[發(fā)明專利]多頻帶天線系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380076918.8
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN105247734A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樸鎮(zhèn)泳
• 申請（專利權(quán)）人: 古特爾株式會社
• 主分類號: H01Q3/26
• 分類號: H01Q3/26;H01Q5/10
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 王達(dá)佐;劉錚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線系統(tǒng)，尤其涉及能夠在通過支持多頻帶的廣帶域放射器件提供多頻帶服務(wù)的同時進(jìn)行波束傾斜的多頻帶天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著通信服務(wù)的多樣化，一個服務(wù)供應(yīng)商會分配有多個頻帶(band)，因此在基站、中繼站建站時需要根據(jù)各種服務(wù)的頻帶設(shè)置天線。

由此，在基站、中繼站的鐵塔上會進(jìn)行對于多個服務(wù)供應(yīng)商的多個服務(wù)頻帶的建站，但是由于鐵塔具有受限的設(shè)置空間，因此能夠設(shè)置的天線數(shù)量是有限的。此外，當(dāng)在鐵塔上設(shè)置太多的天線時，會影響到城市的美觀。

為了減少這種問題，服務(wù)供應(yīng)商使用著能夠由一個天線服務(wù)兩種以上頻帶的多頻帶天線。

例如，對于實現(xiàn)基站用雙頻帶天線而言，通常所使用的方法為重疊地排列支持各頻帶的放射器件或者沿著橫向或縱向排列支持各頻帶的放射器件。即，低頻帶(lowband)與高頻帶(highband)的頻帶之間的差異大且波長呈兩倍左右時，重疊地排列支持低頻帶的放射器件和支持高頻帶的放射器件。在這種情況下，具有能夠減少天線整體大小的優(yōu)點。

然而，在低頻帶與高頻帶的頻帶之間的差異并不大且波長呈兩倍以下時，例如，在700MHz帶域與900MHz帶域、1.8GHz帶域與2.1GHz帶域時，沿著側(cè)向或上下方向排列低頻帶的天線和高頻帶天線。在這種情況下，由于天線整體的大小會變大，因此會導(dǎo)致基站建站時占據(jù)天線設(shè)置空間太大等的各種問題。

另外，對于無線通信提供而言，由于各地域或各時間段的加入者的使用頻度會變化，會導(dǎo)致使用頻度高的一側(cè)的通信環(huán)境比使用頻度低的一側(cè)的使用環(huán)境差的問題。

為了解除這種問題以提供最佳的服務(wù)，使用著調(diào)節(jié)基站天線的輻射束的角度來調(diào)整基站覆蓋的網(wǎng)絡(luò)管理方法。作為用于調(diào)節(jié)(傾斜)如上所述的天線的輻射束的角度的方法，使用著器具或電氣波束傾斜方式。

器具波束傾斜方式可降低天線的生產(chǎn)成本。但是，器具波束傾斜方式需要由技術(shù)人員通過連接至設(shè)置在高出的天線上的傾斜器具來直接調(diào)整天線的波束傾斜，因此存在著技術(shù)人員從設(shè)置天線的位置處掉落的安全隱患，并且存在著波束傾斜調(diào)整所消耗的時間長的問題。

因為電氣波束傾斜方式遠(yuǎn)程地調(diào)整天線的波束傾斜，因此不存在技術(shù)人員從設(shè)置天線的位置處掉落的安全隱患，并且具有可快速調(diào)整波束傾斜的優(yōu)點。

能夠進(jìn)行這種電氣波束傾斜的天線系統(tǒng)中設(shè)置有用于改變輻射束相位的相位變換器。即，相位變換器通過改變使信號通過的輸電線路的長度來改變相應(yīng)信號的相位。

當(dāng)前所使用的大部分相位變換器具有旋轉(zhuǎn)體(arm)基于弧(acr)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

因為這種基于弧的相位變換器以T連結(jié)(T-junction)為基本來設(shè)計，因此存在著無法確保輸出端的分離度的問題。

例如，在基于弧的相位變換器中，將輸入端定義為P1，輸出端定義為P2、P3時，可確認(rèn)到S-參數(shù)(S-parameter)特性中的S22、S23特性表現(xiàn)出-6dB左右的值。這意味著P2、P3的分離度(isolation)無法被確保。即，在旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)而使得至P2、P3的路徑的長度變化時，S21的振幅(Amplitude)和相位(Phase)值的變化大。由于這種特性導(dǎo)致在端部后端處存在有輻射器件或其他部件時設(shè)置在端部后端的部件的固有特性因端部間的干涉而發(fā)生失真。

當(dāng)這種基于弧的相位變換器的特性適用于陣列天線時，因為供給到各輻射器件的振幅和相位被失真，因此很難獲得期望的輻射模式。

此外，基于弧的相位變換器存在著為了增加相位變化量需要幾何級數(shù)地增加相位變換器的大小(面積)的問題。即，因此需要以旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)部為中心成兩倍地增加半徑才能夠獲得期望的相位變化量，因此導(dǎo)致基于弧的相位變換器的大小不得不變大。

例如，當(dāng)相位排列天線具有四端子、五端子時，需要以旋轉(zhuǎn)體的中心點為基準(zhǔn)形成弧以使相位依次進(jìn)入。即，在五端子的情況下，對于旋轉(zhuǎn)體的中心的長度比需要為2比1，并且在四端子的情況下，長度比需要為3比1，因此反而會導(dǎo)致大小變大。這成為了導(dǎo)致在相同頻帶中使用的相位變換器也會有不同的大小的原因，并且導(dǎo)致增加成本的原因。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決這種問題，可考慮使放射器件廣帶域化以使得一個天線能夠收發(fā)兩種頻帶，例如，700MHz帶域和900MHz帶域或1.8GHz帶域和2.1GHz帶域的方案。

然而，因為具有支持這種多頻帶的廣帶域放射器件的天線無法控制對于各個頻帶的束，因此存在著無法最大限度地優(yōu)化各個服務(wù)覆蓋的問題。