天线以及扇区天线的制作方法
天线以及扇区天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及天线W及扇区天线。
【背景技术】
[0002] 在移动通信的基站用天线（基站天线）中，按每个与放射电波的方向相对应所设 定的扇区组合使用多个放射电波的扇区天线。在扇区天线中，使用将偶极子天线等天线元 件排列成阵列状的阵列天线。
[0003] 在专利文献1中记载了下述宽频带天线；一对薄片面状天线元件配设为关于一条 直线线对称，进一步，关于上述一条直线线对称且具有微小间隙而相互接近地从上述天线 元件的相互接近部位突出状地形成有一对面状供电用腿片，而且，上述各腿片为宽度尺寸 向外端方向逐渐增加的外方宽度扩大形状。
[0004] 在专利文献2中记载了下述宽频带天线装置；4个具有配设在铅垂面上的横向细 长状的大致楠圆面部和从该大致楠圆面部的水平方向长轴的一个圆弧端部向下方延伸设 置的下方宽度扩大状的供电用的腿部的天线元件，配设成W与上述一个圆弧端部接近的一 个铅垂轴屯、为中屯、的90度旋转对称状，俯视形成为十字状。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2010-98560号公报
[000引专利文献2:日本特开2012-104957号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 但是，对于天线，为了能够用1副天线来发送接收多个频率的电波，而要求其具有 宽频带的频率特性。
[0011] 本发明的目的在于提供具有宽频带的频率特性的天线等。
[0012] 用于解决课题的技术方案
[0013] 基于该目的，应用了本发明的天线具备：一对元件部，其分别由导电材料构成，设 有预先确定的间隔而配置在相对于预先确定的点对称的位置，具有与该点相对的部分的边 缘朝向该点变为凸状的曲线；和反射板，其在距一对元件部预先确定的距离的位置与一对 元件部的表面相对而设置。
[0014] 根据该构成，与天线具备无源元件的情况相比较，可得到更宽频带的频率特性，并 且能够减少构成要素的数量。
[0015] 在该样的天线中，其特征在于：进一步具备另一对元件部，所述另一对元件部分别 由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于上述点对称的位置，具有与该点相 对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，能够发送接收与一对元件部所发送接收的极化波 正交的极化波。
[0016] 根据该构成，与不具有本构成的情况相比，能够将双极化天线构成得更小型。
[0017] 另外，其特征在于：进一步具备从一对元件部的各个元件部连接到反射板连接的 一对腿部；一对兀件部与一对腿部由导电性材料一体形成。
[0018] 根据该构成，与不具有本构成的情况相比，能够减少天线的制作W及组装的工时。
[0019] 而且，其特征在于：进一步具备从一对元件部W及另一对元件部的各个元件部连 接到反射板连接的二对腿部；一对元件部、另一对元件部W及二对腿部由导电性材料一体 形成。
[0020] 根据该构成，与不具有该构成的情况相比，能够减少双极化天线的制作W及组装 的工时。
[0021] 如果从其他的观点出发，则应用了本发明的扇区天线具备；排列多个天线而成的 阵列天线，天线具备一对元件部和反射板，其中，一对元件部分别由导电材料构成，设有预 先确定的间隔而配置在相对于预先确定的点对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘向 该点变为凸状的曲线，反射板在距一对元件部预先确定的距离的位置与一对元件部的表面 相对而设置；和天线罩，其收纳阵列天线
[0022] 根据该构成，与不具有该构成的情况相比，可得到宽频带的频率特性并且能够减 少构成要素的数量。
[0023] 在该样的扇区天线中，其特征在于：天线进一步具备另一对元件部，所述另一对元 件部分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于所述点对称的位置，具有 与该点相对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，能够发送接收与所述一对元件部所发送 接收的极化波正交的极化波。
[0024] 根据该构成，与不具有该构成的情况相比，能够将双极化的扇区天线构成为更小 型。
[00幼发明效果
[0026] 根据本发明，能够提供具有宽频带的频率特性的天线等。
【附图说明】
[0027] 图1是表示适用了第1实施方式的移动通信用的基站天线的整体构成的一例的 图。
[0028] 图2是表示第1实施方式中的扇区天线的构成的一例的图。
[0029] 图3是对第1实施方式中的天线的构成进行说明的图。
[0030] 图4是对第1实施方式中的用于双极化的与图3的偶极子天线成对的偶极子天线 的构成进行说明的图。
[0031] 图5表示为了对天线的特性进行模拟而使用的模型。
[0032] 图6是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线的回波损耗 (returnloss)(地）特性的图。
[0033] 图7是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线的波束宽度的 图。
[0034] 图8是对第2实施方式中的偶极子天线的构成进行说明的俯视图。
[00巧]图9是表示第2实施方式中的天线的回波损耗（returnloss)(地）特性的图。
[0036] 图10是对第3实施方式中的偶极子天线的构成进行说明的俯视图。
[0037] 图11是对第4实施方式中的偶极子天线的构成进行说明的俯视图。
【具体实施方式】
[0038] W下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
[00測[第1实施方式]
[0040] <基站天线1 >
[0041] 图1是表示适用了第1实施方式的移动通信用的基站天线1的整体构成的一例的 图。图1(a)是基站天线1的立体图，图1(b)是对基站天线1的设置例进行说明的图。
[0042] 如图1(a)所示，基站天线1具备例如被保持于铁柱20的多个扇区天线10-1~ 10-6。而且，如图1(b)所示，基站天线1使电波到达单元（cell)2内。目P，单元2位于基站 天线1发送的电波到达的范围，基站天线1位于接收电波的范围。
[004引扇区天线10-1~10-6分别为圆筒状，圆筒的中屯、轴设置成相对于地面垂直（铅 垂）。
[0044] 如图1(b)所示，单元2具备在水平面上W角度分割开的多个扇区3-1~3-6。扇 区3-1~3-6设置为分别与基站天线1的6个扇区天线10-1~10-6相对应。目P，扇区天线 10-1~10-6的各自的输出电波的电场大的主波瓣11的方向朝向对应的扇区3-1~3-6。
[0045] 在该里，在不分别区别时，将扇区天线10-1~10-6标记为扇区天线10。另外，在 不分别区别时，将扇区3-1~3-6标记为扇区3。
[0046] 另外，在图1中作为例子所示的基站天线1具备6个扇区天线10-1~10-6W及 与它们相对应的扇区3-1~3-6。但是，扇区天线10W及扇区3也可W为6个W外的预先 确定的个数。另外，在图1(a)中，扇区3是将单元2分割成六等份（中屯、角为60° )而构 成的，但也可W不等分，也可W将任一扇区3构成得比其他扇区3或宽或窄。
[0047] 而且，扇区天线10分别连接于向扇区天线10所具备的偶极子天线（dipole antenna)(参照后述的图2中的偶极子天线110-1~110-6。在不分别区别时标记为偶极 子天线110。）传送发送信号W及接收信号的发送接收线缆31。
[0048] 发送接收线缆31连接于在基站（未图示）内设置的生成发送信号W及接收信号 的发送接收部（未图示）。发送接收线缆31例如为同轴线缆。
[0049] 另外，W下设为基站天线1发送电波而进行说明，但由于天线的可逆性，基站天线 1也能够接收电波。在接收电波的情况下，例如只要将发送信号设为接收信号并使信号的流 动相反即可。
