[發明專利]一種窄波束天線

在審

• 申請號: 201710646879.0
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107425265A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 褚慶昕;吳銳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q15/16;H01Q19/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 馮炳輝

技術領域

本發明涉及移動通信的技術領域，尤其是指一種窄波束天線。

背景技術

移動通信在過去十幾年的飛速發展，給人們的生活和工作帶來了很大的便利。人與人之間的通信從早期的書信，到后來的固定電話，再到后來的語音留言，以及現在的視頻實時通話。移動通信天線扮演者至關重要的角色。這種越發便捷的通信體驗給天線設計帶來了巨大的挑戰。尤其隨著現在高鐵系統變得日趨發達和完善，這種高鐵運行環境下的移動通信需求將會持續增長，如何使得移動通信在列車高速運行時任然保持良好的實時性和可靠性，這給天線設計提出了更高的要求。我們知道，列車在高速運行的時候，一方面多普勒效應會比較明顯，同時高鐵列車運行的地形環境復雜而且實時多變，會出現比較嚴重的多徑效應。另外，高速列車車廂采用的材料基本都是鋁合金或者不銹鋼等，信號穿透的損耗相對比較大。信號產生衰落，容易出現掉話的以接收不到網絡信號的現象。所以，高鐵運行環境下的移動通信成為研究熱點和難點。面對高速鐵路這樣的比較狹長的復雜地形覆蓋，采用高增益，32°窄波束雙極化定向天線比較合適。

現有技術中，移動通信設備商通常采用現有的65°基站天線輻射單元做成多陣列形式來實現窄波束。這樣一方面增加了體積，同時提高了天線的成本。

對現有技術進行調查了解，具體如下：

1.專利公開號：CN205303694U，專利名稱：一種窄波束天線，專利權人：武漢虹信通信技術有限責任公司。該專利采用了多列小型化高頻輻射單元實現的窄波束。

2.專利公開號：CN 205790402U，專利名稱：一種雙頻雙極化窄波束陣列天線，專利權人：廣東博緯通信科技有限公司。該專利陣同樣是采用了多列輻射單元實現的窄波束。

發明內容

本發明的目的在于打破傳統的多陣列天線實現窄波束的方案，提供了一種采用單個高頻輻射單元就能實現窄波束也即是單陣列實現窄波束、高增益的窄波束天線，該窄波束天線能夠實現窄波束特性，同時天線單元增益達到12dBi以上，也就是如果采用5個我們設計的窄波束天線單元做成單陣列就可以實現18dBi以上的增益需求，從而在采用最少陣子單元的并且是單陣列的情況下實現高速鐵路移動通信，大大節省了陣子資源。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種窄波束天線，包括正多邊形金屬反射腔及由兩個陣子相互正交而成的高頻輻射單元，所述高頻輻射單元設在正多邊形金屬反射腔的地板中心上方，并采用同軸線穿過正多邊形金屬反射腔的地板進行饋電，通過正多邊形金屬反射腔實現寬頻帶窄波束覆蓋；其中，所述高頻輻射單元距離地板的高度為0.25倍工作中心頻率對應的波長，所述高頻輻射單元工作于1.7‐2.7GHz頻段范圍內。

所述正多邊形金屬反射腔的高度為0.88倍工作中心頻率對應的波長，其邊長為0.62倍工作中心頻率對應的波長；所述高頻輻射單元的尺寸為0.35倍工作中心頻率對應的波長，其高度為0.88倍工作中心頻率對應的波長。

本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、本發明只用了一個高頻輻射單元通過正多邊形金屬反射腔實現了寬頻帶窄波束覆蓋，與現有的多個高頻輻射單元實現的窄波束方案相比大大節省了資源。

2、現有的多陣列天線實現的窄波束覆蓋對應的饋電網絡勢必更加復雜，勢必引入更多的損耗，而本發明設計的窄波束天線饋電簡單、損耗小。

附圖說明

圖1為實施例1中本發明所述窄波束天線的立體圖。

圖2為實施例1中本發明所述窄波束天線的俯視圖。

圖3為實施例1中本發明所述窄波束天線水平面方向圖的仿真曲線。

圖4為實施例2中本發明所述窄波束天線的立體圖。

圖5為實施例2中本發明所述窄波束天線的俯視圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明。

實施例1