[發(fā)明專利]零點填充天線、全向天線以及無線電通信設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010134985.9
• 申請日: 2005-07-12
• 公開（公告）號: CN101834351A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 大室統(tǒng)彥
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q3/26;H01Q13/10;H01Q9/04
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬;南霆

本申請是申請日為2005年7月12日、申請?zhí)枮?00510084024.0且題為“零點填充天線、全向天線以及無線電通信設備”的申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及在俯角方向上具有寬指向性的廣角零點填充(null-fill)天線、使用該廣角零點填充天線的全向天線以及無線電通信設備，更具體地說，涉及在天線附近不具有不靈敏區(qū)域或盲區(qū)的廣角零點填充天線、全向天線以及無線電通信設備。

背景技術

一般，用于移動通信的基站或BTS(Base?Transceiver?Station，基站收發(fā)信臺)天線被放置在較高位置上，例如建筑物頂部，并且從天線發(fā)出的電波被地面上的移動通信終端接收。

這樣的BTS天線具有指向性，使得在地面上的移動通信終端均以相同的接收或輸入電平接收電波，而與其位置無關。

BTS天線在高面中形成波束，例如平方余割波束(cosecant?squaredbeam)(在從水平面到45度的俯角范圍內沒有零點)，以引起在預定俯角范圍內的地面上的基本一致的輸入電場。

圖1是示出了傳統(tǒng)的平方余割波束天線的結構的示圖。在平方余割波束天線中，天線元件被垂直排列，并且在下文中，將基于天線元件被垂直排列的假設進行描述。在這種結構中，從每個天線元件發(fā)出的波束利用張開部分(flare)形成，以實現(xiàn)這樣的指向性：電磁波在水平面中的預定角度內被輻射。

此外，多個天線元件以垂直線性陣列的形式排列，以形成垂直方向上的波束。天線元件2或陣列上半部分與天線元件3或陣列下半部分的幅度關于中心對稱(例如，頂部天線元件的幅度與底部的相同)。所有天線元件2的相位相同。類似地，所有天線元件3的相位相同。天線元件2的相位相對于天線元件3的相位移動了指定量。

利用這種結構，天線輻射圖在垂直面上呈現(xiàn)平方余割模式，得到從水平面起的俯角范圍內的基本一致的輸入電平。

但是，如果以這種方式形成波束，那么如圖2所示，在相對于BTS天線從水平面起超過45度的俯角區(qū)域中，即在天線根部周圍，輸入電平必定會降低。

圖3是示出了傳統(tǒng)平方余割波束天線的相位特性的示圖。相位特性指示出垂直面內若干點處的角度和相位的關系，所述若干點到位于陣列中心的作為觀察點的原點的距離相等。

參考圖3，在低于水平面的區(qū)域中，或者在俯角為0(零)度或更大俯角的區(qū)域中，相位處于0度。另一方面，在俯角小于0度的區(qū)域中，或者在仰角區(qū)域中，相位在幾乎所有角度上處于180度。這意味著，以水平面作為分界面或界面，輻射到水平面以下的電磁波和輻射到水平面之上的電磁波相位相反。

圖4是示出了在垂直面中，傳統(tǒng)的平方余割波束天線的輻射或指向性特性的示圖。在圖4中，在俯角為45度或更大俯角的區(qū)域中，輻射特性惡化。就是說，在天線附近的區(qū)域中，俯角不小于45度處，包含零點。

在日本專利申請早期公開No.平9-246859中，公開了作為用于提高天線附近輻射特性的傳統(tǒng)技術的“天線”。在該傳統(tǒng)技術中，陣列天線包含一個第一天線元件和排列在第一天線元件周圍的多個第二天線元件，第一天線元件在天頂(zenith)方向上具有寬指向性，第二天線元件在從天頂方向的指定角度的方向上具有窄指向性。這樣，移動終端的輸入電平保持恒定。

但是，傳統(tǒng)技術的目的在于減少在用于校園基站的天線前面的方向上導致的零點。因此，如果將該技術應用于移動通信的基站，那么會嚴重降低在俯角為90度的方向上的天線增益。

如上所述，還未提出這樣的廣角零點填充天線，該天線能夠避免零點，或者在俯角為90度的方向上不靈敏區(qū)域的出現(xiàn)。

發(fā)明內容

因此本發(fā)明的目的在于提供一種能夠幾乎不降低天線根部附近的接收或輸入電平的廣角零點填充天線、使用這種廣角零點填充天線的全向天線以及無線電通信設備。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種零點填充天線，其包括：第一天線陣列，該第一天線陣列包括以規(guī)定點為中心排列的天線元件；以及第二天線陣列，該第二天線陣列的激發(fā)幅度基本等于或小于形成第一天線陣列的天線元件的激發(fā)幅度。第一天線陣列被激發(fā)，使得激發(fā)幅度分布相對于規(guī)定點對稱，而激發(fā)相位分布相對于規(guī)定點基本上點對稱。第一天線陣列的相位中心與第二天線陣列的相位中心基本一致。

優(yōu)選地，在第一方面的零點填充天線中，第二天線陣列的激發(fā)幅度基本上等于或小于形成第一天線陣列的天線元件之中與相位中心相鄰的天線元件的激發(fā)幅度。

優(yōu)選地，在第一方面的零點填充天線中，規(guī)定點是第一天線陣列的相位中心。此外，第二天線陣列包括至少兩個天線元件，并且較靠近相位中心的天線元件的激發(fā)幅度較大。