[0050] 另外，扇区天线10也可W具备移相器，该移相器用于使发送信号的相位不同地向 扇区天线10所具备的多个偶极子天线110供给发送信号。通过使向多个偶极子天线110 供给的发送信号的相位不同，从而能够设定为；将电波（波束）的放射角度从水平面向地上 方向倾斜从而电波不会到达单元2外。
[005U<扇区天线10> [005引图2是表示第1实施方式中的扇区天线10的构成的一例的图。在图2中，将扇区 天线10横置，通过从横向侧方观察的立体图表示。
[0053] 扇区天线10具备；阵列天线100,其具备反射板120和排列在反射板120上的多 个（在该里作为例子为6个）偶极子天线110-1~110-6 ;和天线罩500,其W包入方式收 纳阵列天线100。在图2中，通过虚线表示天线罩500,使得在天线罩500内部设置的阵列 天线100可见。
[0054] 奇数编号的偶极子天线110-1、110-3、110-5具备长径方向分别从铅垂方向偏移 了 45°的楠圆形状的一对元件部llla、112a。而且，发送接收从铅垂方向偏移了 45°的极 化波。另外，元件部llla、112a配置于相对于点0点对称的位置。
[00巧]偶数编号的偶极子天线110-2、110-4、110-6具备长径方向分别从铅垂方向偏移 了-45°的楠圆形状的另一对元件部11化、112b。而且，发送接收从铅垂方向偏移了-45° 的极化波。元件部mb、11化也配置于相当于点0点对称的位置。
[0056] 而且，偶极子天线110-1与偶极子天线110-2组合而构成一对，使得偶极子天线 110-1的元件部Ilia、112a配置成点对称的点0与偶极子天线110-2的元件部11化、112b 配置成点对称的点0共用。进一步，与偶极子天线110-5与偶极子天线110-6同样地，偶极 子天线110-3与偶极子天线110-4组合而构成一对。
[0057] 该样一来，扇区天线10成为能够发送接收±45°的极化波的双极化。
[005引另外，在不分别区别时，将元件部llla、mb标记为元件部111，在不分别区别时， 将元件部112a、11化标记为元件部112。
[0059] 该些偶极子天线110-1~110~6分别独立工作。由此，W下，将偶极子天线 110-1~110-6中的一个取出并作为偶极子天线110进行说明。
[0060] 另外，在图2中，设为发送接收±45°的极化波，但通过使偶极子天线110围绕点 0旋转45°，能够发送接收水平W及垂直的极化波。
[0061] 反射板120反射偶极子天线110发送的电波，并且保持偶极子天线110。在图2 中，在反射板120上W间隔化配置有分别由2个偶极子天线110构成的3对偶极子天线， 并构成阵列（阵列天线100)。
[006引在反射板120,偶极子天线110的元件部111、112相对的正面反射部120a为平坦 的。反射板120的与偶极子天线110的阵列方向交叉的方向的两端部，成为向偶极子天线 110侧折弯的侧面反射部12化。该折弯的侧面反射部12化设定阵列天线100的波束宽度。 [006引另外，在图2中，侧面反射部12化向偶极子天线110侧折弯，但也可W向与偶极子 天线110侧相反的一侧折弯。另外，在图2中，侧面反射部12化在反射板120的各个端部 分别设有1个，但也可W设有多个。
[0064] 侧面反射部12化设定阵列天线100的波束宽度，所W设定为能够得到预先确定的 波束宽度即可。
[006引反射板120由导体例如侣、铜等构成。
[0066] 在图2中，反射板120设置成为6个偶极子天线110-1~110-6所共用，但也可W 考虑按每个偶极子天线110或者按成对的每2个偶极子天线110来分别设置。
[0067] 在该里，包含偶极子天线110和与其相对应的反射板120而标记为天线130。在成 对的2个偶极子天线110的情况下，包含成对的2个偶极子天线110和与其相对应的反射 板120也标记为天线130。
[0068] 天线罩500具备；圆筒501 ;覆盖圆筒501的上侧端部的上盖502 ;和覆盖圆筒501 的下侧端部的下盖503。而且，天线罩500将阵列天线100置于内部。
[0069] 而且，在天线罩500的下盖503设有连接器（未图示），连接有向阵列天线100的 偶极子天线110传送发送信号W及接收信号的发送接收线缆31。另外，在图2中，省略了发 送接收线缆31与偶极子天线110的连接的标记。
[0070] 天线罩500由例如FRP(fiberreinforcedplastics,纤维增强塑料）等绝缘性树 脂构成。
[0071] 另外，图2所示的扇区天线10的阵列天线100由6个偶极子天线110构成，但偶 极子天线110的个数并不限定于6个，只要是预先确定的个数即可。
[007引另外，图2所示的扇区天线10由具备6个偶极子天线110的1个阵列天线100构 成，但也可W通过并排多个阵列天线100来构成。
[0073] 进一步，在图2中，覆盖阵列天线100等的天线罩500设为具备上盖502与下盖 503的圆筒501，但也可W是截面为方形的筒，截面的方形的一边也可W为圆弧状。
[0074] <天线130的构成>
[0075] 图3是对第1实施方式中的天线130的构成进行说明的图。图3(a)为俯视图，图 3(b)为图3(a)的IIIB-IIIB线上的剖视图。
[0076] 天线130具备偶极子天线110与反射板120。
[0077] 偶极子天线110具备；元件部111、112 ;从元件部111、112分别延伸出的一对腿部 113、114 ;和固定腿部113、114的座部115。另外，也可W不具备座部115。
[007引如图3(a)所示，偶极子天线110的元件部111、112分别为具有短径L1与长径L2 的楠圆状的边缘所包围的由导电性材料构成的构件。而且，元件部111与元件部112配置 成相对于点0点对称，并且夹着间隔D相对使得各自的长径L2在一条直线上并排。
[0079] 而且，如图3(b)所示，在元件部111上，在点0侧设有圆形的开口，与开口相连而 连接有圆筒状的腿部113。另一方面，对于元件部112,也在点0侧设有圆形的开口，与开口 相连而连接有圆筒状的腿部114。另外，在元件部112也可W不设置开口，腿部114也可W 为圆柱状。
[0080] 腿部113、114连接于表面形状为圆形的座部115。另外，在座部115,与圆筒状的 腿部113相对地设有开口。目P，从元件部111的开口到座部115的开口，成为圆筒状的中空 部。
[0081] 在第1实施方式中，元件部111、112、腿部113、114、座部115由导电性材料构成为 一体。另外，兀件部111、112、腿部113、114、座部115分别独立或者一部分构成为一体，也 可W通过螺栓等组装。
[0082] 元件部111、112、腿部113、114、座部115例如由铜、侣等金属或者含它们的合金构 成。
[008引座部115通过未图示的螺钉等固定于反射板120的正面反射部120a。而且，偶极 子天线110的元件部111、112的表面构成为与反射板120的正面反射部120a平行。
[0084] 另外，从反射板120的偶极子天线110侧的表面到元件部的厚度方向的 中央，为高度H。
[0085] 在从元件部111的开口延续到座部115的开口为止的圆筒状的中空部中，埋入有 在中屯、具备导体116的绝缘体117。另外，绝缘体117可W埋入整个中空部，或者也可W埋 入部分中空部。
[0086] 而且，元件部111侧的导体116的端部，被折弯90。并连接于元件部112的点0接 近的端部（箭头A的部分）。另外，连接通过例如软纤焊等来进行。
[0087] 而且，导体116的座部115侧的端部穿过设置于反射板120的开口，与发送接收线 缆31的内部导体连接。另外，反射板120连接于发送接收线缆31的外部导体。
[008引导体116为圆截面的导线即可，但为了折弯90°，也可朗尋金属板切成L字形而构 成。导体116例如由铜、侣等金属或者含它们的合金构成。
[0089] 另外，绝缘体117例如由高频特性优异的聚四氣己締等构成。
[0090] 另外，优选，预先将元件部112的点0侧的端部（箭头B的部分）切下，使得折弯 了 90°的导体116不与元件部112相接。
