双波束天线孔径

摘要

揭示一种改进之天线配置，供通信网路之基地台之用。此配置有一面板孔径(3)，在产生可接受之旁瓣位准时，以同时产生多波束。此典型配置包含复数个辐射器元件(5)，沿天线面板安排成辐射元件之三个独立垂直柱，因而构成辐射孔径。数个面板共同构成一基地台天线，每一孔径产生二波束。三独立柱之每一组进一步分为次面板以提供不同之平面图案。自三独立柱之每组供二瓣之馈入信号，于是连接至一平面波束形成网路，及连接至具有形成天线埠之三输出终端之方向波束形成网路(7)。波束形成网路(7)产生一90度相位梯度于出现在天线埠之信号之间。三独立柱为垂直极化，并在平面方向包含数个子面板，每一三独立少三个孔径耦合之辐射器元件。此孔径耦合辐射器元件(5)，通常含补片天线元件，并由夹心线网路分别馈送。波束形成网路支援一90度相位梯度角，或支援一任意角。

主权项

1.一种天线配置,具有一孔径以产生具有较低旁瓣位准之多波束图案,以供通信网路之基地台之用,其中复数个辐射元件,沿一天线面板安排成元件之三独立列,因而构成一孔径;数面板构成一基地台天线,每一孔径产生二波束;每组三独立列构成至少一子面板,供不同之高度图案;及三列之每一子面板连接至波束形成网路,其具有构成天线埠之第一,第二及第三输出终端,及二输入终端,及在天线埠出现之信号间建立一相位梯度。2.如申请专利范围第1项之天线配置,其中之三独立列为垂直极化,并在高度方向含至少二片段,通常在高度方向有2-8片段。3.如申请专利范围第2项之天线配置,其中之每一三列具有至少三辐射器元件。4.如申请专利范围第3项之天线配置,其中之辐射器元件包含补片天线元件,由条状线网路馈送。5.如申请专利范围第1项之天线配置,其中之二面板安排成一天线装置,其可涵盖在方位平面之240度之宽段。6.如申请专利范围第1项之天线配置,其中每一面板之波束形成网路,包含四个混合器,及一功率组合器,以产生约60度之二波束,指向与孔径正交之30度。7.如申请专利范围第1项之天线配置,其中每一面板之波束形成网路含二混合器,二功率分裂器,二向位移位器,及一功率组合器以产生具有任意相位梯度之二波束。8.如申请专利范围第7项之天线配置,其中之波束形成网路产生约60度之二波束,指向与孔径正交之30度,如相位移位器所获得者。9.如申请专利范围第6项之天线配置,其中之波束形成网路提供一锥形信号于构成信号埠之第一及第三输出终端,至一列之辐射器元件,以获得第二中间辐射器元件列之激励,其较中间列之每侧各列之激励为大。10.如申请专利范围第7项之天线配置,其中该波束形成网路提供一锥形信号,于构成信号埠之第一及第三输出终端,至一列之辐射器元件,以获得第二中间辐射器元件列之激励,其较中间列之每侧各列之激励为大。11.如申请专利范围第8项之天线配置,其中该波束形成网路提供一锥形信号于构成信号埠之第一及第三输出终端,至一列之辐射器元件,以获得第二中间辐射器元件之激励,其较该中间列之每侧之各列之激励为大。12.如申请专利范围第1项之天线配置,其中该波束形成网路包含3x3埠布来斯矩阵,其一输入埠被终结。13.如申请专利范围第1项之天线配置,其中该波束形成网路利用3x3诺兰矩阵,其一输入埠被终结。14.如申请专利范围第1项之天线配置,其中之波束形成网路4x4布特来矩阵,其有二输入终结,及二天线输出埠组合一起。15.一种天线系统,该系统以较低旁瓣位准构成一多瓣配置,以供通信网路基地台之用,其中形成天线孔径之面板备有辐射元件之三垂直列,由一方位波束形成网路馈送之辐射器元件之三垂直列,使每一面板形成双波束孔径,其显示改进之旁瓣位准,及形成有角度之共同面板之二面板,提供在方位平面中240度涵盖之天线配置。16.如申请专利范围第15项之天线系统,具有三列辐射器之每一面板分成数个子面板,每一子面板亦提供由一独立方位波束形成网路馈送之三辐射器之垂直列,其由一高度波束形成网路馈送。17.如申请专利范围第15项之天线系统,其中之辐射器元件构成,由条形线网路馈送之垂直极化之补片元件。18.如申请专利范围第15项之天线系统,其中之三对面板构成一天线配置涵盖360度,因此可简化基地台天线制列之机械结构,及降低其风阻。19.如申请专利范围第15项之天线系统,其中之波束形成网路构成任一布来斯矩阵,一诺兰矩阵或布特来矩阵。20.如申请专利范围第19项之天线系统,其中之波束形成网路以90度相位梯度作业。21.如申请专利范围第19项之天线系统,其中之波束形成网路以一任意相位梯度作业。图式简单说明:图1为一现代科技之6-片段天线设施之例,其具有空间分开及60度双波束天线,及120度相隔;图2说明一模拟之双波束孔径方向天线图,其含90度相位梯度之二元件阵列;图3显示,频率2045MHz之孔径馈送补片天线元件,之二元件阵列之双波束孔径之图形;图4为一6-片段天线配置之一例,具有空间分开及相隔60度之双60度双波束天线,三组之每一组涵盖240度方向;图5说明相位阵列之基本原理;图6说明辐射器元件之二面板之放大图,每一面板有图4显示之二旁瓣;图7说明图6之二双波束孔径之侧视图;图8为双波束孔径单元之方块图,该单元具有本发明之三元件方向阵列之三柱;图9说明含四个混合之方向波束形成电路;图10说明提供随机相位梯度角之方向波束形成电路;图11显示具有90度相位梯度角之三元件双波束孔径之一波束之方向天线图;图12显示具有相位移位器=65角之三元件双波束之波束之方向天线图;图13显示双波束之几何图形,每一含具有3孔径馈送之补片元件之三柱,供频率2045MHz之用;图14说明含三天线及三输入埠之步来斯矩阵;图15说明具有三天线元件及三埠之诺兰矩阵;图16说明具有相位移位器及三埠供三天线之网路;图17说明N=4之巴特来矩阵;图18说明具有三辐射元件之双波束天线,之模拟方向天线图;图19显示表I,展示具有固定扫描角之方向波束形成网路之激励及相位角;图20显示表II,展示具有可调扫描角之方向波束形成网路之激励与相位角;及图21显示表III,展示有固定扫描角,及可调扫描角之方向波束形成网路之天线部份之测量之参数。