Панельная антенна базовой станции

Полезная модель относится к мобильной радиосвязи. Техническим результатом является повышение коэффициента усиления и снижение коэффициента стоячих волн. Панельная антенна базовой станции содержит плоский рефлектор с размещенными на нем двумя парами равнобедренных спаренных треугольников. Общим основанием спаренных треугольников каждой пары является линия питания. Линия питания выполнена в виде плеча. Внешние стороны треугольников каждой пары соединены с соответствующей линией питания. Внутренние стороны треугольников в каждой паре соединены между собой с образованием точек питания антенны. 7 ил.

Полезная модель относится к мобильной радиосвязи и может быть использована в антенных системах базовых станций в диапазонах 400-430, 450-470, 800-970 МГц с вертикальной поляризацией. Для оптимизации облучения зоны обслуживания на длинных частотах в качестве целесообразных градаций признаны значения ширины диаграммы направленностей на половинном уровне 65° и 90°

В качестве антенн с вертикальной поляризацией используются простые вертикально ориентированные вибраторы с рефлекторами, оптимизированными на соответствующую ширину диаграммы направленности на половинном уровне.

Известна внешняя панельная антенна 730 677 Kathrein, Германия, излучающая структура которой представляет собой синфазную вертикальную антенну с центральным питанием при использовании четвертьволнового изолятора в общей конструкции излучающей структуры и его части при симметрировании для подключения коаксиальным питающим фидером (790-6000 MHz Base Station Antennas for Mobile Communications: Catalogue/Kathrein Antennen Electronic. - Germany, 2008).

С учетом того, что в симметричном режиме при параллельном использовании двух разрезных вертикальных вибраторов их суммарное сопротивление соизмеримо с 50 Омами и антенна согласуется с 50-Ом-ным коаксиальным кабелем, как недостаток, следует отметить, недостаточно высокий коэффициент усиления.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой антенне является панельная антенна фирмы «Радиал», представляющая собой плоский рефлектор, на котором размещена структура активных элементов и

система линий питания (Е.Я.Слодкевич, «Мобильные системы», №3, 2002 г., стр.66, рис.2).

Основным недостатком прототипа является значительная зависимость коэффициента усиления от используемых частей и разнос по диапазону и достаточно высокий коэффициент стоячих волн.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении коэффициента усиления и снижении коэффициента стоячих волн во всем рабочем диапазоне.

Для достижения указанного технического результата в панельной антенне базовой станции, содержащей расположенный в вертикальной плоскости плоский рефлектор с размещенными на нем структурой активных элементов и системой линий питания, дополнительно введены две соединительные перемычки, система линий питания состоит из двух одинаковых, выполненных в виде плеча и расположенных горизонтально и параллельно друг другу на расстоянии, определяемом условием обеспечения необходимого волнового сопротивления линий питания, структура активных элементов представляет собой две пары расположенных вертикально друг над другом спаренных одинаковых равнобедренных треугольников, каждый треугольник каждой пары имеет внутреннюю и внешнюю стороны и общее основание, которым является соответствующая линия питания, при этом внешние стороны каждого треугольника каждой пары непосредственно соединены с соответствующей линией питания, а внутренние стороны треугольников каждой пары соединены между собой с образованием точек питания антенны, при этом каждая точка питания соединена с помощью соединительной перемычки с центром линии питания противоположной пары спаренных треугольников.

Отличительными признаками предлагаемой антенны от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, являются следующие:

- дополнительно введены две соединительные перемычки,

- система линий питания состоит из двух одинаковых линий,

- обе линии питания выполнены в виде плеч,

- линии питания расположены горизонтально и параллельно друг другу,

- расстояние между линиями питания определяется условием обеспечения необходимого волнового сопротивления этих линий питания,

- выполнение структуры активных элементов в виде двух пар спаренных одинаковых равнобедренных треугольников,

- пары треугольников расположены вертикально,

- внешние стороны каждого треугольника каждой пары непосредственно соединены с соответствующей линией питания,

- внутренние стороны каждого треугольника каждой пары соединены между собой с образованием точек питания антенны,

- точка питания каждой пары соединена с помощью соединительной перемычки с центром линии питания противоположной пары спаренных треугольников.