[0091] 该偶极子天线110,例如元件部111、112的短径L1为21mm，长径L2为30mm，元件 部的间隔D为12mm。从元件部的厚度方向的中屯、到反射板120的高度H 为 38. 5mm。
[0092] 该高度H设定为将阵列天线100的 中屯、频率fc设为2GHz的情况下的约1/4波长。 由此，在从元件部111U12观察的情况下，在座部115处元件部111与元件部112短路，但 电流不流动。目P，该偶极子天线110为短路类型的偶极子天线。
[0093] 另外，腿部113、114设为圆筒状或者圆柱状，但外侧的形状也可W不是圆筒状或 者圆柱状，也可W是棱柱状。
[0094] 腿部113、114的形状，只要是在通过模铸等方法对元件部111、112、腿部113、114、 座部115进行一体成型的情况下容易成型的形状即可。
[0095] 而且，在腿部113,只要设有从元件部111到座部115的圆筒状的中空部即可。
[0096] 另外，在将2个偶极子天线110作为一对而设为双极化的情况下，只要将座部115 构成为共用的即可。通过构成为一体，从而能够一下子生产偶极子天线110,量产性优异。 另外，在将2个偶极子天线110作为一对的情况下，各个偶极子天线110分别具备一对腿部 113、114,所W将二对腿部113、114构成为一体。
[0097] 但是，如果将2个图3所示的偶极子天线110组合为一化则导体116会彼此接触。 [009引图4是对第1实施方式中的用于双极化的与图3的偶极子天线110成对的偶极子 天线110的构成进行说明的图。图4(a)为俯视图，图4(b)为图4(a)的IVB-IVB线上的 剖视图。
[009引在图4中，表示在将图3的偶极子天线110设为元件部Ilia、112a的情况下、设为 元件部11化、112b的偶极子天线110(参照图2)。由此，将同样的部分的说明省略，对不同 的部分进行说明。
[0100] 在图4的偶极子天线110中，点0侧的箭头A'的部分化及箭头B'的部分被切下 得比图3的偶极子天线110的情况更深，使得图4所示的偶极子天线110的导体116不与 图3的偶极子天线110的导体116接触。该样一来，2个偶极子天线110的各自的导体116 在空中立体地交叉，得W抑制接触。
[0101] 另外，在该偶极子天线110中，在箭头A'的部分，元件部11化与导体116相连接。 连接通过例如软纤焊等来进行。
[0102] 如上所述，偶极子天线110也可W不具备座部115。在该情况下，只要将腿部113、 114加长与座部115的厚度相当的长度量即可。而且，只要将腿部113、114固定于反射板 120的正面反射部120a即可。
[0103] 另外，在设置了座部115的情况下，能够通过用螺钉等将座部115与反射板120固 定从而将偶极子天线110与反射板120固定，所W阵列天线100的组装变得容易。
[0104] 另外，在W上的说明中，设为元件部的表面相对于反射板120的正面反射 部120a平行而进行了说明，但也可W不平行。例如，也可W使元件部111、112的接近点0 一侧比远离点0 -侧接近反射板120的正面反射部120a。另外，相反也可W使得远离。
[0105] 目P，元件部111与元件部112也可W相对于将点0与把点0向反射板120的正面 反射部120a垂直地投影出的点0'连结的轴00'对称。
[0106] 进一步，轴00'也可W不与反射板120的正面反射部120a垂直，也可W倾斜。
[0107] <天线130的特性>
[0108] 图5表示为了对天线130的特性进行模拟而使用的模型。使用6个偶极子天线 110-1~110-6,奇数编号与偶数编号分别正对而设为双极化。
[0109] 而且，向偶极子天线110-3与偶极子天线110-4的对供给用于发送电波的发送信 号。不向偶极子天线110-1U10-2化及偶极子天线110-5U10-6供给发送信号，因此将它 们设为冗余的（dummy)。
[0110] 图6是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线130的回波损 耗（returnloss)(地）特性的图。天线130的偶极子天线110,元件部111、112的短径L1 为21mm，长径L2为30mm，元件部111、112的间隔D为12mm。从元件部111、112的厚度方向 的中屯、到反射板120的高度H为38. 5mm。
[0111] 回波损耗变为-10地W下（VSWR《2)的频率范围，其下限频率化为1.6GHz，上限 频率巧为3GHz。相对带宽为61%。
[0112] 在使用元件部111U12为椿状的偶极子天线的天线中，相对带宽约为25%。即使 对该偶极子天线附加无源元件W宽频带化，相对带宽仍约为40%。
[0113] 由此，第1实施方式的天线130,与使用具有附加有无源元件的椿状的元件部111、 112的偶极子天线110的天线相比，进一步变为宽频带。
[0114] 另外，第1实施方式的天线130,与使用了附加无源元件的复杂构成的偶极子天线 110的天线相比，构成要素少、制作容易。
[0115] 图7是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线130的波束宽 度的图。在该里，表示频率f为2GHz的情况。如图7所示，波束宽度为65°。
[0116] 如上所述，波束宽度能够通过侧面反射部12化设定。由此，通过调整反射板的120 的横向宽度、侧面反射部12化的形状、数量等，能够调整波束宽度。
[0117] 表1表示通过模拟求出的、使图3所示的元件部的短径L1变化的情况下 的天线130的输入阻抗（Q)。
[0118] 在该模拟中，使作为供电线路的发送接收线缆31的阻抗变化，并且相配合地使在 图3所示的腿部113的中空部设置的由导体116和绝缘体117构成的部分的阻抗变化，将 回波损耗-10地W下的相对带宽变得最宽的阻抗设为天线130的输入阻抗。目P，在从供电 线路到偶极子天线110的元件部11K112的路径中设定为阻抗相匹配。
[0119] 在该里，长径L2为30mm，元件部111、112的间隔D为12mm，从元件部111、112的 厚度方向的中屯、到反射板120的高度H为38. 5mm。
[0120] [表U
[0121] 天线的输入阻抗
[0122]
阳12引 如表1所示，短径L1越大则天线130的输入阻抗越小，例如在短径L1为21mm时为 100Q。相反，短径L1越小则天线130的输入阻抗越大，例如在短径L1为15mm时为175Q。
[0124] 目P，在第1实施方式中，能够通过楠圆形的元件部的短径L1来设定天线 130的输入阻抗。
[0125] 在使用元件部为椿状的偶极子天线的天线中，即使改变了椿的宽度也不 能如第1实施方式的天线130那样使阻抗变化。
[0126] 表2表示通过模拟求出的、使从图3所示的元件部的厚度方向的中屯、到 反射板120的高度H变化的情况下的天线130的输入阻抗（Q)。
[0127] 在该模拟中，也使作为供电线路的发送接收线缆31的阻抗变化，并且相配合地使 在图3所示的腿部113的中空部设置的由导体116和绝缘体117构成的部分的阻抗变化， 将回波损耗-10地W下的相对带宽变得最宽的阻抗设为天线130的输入阻抗。目P，在从供 电线路到偶极子天线110的元件部11K112的路径中设定为阻抗相匹配。
[012引 在该里，短径L1为21mm，长径L2为30mm，元件部111、112的间隔D为10mm。
[0129] [表引
[0130] 天线的输入阻抗
[0131]
[0132] 如表2所示，从元件部的厚度方向的中屯、到反射板120的高度H越小则 天线130的输入阻抗越大，例如在高度H为32. 5mm时为150Q。相反，高度H越小则天线 130的输入阻抗越大，例如在高度H为42. 5mm时为75Q。
[0133] 即，在第1实施方式中，使从元件部111、112的厚度方向的中屯、到反射板120的高 度H变化，也能够设定天线130的输入阻抗。
[0134] 进一步，使元件部111、112的长径12、元件部111、112的间隔D变化，也能够设定 天线130的输入阻抗。
[0135] 如图6所示，在第1实施方式的天线130中，可见2个共振频率。低频率侧的共振 频率处于1. 8GHz附近。另外，高频率侧的共振频率处于2. 6GHz附近。
