[发明专利]具有改进的偏斜性能的全波偶极子阵列

说明书

相关申请声明

本申请要求于2015年2月25日提交的美国临时专利申请序列No.62/120,689的优先权，该申请的公开内容通过引用被结合。

技术领域

本发明涉及包括辐射元件阵列的天线。具体而言，本发明为辐射元件阵列提供改进的偏斜(squint)性能。

背景技术

已经观察到全波偶极子辐射元件阵列在高电下倾角下遭受偏斜。术语“偏斜”是指波束峰值(-3dB角度之间的中点)偏离天线视轴(boresight)的量。参见例如图9，其图示了具有大约12°的偏斜的方位角波束图案。“全波”偶极子辐射元件是被设计成使得其第二谐振频率处于期望频带中的一种类型的偶极子。在这种类型的偶极子中，偶极子臂的尺寸被确定为使得两个偶极子臂一起跨越期望的操作频带的大约四分之三波长到一个全波长。这与“半波”偶极子形成对照，在“半波”偶极子中，偶极子臂是操作频带的大约四分之一波长，并且两个偶极子臂一起具有大约为操作频带的波长的一半的长度。

虽然全波偶极子在多频带阵列中的低频带辐射元件阵列中具有某些优点，但是已知的全波偶极子阵列通常遭受在两个相邻的-45度极化偶极子和+45度极化偶极子之间的不利耦合，这可能导致在某些频率(在本文中被称为“偏斜谐振频率”)处的交叉极化和偏斜劣化。这种效应尤其对于倾斜双极化偶极子(slant dual-polarized dipole)的垂直极化分量发生。

所需要的是具有改进的偏斜性能的全波偶极子辐射元件阵列。

发明内容

提供了具有改进的偏斜性能的蜂窝基站天线。该天线包括接地平面、通过微带支撑PCB支撑在接地平面上方的第一多个辐射元件、以及通过带状线支撑PCB支撑在接地平面上方的第二多个辐射元件。第一多个辐射元件和第二多个辐射元件被布置在至少一个低频带辐射元件阵列中，并且微带PCB元件和带状线PCB元件的数量被选择以最小化由阵列提供的波束图案的偏斜。第一多个辐射元件可以位于阵列中的第二组多个辐射元件之下。阵列可以以线性列或交错列布置。在一个示例中，第一多个辐射元件包括四个辐射元件，并且第二多个辐射元件包括两个辐射元件。

在优选实施例中，第一多个辐射元件和第二多个辐射元件包括多频带天线的低频带辐射元件。低频带辐射元件可以是全波交叉偶极子辐射元件。蜂窝基站天线还可以包括至少一个高频带辐射元件阵列。在另一个示例中，可以提供第二阵列的微带支撑PCB辐射元件和带状线支撑PCB辐射元件。

微带支撑PCB可以各自包括钩状平衡-不平衡转换器(hook balun)、馈电杆、电感部分和电容部分。带状线支撑PCB可以各自包括钩状平衡-不平衡转换器、将钩状平衡-不平衡转换器夹在中间的至少两个馈电杆、电感部分和电容部分。

附图说明

图1a是根据本发明的一个方面的具有微带支撑PCB的低频带辐射元件的侧视图，该低频带辐射元件可以与附加元件组合使用以提供天线阵列。

图1b是图1a的低频带元件的微带支撑PCB的详细视图。

图2图示仅由如图1a和图1b所示的辐射元件和微带支撑PCB组成的天线阵列的偏斜性能。

图3a是根据本发明的一个方面的具有带状线支撑PCB的低频带辐射元件的侧视图，该低频带辐射元件可以与附加元件组合使用以提供天线阵列。

图3b和图3c是图3a的低频带元件的带状线支撑PCB的详细视图。

图4图示仅由如图3a-图3c所示的辐射元件和带状线支撑PCB组成的阵列的偏斜性能。

图5是根据本发明的一个方面的辐射元件阵列的侧视图。

图6是根据本发明的另一个方面的包括高频带辐射元件阵列和低频带辐射元件阵列的天线的一部分的侧视图。

图7是根据本发明的另一个方面的包括高频带辐射元件阵列和低频带辐射元件阵列的天线的简化平面图。

图8图示根据本发明的另一个方面的辐射元件阵列和馈电电路的偏斜性能。

图9是已知的低频带元件阵列的偏斜的图示。

具体实施方式