Благодаря тому, что структура активных элементов антенны выполнена в виде двух пар спаренных треугольников, тождественных зигзагообразным антеннам, имеющим более широкие полосы частот, более высокие коэффициенты усиления и более стабильные по диапазону рабочих частот коэффициенты усиления, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение коэффициента усиления и снижение коэффициента стоячих волн.

Предлагаемая панельная антенна базовой станции иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-7.

На фиг.1 показано схематичное изображение антенны, на фиг.2 представлены основные электрические параметры антенны-прототипа, на фиг.3 - основные электрические параметры предлагаемой антенны, на фиг.4 - диаграмма направленности антенны-прототипа в горизонтальной плоскости, на фиг.5 - диаграмма направленности антенны-прототипа на рабочих частотах в вертикальной плоскости, на фиг.6 - диаграмма направленности предлагаемой антенны на рабочих частотах в горизонтальной плоскости, на

фиг.7 - диаграмма направленности предлагаемой антенны на рабочих частотах в вертикальной плоскости.

Панельная антенна базовой станции содержит плоский рефлектор 1. Рефлектор 1 расположен в вертикальной плоскости. На рефлекторе 1 размещены две пары 2 и 3 спаренных равнобедренных треугольников. Обе пары 2 и 3 спаренных треугольников расположены вертикально. Пара 2 расположена над парой 3. Общим основанием спаренных треугольников пары 2 является линия 4 питания. Линия 4 питания выполнена в виде плеча и расположена горизонтально. Общим основанием спаренных треугольников пары 3 является линия 5 питания. Линия 5 питания также выполнена в виде плеча и расположена параллельно линии 4 питания на расстоянии, определяемом условием обеспечения необходимого волнового сопротивления обеих линий 4 и 5. Внешние стороны 6 спаренных треугольников пары 2 соединены с линией 4 питания. Внутренние стороны 7 спаренных треугольников пары 2 соединены между собой с образованием точки 8 питания антенны. Точка 8 питания соединена с помощью соединительной перемычки 9 с противоположным центром 10 линии 5 питания спаренных треугольников пары 3. Внешние стороны 11 спаренных треугольников пары 3 соединены с линией 5 питания. Внутренние стороны 12 спаренных треугольников пары 3 соединены между собой с образованием точки 13 питания антенны. Эта точка 13 питания соединена с помощью соединительной перемычки 14 с противоположным центром 15 линии 4 питания спаренных треугольников пары 2.

Панельная антенна базовой станции работает следующим образом.

Для формирования диаграммы направленности антенны, в частности, необходимо чтобы излучатели были сфазированы. Благодаря конструкции активных элементов, которая сходна с зигзагообразной антенной, при работе обеих пар 2 и 3 спаренных равнобедренных треугольников обеспечивается от точек 8 и 13 питания синфазная работа и вертикальная поляризация антенны. Синфазная работа обеих пар 2, 3 спаренных треугольников при

оптимальном разносе центров треугольников, соизмерима с /4 средней длины волны рабочего диапазона, при использовании профилированного рефлектора, обеспечивают одностороннюю направленность и высокий коэффициент усиления при раскрыве диаграммы направленности в горизонтальной плоскости ±45°.

Создан опытный образец предлагаемой антенны, и успешно проведены его испытания, которые подтвердили достижение заявляемого технического результата.

Панельная антенна базовой станции, содержащая расположенный в вертикальной плоскости плоский рефлектор с размещенными на нем структурой активных элементов и системой линий питания, отличающаяся тем, что дополнительно введены две соединительные перемычки, система линий питания состоит из двух одинаковых, выполненных в виде плеча и расположенных горизонтально и параллельно друг другу на расстоянии, определяемом условием обеспечения необходимого волнового сопротивления линий питания, структура активных элементов представляет собой две пары расположенных вертикально друг над другом спаренных одинаковых равнобедренных треугольников, каждый треугольник каждой пары имеет внутреннюю и внешнюю стороны и общее основание, которым является соответствующая линия питания, при этом внешние стороны каждого треугольника в каждой паре непосредственно соединены с соответствующей линией питания, а внутренние стороны треугольников каждой пары соединены между собой с образованием точек питания антенны, при этом каждая точка питания соединена с помощью соединительной перемычки с центром линии питания противоположной пары спаренных треугольников.