[0136] 而且，根据改变了元件部的形状后的数据可知，低频率侧的共振频率具 有依存于偶极子天线110的元件部1 1U112的外边缘长度的倾向，高频率侧的共振频率具 有依存于偶极子天线110的元件部11U112的短径L1的倾向。
[0137] 由此，通过使元件部111、112的外边缘长度W及短径L1变化，能够设定变为预先 确定的回波损耗W下的频率范围。
[0138] 另外，如果将元件部的外边缘长度W及短径L1设为相同，则即使不是楠 圆形状，也能够设为使用了同样地设定了变为回波损耗W下的频率范围的偶极子天线110 的天线130。
[0139] [第2实施方式]
[0140] 在第1实施方式中，天线130中的偶极子天线110的元件部111、112的形状为楠 圆形。在第2实施方式中，将天线130中的偶极子天线110的元件部的形状设为 5边形连接为半楠圆形所成的形状。
[0141] 其他构成与第1实施方式相同，所W将相同部分的说明省略，对作为不同部分的 偶极子天线110的构成进行说明。
[0142] <偶极子天线110的构成>
[0143] 图8是对第2实施方式中的偶极子天线110的构成进行说明的俯视图。
[0144] 在图8的偶极子天线110中，元件部111化及元件部112的外边缘，在接近点0的 部分（通过虚线表示边界）为楠圆形状，在从点0离开的部分为一个顶点向从点0离开的 方向突出的五边形状。
[0145] 即使偶极子天线110为该样的形状，天线130仍为宽频带的特性。
[0146] 图9是表示第2实施方式中的天线130的回波损耗（returnloss)(地）特性的图。 对于使用图8所示的偶极子天线110而构成的天线130,该特性是通过第1实施方式的图5 所示的模拟模型求出的。
[0147] 回波损耗变为-10地W下（VSWR《2)的频率范围，其下限频率化为1. 6GHz，其上 限频率巧（未图示）为3GHzW上。变为比图7所示的第1实施方式中的天线130宽的宽 频带。
[0148] [第3实施方式]
[0149] 在第3实施方式中，与第2实施方式同样地，使第1实施方式的天线130中的偶极 子天线110的元件部11U112的形状变化了。
[0150] 其他构成与第1实施方式相同，所W将相同部分的说明省略，对作为不同部分的 偶极子天线110的构成进行说明。
[0151] <偶极子天线110的构成>
[0152] 图10是对第3实施方式中的偶极子天线110的构成进行说明的俯视图。
[0153] 在图10的偶极子天线110中，元件部111W及元件部112的外边缘，在接近点0 的部分（用虚线表示边界）为楠圆形状，在从点0离开的部分为一个顶点向从点0离开的 方向突出的S角形状。
[0154] 即使偶极子天线110为该样的形状，天线130仍为宽频带的特性。
[0155] [第4实施方式]
[0156] 在第4实施方式中，与第2实施方式、第3实施方式同样地，使第1实施方式的天 线130中的偶极子天线110的元件部的形状变化了。
[0157] 其他构成与第1实施方式相同，所W将相同部分的说明省略，对作为不同部分的 偶极子天线110的构成进行说明。
[015引 <偶极子天线110的构成>
[0159] 图11是对第4实施方式中的偶极子天线110的构成进行说明的俯视图。
[0160] 在图11的偶极子天线110中，元件部111W及元件部112的外边缘，在接近点0 的部分（用虚线表示边界）为楠圆形状，在从点0离开的部分为向从点0离开的方向突出 的四边形状。
[0161] 即使偶极子天线110为该样的形状，天线130仍为宽频带的特性。
[0162] 如从第1实施方式到第4实施方式中说明了的那样，偶极子天线110的元件部111 W及元件部112由导电性材料构成，其外边缘设为包含楠圆等曲线的形状，由此可得到变 为预先确定的回波损耗W下的频率范围较宽的天线130。
[0163] 特别是，通过将偶极子天线110的接近点对称地配置元件部111与元件部112的 点0的部分设为向点0变为凸状的楠圆形状等曲线，从而在将发送接收与该偶极子天线110 所发送接收的电波的极化波正交的极化波的成对的偶极子天线110设为共用点0成为一对 而双极化的情况下，成对的2个偶极子天线110不会互相重合、能够容易地进行组合。
[0164] 另外，如上所述，通过使元件部111、112的外边缘长度W及短径L1变化，能够设定 变为预先确定的回波损耗W下的频率范围，所W能够选择而使用元件部11K112的平面形 状。由此，在将2个偶极子天线110成对地设为双极化的情况下，容易设定为相互不重叠的 形状。
[0165] 另外，在第1实施方式到第4实施方式中，偶极子天线110中的元件部111、112、腿 部113、114、座部115由金属等导电性材料一体或者个别地构成。但是，也可W由粘贴于元 件部111、112的绝缘性基板的金属巧等构成。在该情况下，由金属的椿构成腿部113、114、 将由金属巧等构成的元件部111、112与反射板120的正面反射部120a连接即可。而且，只 要通过同轴线缆等向元件部112供给（供电）用于发送电波的信号即可。
[0166] 附图标记说明
[0167] 1…基站天线，2…单兀，3、3-1~3-6…扇区，10、1〇-1~1〇-6…扇区天线，11… 主波瓣，20…铁柱，31…发送接收线缆，100…阵列天线，110、110-1~110-6…偶极子天 线，111、Ilia、11化、112、112a、11化…元件部，113、114…腿部，115…座部，120…反射板， 120a…正面反射部，120b…侧面反射部，130…天线，500…天线罩。
【主权项】
1. 一种天线，其中，具备： 一对元件部，其分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于预先确定 的点对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘朝向该点变为凸状的曲线；和 反射板，其在距所述一对元件部预先确定的距离的位置与该一对元件部的表面相对而 设置。2. 根据权利要求1所示的天线，其特征在于： 进一步具备另一对元件部， 所述另一对元件部分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于所述点 对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，能够发送接收与所述 一对元件部所发送接收的极化波正交的极化波。3. 根据权利要求1所述的天线，其特征在于： 进一步具备从所述一对元件部的各个的元件部连接到所述反射板连接的一对腿部； 所述一对元件部与所述一对腿部由导电性材料一体形成。4. 根据权利要求2所述的天线，其特征在于： 进一步具备从所述一对元件部以及所述另一对元件部的各个元件部连接到所述反射 板连接的二对腿部； 所述一对元件部、所述另一对元件部以及所述二对腿部由导电性材料一体形成。5. -种扇区天线，其中，具备： 排列多个天线而成的阵列天线，所述天线具备一对元件部和反射板，其中，所述一对 元件部分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于预先确定的点对称的位 置，具有与该点相对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，所述反射板在距所述一对元件 部预先确定的距离的位置与该一对元件部的表面相对而设置；和 天线罩，其收纳所述阵列天线。6. 根据权利要求5所述的扇区天线，其特征在于： 所述天线进一步具备另一对元件部，所述另一对元件部分别由导电材料构成，设有预 先确定的间隔而配置在相对于所述点对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘向该点变 为凸状的曲线，能够发送接收与所述一对元件部所发送接收的极化波正交的极化波。
【专利摘要】一种天线具备偶极子天线(110)和反射板(120)，偶极子天线(110)的元件部(111、112)，分别由导电材料构成，配置成相对于点(O)点对称，并且具有向点(O)变为凸状的曲线，该天线具有宽频带的频率特性。
【IPC分类】H01Q21/26, H01Q21/24, H01Q1/42, H01Q9/18, H01Q21/08, H01Q9/16, H01Q9/28
