[發(fā)明專利]傳輸發(fā)射不同頻段射頻信號(hào)的喇叭形天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710044836.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN106935980A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所）
• 主分類號(hào): H01Q13/02
• 分類號(hào): H01Q13/02;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q5/307
• 代理公司: 成飛(集團(tuán))公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)多頻段射頻信號(hào)同時(shí)傳輸和發(fā)射，使傳輸線與天線實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化的發(fā)射裝置。

背景技術(shù)

基站使用的天線分為發(fā)射天線和接收天線，且有全向和定向之分，一般可有下列三種配置方式：發(fā)全向、收全向方式；發(fā)全向、收定向方式；發(fā)定向、收定向方式。從字面上可以理解每種方式的不同，發(fā)全向主要負(fù)責(zé)全方位的信號(hào)發(fā)送；收全向自然是方位信號(hào)的接收；定向的意思就是只朝一個(gè)固定的角度進(jìn)行發(fā)送和接收。一般情況下，頻道數(shù)較少的基站(如位于郊區(qū))常采用發(fā)全向、收全向方式，而頻道數(shù)較多的基站采用發(fā)全向、收定向的方式，且基站的建立也比郊區(qū)更為密集。

在電磁波頻率低于100khz時(shí),電磁波會(huì)被地表吸收,不能形成有效的傳輸,但電磁波頻率高于100khz時(shí),電磁波可以在空氣中傳播,并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射,形成遠(yuǎn)距離傳輸能力,我們把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波成為射頻。信息源經(jīng)過(guò)二次調(diào)制,用線纜傳輸?shù)綄?duì)端,對(duì)端用反調(diào)制將信息源還原后再應(yīng)用,不管頻率多低,也是射頻傳輸方式,如果沒有調(diào)制反調(diào)制過(guò)程,只是將信息源用線纜傳送到對(duì)端直接使用,不管頻率有多高,都是一般的有線傳輸方式。將電信息源(模擬或數(shù)字的)用高頻電流進(jìn)行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻),形成射頻信號(hào),經(jīng)過(guò)天線發(fā)射到空中；遠(yuǎn)距離將射頻信號(hào)接收后進(jìn)行反調(diào)制,還原成電信息源,這一過(guò)程稱為無(wú)線傳輸。連接天線和發(fā)射機(jī)輸出端或接收機(jī)輸入端的電纜稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號(hào)能量，它能將發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)功率以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，或?qū)⑻炀€接收到的信號(hào)以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端，同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號(hào)，這就要求傳輸線必須屏蔽。在線纜傳輸中，不同傳輸介質(zhì)對(duì)信號(hào)傳輸速度和波長(zhǎng)產(chǎn)生影響。不同介質(zhì)的電介質(zhì)常數(shù)εr不同，波長(zhǎng)和電介常數(shù)關(guān)系如下:λ＝波長(zhǎng)(m)C＝光速(3*108m/s)f＝頻率(Hz)εr＝電介質(zhì)常數(shù)除了空氣,所有介質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)和傳輸速度都有影響相位和波長(zhǎng)關(guān)系。在一個(gè)傳輸鏈路中，當(dāng)相反方向同時(shí)傳輸兩個(gè)同頻率的信號(hào)時(shí)，測(cè)試時(shí)得到的是一個(gè)疊加信號(hào)，由于兩個(gè)信號(hào)的方向相反，導(dǎo)致疊加信號(hào)不再沿某一方向傳輸，此時(shí)稱此信號(hào)為“駐波”。阻抗和衰減·阻抗線纜結(jié)構(gòu)對(duì)線纜阻抗的影響:阻抗只和內(nèi)外導(dǎo)體直徑比以及絕緣材料的電介質(zhì)常數(shù)(εr)有關(guān)，和工作頻率及線纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。阻抗和衰減描述的是信號(hào)通過(guò)傳輸介質(zhì)所損失的能量信號(hào)能量損失通常由以下幾個(gè)原因造成:1.阻抗；2.回波損耗；3.通過(guò)外導(dǎo)體的信號(hào)泄漏減小信號(hào)衰減的途徑:1.加粗線徑；2.降低阻抗；3.減小絕緣材料的電介質(zhì)常數(shù)(εr)。根據(jù)波的傳輸原理，不同極化的信號(hào)在同一通路中傳輸互相不受影響。天線所發(fā)出的信號(hào)波束包含一個(gè)主瓣和若干旁瓣，根據(jù)位置不同，旁瓣又可分為上旁瓣，下旁瓣和后旁瓣.這些旁瓣有些是無(wú)關(guān)緊要的，但有些是十分重要的.旁瓣抑制指的是某一信號(hào)旁瓣對(duì)另一天線發(fā)出的信號(hào)的主瓣的影響.當(dāng)天線以一定下傾角(Down Tilt)使上旁瓣中的第一旁瓣為水平位置，如果此旁瓣沒有足夠的抑制，則會(huì)影響到其它信號(hào)的主瓣。下傾角(Down Tilt)從信號(hào)模擬圖我們可以看出，主瓣的峰值與水平面形成的角度，我們稱為天線的傾斜角(Tilt),此角度可以為正(Up-tilt)，也可以為負(fù)(Down-tilt),或?yàn)榱恪ＭǔＬ炀€的傾斜角都是下傾角(Down-tilt)。機(jī)械傾斜通過(guò)安裝角度的調(diào)節(jié)來(lái)改變天線的傾斜度.傾斜角僅僅是對(duì)波束垂直平面而定義的，和水平平面無(wú)關(guān).下傾角(Down Tilt)通過(guò)對(duì)天線傾斜角的調(diào)節(jié)，從而改變小區(qū)覆蓋面積，達(dá)到協(xié)調(diào)整個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的目的。

傳輸線是設(shè)計(jì)射頻部件及系統(tǒng)的基礎(chǔ)，射頻信號(hào)的傳輸有賴于傳輸線，因此傳輸線的研究對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)有效傳輸非常重要，它可以有效地對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行傳輸，同時(shí)降低信號(hào)的傳輸損耗。當(dāng)前傳輸射頻信號(hào)的傳輸線結(jié)構(gòu)形式通常有：同軸線、金屬波導(dǎo)、微帶線等。這些傳輸線能夠有效地將射頻信號(hào)進(jìn)行傳輸，同時(shí)具有較低的傳輸損耗。但這些射頻傳輸線都具有相同的一個(gè)問(wèn)題，無(wú)法同時(shí)傳輸不同頻段的射頻信號(hào)，并且與天線無(wú)法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化。

為了解決當(dāng)前射頻傳輸線無(wú)法同時(shí)發(fā)射不同頻段的射頻信號(hào)，并且與天線無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全一體化的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種傳輸發(fā)射不同頻段射頻信號(hào)的喇叭形天線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對(duì)當(dāng)前射頻傳輸線無(wú)法同時(shí)傳輸不同頻段的射頻信號(hào)，并且與天線無(wú)法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工實(shí)現(xiàn)，電磁能量屏蔽度高，屏蔽特性強(qiáng)。能夠?qū)崿F(xiàn)多頻段射頻信號(hào)同時(shí)傳輸，并且傳輸線在結(jié)構(gòu)上能與天線實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化的發(fā)射裝置。