个辐射体接收空中的信号后，逆向处理。

所述辐射体的环状轮廓具体可呈圆形、椭圆形、矩形、菱形、矩圆形中 任何一种。

所述辐射体的横截面可为正方形、长方形、圆形、椭圆形中任何一种。

所述辐射体也可呈四边形，具有一对对等角、一个顶角以及一个与该顶 角相对应的所述的开口，所述对等角角度相等，为60°～90°之间的锐角，所 述顶角则为100°～150°之间的钝角。

具体的，所述每个馈电装置均包括两个悬臂，每个悬臂的一端固定在所 述支撑装置上，另一端与相应的辐射体的一个开口端相连接。所述支撑装置 截面大致呈U型，具有底板和两侧壁，每个侧壁支撑两个馈电装置中各自的 一个同侧的悬臂。该馈电装置可为平行式结构或渐变式结构。所述支撑装置、 馈电装置和辐射体宜一体成型。所述支撑装置的一个侧壁上设有通孔，以供 线缆穿越进行馈电。

较佳地，该辐射单元呈如下比例的结构：所述辐射体的总周长约为一个 工作波长；两个辐射体之间的最短距离约为半个工作波长；所述支撑装置的 高度约为四分之一个工作波长。

为适应本发明的第二目的，本发明采用如下技术方案：

该平板天线包括反射板和组成规则矩阵并进行并联馈电的复数个辐射 单元，所述辐射单元采用如权利要求上述第一目的所述的双环辐射单元。

可每四个辐射单元为一组十字交叉进行并联馈电。

所述各辐射单元也可以其纵长方向规则排布进行并联馈电。

所述各辐射单元还可以其短窄方向规则排布进行并联馈电，如此，所述 各辐射单元之间可设有无源片。