【公开号】CN104904066
【申请号】CN201480004178
【发明人】李章焕, 王琳
【申请人】日本电业工作株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年1月17日
【公告号】WO2014115653A1
【技术领域】
[0001] 本发明设及天线W及扇区天线。
【背景技术】
[0002] 在移动通信的基站用天线（基站天线）中，按每个与放射电波的方向相对应所设 定的扇区组合使用多个放射电波的扇区天线。在扇区天线中，使用将偶极子天线等天线元 件排列成阵列状的阵列天线。
[0003] 在专利文献1中记载了下述宽频带天线；一对薄片面状天线元件配设为关于一条 直线线对称，进一步，关于上述一条直线线对称且具有微小间隙而相互接近地从上述天线 元件的相互接近部位突出状地形成有一对面状供电用腿片，而且，上述各腿片为宽度尺寸 向外端方向逐渐增加的外方宽度扩大形状。
[0004] 在专利文献2中记载了下述宽频带天线装置；4个具有配设在铅垂面上的横向细 长状的大致楠圆面部和从该大致楠圆面部的水平方向长轴的一个圆弧端部向下方延伸设 置的下方宽度扩大状的供电用的腿部的天线元件，配设成W与上述一个圆弧端部接近的一 个铅垂轴屯、为中屯、的90度旋转对称状，俯视形成为十字状。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2010-98560号公报
[000引专利文献2:日本特开2012-104957号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 但是，对于天线，为了能够用1副天线来发送接收多个频率的电波，而要求其具有 宽频带的频率特性。
[0011] 本发明的目的在于提供具有宽频带的频率特性的天线等。
[0012] 用于解决课题的技术方案
[0013] 基于该目的，应用了本发明的天线具备：一对元件部，其分别由导电材料构成，设 有预先确定的间隔而配置在相对于预先确定的点对称的位置，具有与该点相对的部分的边 缘朝向该点变为凸状的曲线；和反射板，其在距一对元件部预先确定的距离的位置与一对 元件部的表面相对而设置。
[0014] 根据该构成，与天线具备无源元件的情况相比较，可得到更宽频带的频率特性，并 且能够减少构成要素的数量。
[0015] 在该样的天线中，其特征在于：进一步具备另一对元件部，所述另一对元件部分别 由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于上述点对称的位置，具有与该点相 对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，能够发送接收与一对元件部所发送接收的极化波 正交的极化波。
[0016] 根据该构成，与不具有本构成的情况相比，能够将双极化天线构成得更小型。
[0017] 另外，其特征在于：进一步具备从一对元件部的各个元件部连接到反射板连接的 一对腿部；一对兀件部与一对腿部由导电性材料一体形成。
[0018] 根据该构成，与不具有本构成的情况相比，能够减少天线的制作W及组装的工时。
[0019] 而且，其特征在于：进一步具备从一对元件部W及另一对元件部的各个元件部连 接到反射板连接的二对腿部；一对元件部、另一对元件部W及二对腿部由导电性材料一体 形成。
[0020] 根据该构成，与不具有该构成的情况相比，能够减少双极化天线的制作W及组装 的工时。
[0021] 如果从其他的观点出发，则应用了本发明的扇区天线具备；排列多个天线而成的 阵列天线，天线具备一对元件部和反射板，其中，一对元件部分别由导电材料构成，设有预 先确定的间隔而配置在相对于预先确定的点对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘向 该点变为凸状的曲线，反射板在距一对元件部预先确定的距离的位置与一对元件部的表面 相对而设置；和天线罩，其收纳阵列天线
[0022] 根据该构成，与不具有该构成的情况相比，可得到宽频带的频率特性并且能够减 少构成要素的数量。
[0023] 在该样的扇区天线中，其特征在于：天线进一步具备另一对元件部，所述另一对元 件部分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于所述点对称的位置，具有 与该点相对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，能够发送接收与所述一对元件部所发送 接收的极化波正交的极化波。
[0024] 根据该构成，与不具有该构成的情况相比，能够将双极化的扇区天线构成为更小 型。
[00幼发明效果
[0026] 根据本发明，能够提供具有宽频带的频率特性的天线等。
【附图说明】
[0027] 图1是表示适用了第1实施方式的移动通信用的基站天线的整体构成的一例的 图。
[0028] 图2是表示第1实施方式中的扇区天线的构成的一例的图。
[0029] 图3是对第1实施方式中的天线的构成进行说明的图。
[0030] 图4是对第1实施方式中的用于双极化的与图3的偶极子天线成对的偶极子天线 的构成进行说明的图。
[0031] 图5表示为了对天线的特性进行模拟而使用的模型。
[0032] 图6是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线的回波损耗 (returnloss)(地）特性的图。
[0033] 图7是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线的波束宽度的 图。
[0034] 图8是对第2实施方式中的偶极子天线的构成进行说明的俯视图。
[00巧]图9是表示第2实施方式中的天线的回波损耗（returnloss)(地）特性的图。
[0036] 图10是对第3实施方式中的偶极子天线的构成进行说明的俯视图。
[0037] 图11是对第4实施方式中的偶极子天线的构成进行说明的俯视图。
【具体实施方式】
[0038] W下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
[00測[第1实施方式]
[0040] <基站天线1 >
[0041] 图1是表示适用了第1实施方式的移动通信用的基站天线1的整体构成的一例的 图。图1(a)是基站天线1的立体图，图1(b)是对基站天线1的设置例进行说明的图。
[0042] 如图1(a)所示，基站天线1具备例如被保持于铁柱20的多个扇区天线10-1~ 10-6。而且，如图1(b)所示，基站天线1使电波到达单元（cell)2内。目P，单元2位于基站 天线1发送的电波到达的范围，基站天线1位于接收电波的范围。
[004引扇区天线10-1~10-6分别为圆筒状，圆筒的中屯、轴设置成相对于地面垂直（铅 垂）。
[0044] 如图1(b)所示，单元2具备在水平面上W角度分割开的多个扇区3-1~3-6。扇 区3-1~3-6设置为分别与基站天线1的6个扇区天线10-1~10-6相对应。目P，扇区天线 10-1~10-6的各自的输出电波的电场大的主波瓣11的方向朝向对应的扇区3-1~3-6。
[0045] 在该里，在不分别区别时，将扇区天线10-1~10-6标记为扇区天线10。另外，在 不分别区别时，将扇区3-1~3-6标记为扇区3。
[0046] 另外，在图1中作为例子所示的基站天线1具备6个扇区天线10-1~10-6W及 与它们相对应的扇区3-1~3-6。但是，扇区天线10W及扇区3也可W为6个W外的预先 确定的个数。另外，在图1(a)中，扇区3是将单元2分割成六等份（中屯、角为60° )而构 成的，但也可W不等分，也可W将任一扇区3构成得比其他扇区3或宽或窄。
[0047] 而且，扇区天线10分别连接于向扇区天线10所具备的偶极子天线（dipole antenna)(参照后述的图2中的偶极子天线110-1~110-6。在不分别区别时标记为偶极 子天线110。）传送发送信号W及接收信号的发送接收线缆31。
[0048] 发送接收线缆31连接于在基站（未图示）内设置的生成发送信号W及接收信号 的发送接收部（未图示）。发送接收线缆31例如为同轴线缆。
