矩形赋形天线阵列.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106887720A(43)申请公布日2017.06.23(21)申请号201510936949.7(22)申请日2015.12.16(71)申请人北京空间飞行器总体设计部地址100094北京市海淀区友谊路104号(72)发明人张涛江涛韩运忠李鸿斌高文军(51)Int.Cl.H01Q21/24(2006.01)H01Q3/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称矩形赋形天线阵列(57)摘要本发明提供了一种矩形赋形天线阵列，采用少量赋形天线的阵列单元，通过阵列布局、幅度加权和相位配置来实现方向图快速跌落的矩形赋形波束，包括：第一圈的4个阵列单元；第二圈的8个阵列单元；以及第三圈的4个阵列单元，其中，三圈阵列单元是共圆心的。因此，采用本发明的矩形赋形天线阵列，可有效地消除相邻复用小区的覆盖重叠或盲区，实现了更好的矩形波束赋形效果，降低了副瓣，减少了阵列单元数量，实现了矩形赋形天线的小型化、低重量设计，从而本发明可更好的应用于移动通信等领域，达到节约成本、节省时间目的。CN106887720ACN106887720A权利要求书1/1页1.一种矩形赋形天线阵列，采用少量赋形天线的阵列单元，通过阵列布局、幅度加权和相位配置来实现方向图快速跌落的矩形赋形波束，其特征在于，包括：第一圈的4个阵列单元；第二圈的8个阵列单元；以及第三圈的4个阵列单元，其中，三圈阵列单元是共圆心的。2.根据权利要求1所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，所述阵列单元为同一种单极化或双极化的十字交叉振子天线、贴片天线或波导天线。3.根据权利要求2所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，在所述阵列单元中，所述第一圈的4个阵列单元的馈电幅度最大，从内圈向外圈，阵列单元的馈电幅度依次递减，以及各圈阵列单元的馈电幅度一致。4.根据权利要求3所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，当所述第一圈的4个阵列单元的馈电幅度为0dB时，所述第二圈的8个阵列单元的馈电幅度为-5dB至-15dB，以及所述第三圈的4个阵列单元的馈电幅度为-8dB至-16dB。5.根据权利要求2所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，在所述阵列单元中，所述第一圈的4个阵列单元和所述第二圈的8个阵列单元的馈电相位相同，以及所述第三圈的4个阵列单元的馈电相位与其他阵列单元的馈电相位相差180°。6.根据权利要求2所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，所述第一圈的4个阵列单元在以阵列中心为圆心、半径为0.3λ～0.5λ的圆上均匀分布，其中，λ为工作波长。7.根据权利要求2所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，所述第二圈的8个阵列单元在以阵列中心为圆心、半径为0.7λ～0.9λ的圆上均匀分布，其中，λ为工作波长。8.根据权利要求2所述的矩形赋形天线阵列，其特征在于，所述第三圈的4个阵列单元在以阵列中心为圆心、半径为1.2λ～1.8λ的圆上均匀分布，其中，λ为工作波长，所述第二圈的8个阵列单元中有4个阵列单元的位置是通过将所述第一圈的4个阵列单元分别沿阵列天线外边框纵横二个方向平移而获得的，所述第三圈的4个阵列单元的位置是通过将所述第一圈的4个阵列单元分别沿阵列天线外边框纵横二个方向平移而获得的。2CN106887720A说明书1/3页矩形赋形天线阵列技术领域[0001]本发明属于天线和无线通信技术领域，涉及一种方向图快速跌落的矩形赋形天线阵列，通过阵列布局、幅度加权和相位配置来实现方向图快速跌落的矩形赋形波束。背景技术[0002]赋形天线是指可产生特定波束形状的天线，目的是提高特定区域范围内无线信号的强度，同时减小其他区域的干扰，通常使用阵列天线技术优化设计天线的口面场分布从而得到期望的远场波束形状。[0003]在移动通信技术中，通常将一个较大的服务区域划分为多个小区分别提供移动通信服务，而每个小区都需要配备一台收发无线信号的天线。但是，普通天线的覆盖区域一般为圆形，不能满足小区划分的要求。因此，就有了对矩形波束赋形天线的要求，同时为了减小相邻小区之间同频干扰，要求矩形波束赋形天线在半功率角外波瓣都能够迅速跌落。以上特点使赋形天线可以有效消除相邻复用小区的覆盖重叠或盲区，使小区边界尽量清晰。[0004]目前，现有技术一般是采用矩形阵列幅度加权的方法来实现矩形波束赋形，但是在矩形赋形效果、方向图跌落、副瓣抑制、重量体积等方面还有不足之处。因此优化赋形天线电性能、减少重量体积，对提高移动通信系统频率复用效率和分布系统容量具有十分重要的意义。[0005]根据现有理论研究背景，对该赋形天线进行优化设计的主要难点在以下三个方面：[0006]1.现有技术中的矩形赋形天线半功率角外波瓣跌落不够快、副瓣较高，不能有效地消除相邻复用小区的覆盖