[0049] 另外，W下设为基站天线1发送电波而进行说明，但由于天线的可逆性，基站天线 1也能够接收电波。在接收电波的情况下，例如只要将发送信号设为接收信号并使信号的流 动相反即可。
[0050] 另外，扇区天线10也可W具备移相器，该移相器用于使发送信号的相位不同地向 扇区天线10所具备的多个偶极子天线110供给发送信号。通过使向多个偶极子天线110 供给的发送信号的相位不同，从而能够设定为；将电波（波束）的放射角度从水平面向地上 方向倾斜从而电波不会到达单元2外。
[005U<扇区天线10> [005引图2是表示第1实施方式中的扇区天线10的构成的一例的图。在图2中，将扇区 天线10横置，通过从横向侧方观察的立体图表示。
[0053] 扇区天线10具备；阵列天线100,其具备反射板120和排列在反射板120上的多 个（在该里作为例子为6个）偶极子天线110-1~110-6 ;和天线罩500,其W包入方式收 纳阵列天线100。在图2中，通过虚线表示天线罩500,使得在天线罩500内部设置的阵列 天线100可见。
[0054] 奇数编号的偶极子天线110-1、110-3、110-5具备长径方向分别从铅垂方向偏移 了 45°的楠圆形状的一对元件部llla、112a。而且，发送接收从铅垂方向偏移了 45°的极 化波。另外，元件部llla、112a配置于相对于点0点对称的位置。
[00巧]偶数编号的偶极子天线110-2、110-4、110-6具备长径方向分别从铅垂方向偏移 了-45°的楠圆形状的另一对元件部11化、112b。而且，发送接收从铅垂方向偏移了-45° 的极化波。元件部mb、11化也配置于相当于点0点对称的位置。
[0056] 而且，偶极子天线110-1与偶极子天线110-2组合而构成一对，使得偶极子天线 110-1的元件部Ilia、112a配置成点对称的点0与偶极子天线110-2的元件部11化、112b 配置成点对称的点0共用。进一步，与偶极子天线110-5与偶极子天线110-6同样地，偶极 子天线110-3与偶极子天线110-4组合而构成一对。
[0057] 该样一来，扇区天线10成为能够发送接收±45°的极化波的双极化。
[005引另外，在不分别区别时，将元件部llla、mb标记为元件部111，在不分别区别时， 将元件部112a、11化标记为元件部112。
[0059] 该些偶极子天线110-1~110~6分别独立工作。由此，W下，将偶极子天线 110-1~110-6中的一个取出并作为偶极子天线110进行说明。
[0060] 另外，在图2中，设为发送接收±45°的极化波，但通过使偶极子天线110围绕点 0旋转45°，能够发送接收水平W及垂直的极化波。
[0061] 反射板120反射偶极子天线110发送的电波，并且保持偶极子天线110。在图2 中，在反射板120上W间隔化配置有分别由2个偶极子天线110构成的3对偶极子天线， 并构成阵列（阵列天线100)。
[006引在反射板120,偶极子天线110的元件部111、112相对的正面反射部120a为平坦 的。反射板120的与偶极子天线110的阵列方向交叉的方向的两端部，成为向偶极子天线 110侧折弯的侧面反射部12化。该折弯的侧面反射部12化设定阵列天线100的波束宽度。 [006引另外，在图2中，侧面反射部12化向偶极子天线110侧折弯，但也可W向与偶极子 天线110侧相反的一侧折弯。另外，在图2中，侧面反射部12化在反射板120的各个端部 分别设有1个，但也可W设有多个。
[0064] 侧面反射部12化设定阵列天线100的波束宽度，所W设定为能够得到预先确定的 波束宽度即可。
[006引反射板120由导体例如侣、铜等构成。
[0066] 在图2中，反射板120设置成为6个偶极子天线110-1~110-6所共用，但也可W 考虑按每个偶极子天线110或者按成对的每2个偶极子天线110来分别设置。
[0067] 在该里，包含偶极子天线110和与其相对应的反射板120而标记为天线130。在成 对的2个偶极子天线110的情况下，包含成对的2个偶极子天线110和与其相对应的反射 板120也标记为天线130。
[0068] 天线罩500具备；圆筒501 ;覆盖圆筒501的上侧端部的上盖502 ;和覆盖圆筒501 的下侧端部的下盖503。而且，天线罩500将阵列天线100置于内部。
[0069] 而且，在天线罩500的下盖503设有连接器（未图示），连接有向阵列天线100的 偶极子天线110传送发送信号W及接收信号的发送接收线缆31。另外，在图2中，省略了发 送接收线缆31与偶极子天线110的连接的标记。
[0070] 天线罩500由例如FRP(fiberreinforcedplastics,纤维增强塑料）等绝缘性树 脂构成。
[0071] 另外，图2所示的扇区天线10的阵列天线100由6个偶极子天线110构成，但偶 极子天线110的个数并不限定于6个，只要是预先确定的个数即可。
[007引另外，图2所示的扇区天线10由具备6个偶极子天线110的1个阵列天线100构 成，但也可W通过并排多个阵列天线100来构成。
[0073] 进一步，在图2中，覆盖阵列天线100等的天线罩500设为具备上盖502与下盖 503的圆筒501，但也可W是截面为方形的筒，截面的方形的一边也可W为圆弧状。
[0074] <天线130的构成>
[0075] 图3是对第1实施方式中的天线130的构成进行说明的图。图3(a)为俯视图，图 3(b)为图3(a)的IIIB-IIIB线上的剖视图。
[0076] 天线130具备偶极子天线110与反射板120。
[0077] 偶极子天线110具备；元件部111、112 ;从元件部111、112分别延伸出的一对腿部 113、114 ;和固定腿部113、114的座部115。另外，也可W不具备座部115。
[007引如图3(a)所示，偶极子天线110的元件部111、112分别为具有短径L1与长径L2 的楠圆状的边缘所包围的由导电性材料构成的构件。而且，元件部111与元件部112配置 成相对于点0点对称，并且夹着间隔D相对使得各自的长径L2在一条直线上并排。
[0079] 而且，如图3(b)所示，在元件部111上，在点0侧设有圆形的开口，与开口相连而 连接有圆筒状的腿部113。另一方面，对于元件部112,也在点0侧设有圆形的开口，与开口 相连而连接有圆筒状的腿部114。另外，在元件部112也可W不设置开口，腿部114也可W 为圆柱状。
[0080] 腿部113、114连接于表面形状为圆形的座部115。另外，在座部115,与圆筒状的 腿部113相对地设有开口。目P，从元件部111的开口到座部115的开口，成为圆筒状的中空 部。
[0081] 在第1实施方式中，元件部111、112、腿部113、114、座部115由导电性材料构成为 一体。另外，兀件部111、112、腿部113、114、座部115分别独立或者一部分构成为一体，也 可W通过螺栓等组装。
[0082] 元件部111、112、腿部113、114、座部115例如由铜、侣等金属或者含它们的合金构 成。
[008引座部115通过未图示的螺钉等固定于反射板120的正面反射部120a。而且，偶极 子天线110的元件部111、112的表面构成为与反射板120的正面反射部120a平行。
[0084] 另外，从反射板120的偶极子天线110侧的表面到元件部的厚度方向的 中央，为高度H。
[0085] 在从元件部111的开口延续到座部115的开口为止的圆筒状的中空部中，埋入有 在中屯、具备导体116的绝缘体117。另外，绝缘体117可W埋入整个中空部，或者也可W埋 入部分中空部。
[0086] 而且，元件部111侧的导体116的端部，被折弯90。并连接于元件部112的点0接 近的端部（箭头A的部分）。另外，连接通过例如软纤焊等来进行。
[0087] 而且，导体116的座部115侧的端部穿过设置于反射板120的开口，与发送接收线 缆31的内部导体连接。另外，反射板120连接于发送接收线缆31的外部导体。
[008引导体116为圆截面的导线即可，但为了折弯90°，也可朗尋金属板切成L字形而构 成。导体116例如由铜、侣等金属或者含它们的合金构成。
[0089] 另外，绝缘体117例如由高频特性优异的聚四氣己締等构成。
[0090] 另外，优选，预先将元件部112的点0侧的端部（箭头B的部分）切下，使得折弯 了 90°的导体116不与元件部112相接。
[0091] 该偶极子天线110,例如元件部111、112的短径L1为21mm，长径L2为30mm，元件 部的间隔D为12mm。从元件部的厚度方向的中屯、到反射板120的高度H 为 38. 5mm。
[0092] 该高度H设定为将阵列天线100的 中屯、频率fc设为2GHz的情况下的约1/4波长。 由此，在从元件部111U12观察的情况下，在座部115处元件部111与元件部112短路，但 电流不流动。目P，该偶极子天线110为短路类型的偶极子天线。
[0093] 另外，腿部113、114设为圆筒状或者圆柱状，但外侧的形状也可W不是圆筒状或 者圆柱状，也可W是棱柱状。
[0094] 腿部113、114的形状，只要是在通过模铸等方法对元件部111、112、腿部113、114、 座部115进行一体成型的情况下容易成型的形状即可。
[0095] 而且，在腿部113,只要设有从元件部111到座部115的圆筒状的中空部即可。
[0096] 另外，在将2个偶极子天线110作为一对而设为双极化的情况下，只要将座部115 构成为共用的即可。通过构成为一体，从而能够一下子生产偶极子天线110,量产性优异。 另外，在将2个偶极子天线110作为一对的情况下，各个偶极子天线110分别具备一对腿部 113、114,所W将二对腿部113、114构成为一体。
[0097] 但是，如果将2个图3所示的偶极子天线110组合为一化则导体116会彼此接触。 [009引图4是对第1实施方式中的用于双极化的与图3的偶极子天线110成对的偶极子 天线110的构成进行说明的图。图4(a)为俯视图，图4(b)为图4(a)的IVB-IVB线上的 剖视图。
[009引在图4中，表示在将图3的偶极子天线110设为元件部Ilia、112a的情况下、设为 元件部11化、112b的偶极子天线110(参照图2)。由此，将同样的部分的说明省略，对不同 的部分进行说明。
[0100] 在图4的偶极子天线110中，点0侧的箭头A'的部分化及箭头B'的部分被切下 得比图3的偶极子天线110的情况更深，使得图4所示的偶极子天线110的导体116不与 图3的偶极子天线110的导体116接触。该样一来，2个偶极子天线110的各自的导体116 在空中立体地交叉，得W抑制接触。
[0101] 另外，在该偶极子天线110中，在箭头A'的部分，元件部11化与导体116相连接。 连接通过例如软纤焊等来进行。
[0102] 如上所述，偶极子天线110也可W不具备座部115。在该情况下，只要将腿部113、 114加长与座部115的厚度相当的长度量即可。而且，只要将腿部113、114固定于反射板 120的正面反射部120a即可。
[0103] 另外，在设置了座部115的情况下，能够通过用螺钉等将座部115与反射板120固 定从而将偶极子天线110与反射板120固定，所W阵列天线100的组装变得容易。
[0104] 另外，在W上的说明中，设为元件部的表面相对于反射板120的正面反射 部120a平行而进行了说明，但也可W不平行。例如，也可W使元件部111、112的接近点0 一侧比远离点0 -侧接近反射板120的正面反射部120a。另外，相反也可W使得远离。
[0105] 目P，元件部111与元件部112也可W相对于将点0与把点0向反射板120的正面 反射部120a垂直地投影出的点0'连结的轴00'对称。
[0106] 进一步，轴00'也可W不与反射板120的正面反射部120a垂直，也可W倾斜。
[0107] <天线130的特性>
[0108] 图5表示为了对天线130的特性进行模拟而使用的模型。使用6个偶极子天线 110-1~110-6,奇数编号与偶数编号分别正对而设为双极化。
[0109] 而且，向偶极子天线110-3与偶极子天线110-4的对供给用于发送电波的发送信 号。不向偶极子天线110-1U10-2化及偶极子天线110-5U10-6供给发送信号，因此将它 们设为冗余的（dummy)。
[0110] 图6是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线130的回波损 耗（returnloss)(地）特性的图。天线130的偶极子天线110,元件部111、112的短径L1 为21mm，长径L2为30mm，元件部111、112的间隔D为12mm。从元件部111、112的厚度方向 的中屯、到反射板120的高度H为38. 5mm。
[0111] 回波损耗变为-10地W下（VSWR《2)的频率范围，其下限频率化为1.6GHz，上限 频率巧为3GHz。相对带宽为61%。
[0112] 在使用元件部111U12为椿状的偶极子天线的天线中，相对带宽约为25%。即使 对该偶极子天线附加无源元件W宽频带化，相对带宽仍约为40%。
[0113] 由此，第1实施方式的天线130,与使用具有附加有无源元件的椿状的元件部111、 112的偶极子天线110的天线相比，进一步变为宽频带。
[0114] 另外，第1实施方式的天线130,与使用了附加无源元件的复杂构成的偶极子天线 110的天线相比，构成要素少、制作容易。
[0115] 图7是表示通过图5所示的模拟模型求出的第1实施方式中的天线130的波束宽 度的图。在该里，表示频率f为2GHz的情况。如图7所示，波束宽度为65°。
[0116] 如上所述，波束宽度能够通过侧面反射部12化设定。由此，通过调整反射板的120 的横向宽度、侧面反射部12化的形状、数量等，能够调整波束宽度。
[0117] 表1表示通过模拟求出的、使图3所示的元件部的短径L1变化的情况下 的天线130的输入阻抗（Q)。
[0118] 在该模拟中，使作为供电线路的发送接收线缆31的阻抗变化，并且相配合地使在 图3所示的腿部113的中空部设置的由导体116和绝缘体117构成的部分的阻抗变化，将 回波损耗-10地W下的相对带宽变得最宽的阻抗设为天线130的输入阻抗。目P，在从供电 线路到偶极子天线110的元件部11K112的路径中设定为阻抗相匹配。
[0119] 在该里，长径L2为30mm，元件部111、112的间隔D为12mm，从元件部111、112的 厚度方向的中屯、到反射板120的高度H为38. 5mm。
[0120] [表U
[0121] 天线的输入阻抗
[0122]
阳12引 如表1所示，短径L1越大则天线130的输入阻抗越小，例如在短径L1为21mm时为 100Q。相反，短径L1越小则天线130的输入阻抗越大，例如在短径L1为15mm时为175Q。
[0124] 目P，在第1实施方式中，能够通过楠圆形的元件部的短径L1来设定天线 130的输入阻抗。
[0125] 在使用元件部为椿状的偶极子天线的天线中，即使改变了椿的宽度也不 能如第1实施方式的天线130那样使阻抗变化。
[0126] 表2表示通过模拟求出的、使从图3所示的元件部的厚度方向的中屯、到 反射板120的高度H变化的情况下的天线130的输入阻抗（Q)。
[0127] 在该模拟中，也使作为供电线路的发送接收线缆31的阻抗变化，并且相配合地使 在图3所示的腿部113的中空部设置的由导体116和绝缘体117构成的部分的阻抗变化， 将回波损耗-10地W下的相对带宽变得最宽的阻抗设为天线130的输入阻抗。目P，在从供 电线路到偶极子天线110的元件部11K112的路径中设定为阻抗相匹配。
[012引 在该里，短径L1为21mm，长径L2为30mm，元件部111、112的间隔D为10mm。
[0129] [表引
[0130] 天线的输入阻抗
[0131]
[0132] 如表2所示，从元件部的厚度方向的中屯、到反射板120的高度H越小则 天线130的输入阻抗越大，例如在高度H为32. 5mm时为150Q。相反，高度H越小则天线 130的输入阻抗越大，例如在高度H为42. 5mm时为75Q。
[0133] 即，在第1实施方式中，使从元件部111、112的厚度方向的中屯、到反射板120的高 度H变化，也能够设定天线130的输入阻抗。
[0134] 进一步，使元件部111、112的长径12、元件部111、112的间隔D变化，也能够设定 天线130的输入阻抗。
[0135] 如图6所示，在第1实施方式的天线130中，可见2个共振频率。低频率侧的共振 频率处于1. 8GHz附近。另外，高频率侧的共振频率处于2. 6GHz附近。
[0136] 而且，根据改变了元件部的形状后的数据可知，低频率侧的共振频率具 有依存于偶极子天线110的元件部1 1U112的外边缘长度的倾向，高频率侧的共振频率具 有依存于偶极子天线110的元件部11U112的短径L1的倾向。
[0137] 由此，通过使元件部111、112的外边缘长度W及短径L1变化，能够设定变为预先 确定的回波损耗W下的频率范围。
[0138] 另外，如果将元件部的外边缘长度W及短径L1设为相同，则即使不是楠 圆形状，也能够设为使用了同样地设定了变为回波损耗W下的频率范围的偶极子天线110 的天线130。
[0139] [第2实施方式]
[0140] 在第1实施方式中，天线130中的偶极子天线110的元件部111、112的形状为楠 圆形。在第2实施方式中，将天线130中的偶极子天线110的元件部的形状设为 5边形连接为半楠圆形所成的形状。
[0141] 其他构成与第1实施方式相同，所W将相同部分的说明省略，对作为不同部分的 偶极子天线110的构成进行说明。
[0142] <偶极子天线110的构成>
[0143] 图8是对第2实施方式中的偶极子天线110的构成进行说明的俯视图。
[0144] 在图8的偶极子天线110中，元件部111化及元件部112的外边缘，在接近点0的 部分（通过虚线表示边界）为楠圆形状，在从点0离开的部分为一个顶点向从点0离开的 方向突出的五边形状。
[0145] 即使偶极子天线110为该样的形状，天线130仍为宽频带的特性。
[0146] 图9是表示第2实施方式中的天线130的回波损耗（returnloss)(地）特性的图。 对于使用图8所示的偶极子天线110而构成的天线130,该特性是通过第1实施方式的图5 所示的模拟模型求出的。
[0147] 回波损耗变为-10地W下（VSWR《2)的频率范围，其下限频率化为1. 6GHz，其上 限频率巧（未图示）为3GHzW上。变为比图7所示的第1实施方式中的天线130宽的宽 频带。
[0148] [第3实施方式]
[0149] 在第3实施方式中，与第2实施方式同样地，使第1实施方式的天线130中的偶极 子天线110的元件部11U112的形状变化了。
[0150] 其他构成与第1实施方式相同，所W将相同部分的说明省略，对作为不同部分的 偶极子天线110的构成进行说明。
[0151] <偶极子天线110的构成>
[0152] 图10是对第3实施方式中的偶极子天线110的构成进行说明的俯视图。
[0153] 在图10的偶极子天线110中，元件部111W及元件部112的外边缘，在接近点0 的部分（用虚线表示边界）为楠圆形状，在从点0离开的部分为一个顶点向从点0离开的 方向突出的S角形状。
[0154] 即使偶极子天线110为该样的形状，天线130仍为宽频带的特性。
[0155] [第4实施方式]
[0156] 在第4实施方式中，与第2实施方式、第3实施方式同样地，使第1实施方式的天 线130中的偶极子天线110的元件部的形状变化了。
[0157] 其他构成与第1实施方式相同，所W将相同部分的说明省略，对作为不同部分的 偶极子天线110的构成进行说明。
[015引 <偶极子天线110的构成>
[0159] 图11是对第4实施方式中的偶极子天线110的构成进行说明的俯视图。
[0160] 在图11的偶极子天线110中，元件部111W及元件部112的外边缘，在接近点0 的部分（用虚线表示边界）为楠圆形状，在从点0离开的部分为向从点0离开的方向突出 的四边形状。
[0161] 即使偶极子天线110为该样的形状，天线130仍为宽频带的特性。
[0162] 如从第1实施方式到第4实施方式中说明了的那样，偶极子天线110的元件部111 W及元件部112由导电性材料构成，其外边缘设为包含楠圆等曲线的形状，由此可得到变 为预先确定的回波损耗W下的频率范围较宽的天线130。
[0163] 特别是，通过将偶极子天线110的接近点对称地配置元件部111与元件部112的 点0的部分设为向点0变为凸状的楠圆形状等曲线，从而在将发送接收与该偶极子天线110 所发送接收的电波的极化波正交的极化波的成对的偶极子天线110设为共用点0成为一对 而双极化的情况下，成对的2个偶极子天线110不会互相重合、能够容易地进行组合。
[0164] 另外，如上所述，通过使元件部111、112的外边缘长度W及短径L1变化，能够设定 变为预先确定的回波损耗W下的频率范围，所W能够选择而使用元件部11K112的平面形 状。由此，在将2个偶极子天线110成对地设为双极化的情况下，容易设定为相互不重叠的 形状。
[0165] 另外，在第1实施方式到第4实施方式中，偶极子天线110中的元件部111、112、腿 部113、114、座部115由金属等导电性材料一体或者个别地构成。但是，也可W由粘贴于元 件部111、112的绝缘性基板的金属巧等构成。在该情况下，由金属的椿构成腿部113、114、 将由金属巧等构成的元件部111、112与反射板120的正面反射部120a连接即可。而且，只 要通过同轴线缆等向元件部112供给（供电）用于发送电波的信号即可。
[0166] 附图标记说明
[0167] 1…基站天线，2…单兀，3、3-1~3-6…扇区，10、1〇-1~1〇-6…扇区天线，11… 主波瓣，20…铁柱，31…发送接收线缆，100…阵列天线，110、110-1~110-6…偶极子天 线，111、Ilia、11化、112、112a、11化…元件部，113、114…腿部，115…座部，120…反射板， 120a…正面反射部，120b…侧面反射部，130…天线，500…天线罩。
【主权项】
1. 一种天线，其中，具备： 一对元件部，其分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于预先确定 的点对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘朝向该点变为凸状的曲线；和 反射板，其在距所述一对元件部预先确定的距离的位置与该一对元件部的表面相对而 设置。2. 根据权利要求1所示的天线，其特征在于： 进一步具备另一对元件部， 所述另一对元件部分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于所述点 对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，能够发送接收与所述 一对元件部所发送接收的极化波正交的极化波。3. 根据权利要求1所述的天线，其特征在于： 进一步具备从所述一对元件部的各个的元件部连接到所述反射板连接的一对腿部； 所述一对元件部与所述一对腿部由导电性材料一体形成。4. 根据权利要求2所述的天线，其特征在于： 进一步具备从所述一对元件部以及所述另一对元件部的各个元件部连接到所述反射 板连接的二对腿部； 所述一对元件部、所述另一对元件部以及所述二对腿部由导电性材料一体形成。5. -种扇区天线，其中，具备： 排列多个天线而成的阵列天线，所述天线具备一对元件部和反射板，其中，所述一对 元件部分别由导电材料构成，设有预先确定的间隔而配置在相对于预先确定的点对称的位 置，具有与该点相对的部分的边缘向该点变为凸状的曲线，所述反射板在距所述一对元件 部预先确定的距离的位置与该一对元件部的表面相对而设置；和 天线罩，其收纳所述阵列天线。6. 根据权利要求5所述的扇区天线，其特征在于： 所述天线进一步具备另一对元件部，所述另一对元件部分别由导电材料构成，设有预 先确定的间隔而配置在相对于所述点对称的位置，具有与该点相对的部分的边缘向该点变 为凸状的曲线，能够发送接收与所述一对元件部所发送接收的极化波正交的极化波。
【专利摘要】一种天线具备偶极子天线(110)和反射板(120)，偶极子天线(110)的元件部(111、112)，分别由导电材料构成，配置成相对于点(O)点对称，并且具有向点(O)变为凸状的曲线，该天线具有宽频带的频率特性。
【IPC分类】H01Q21/26, H01Q21/24, H01Q1/42, H01Q9/18, H01Q21/08, H01Q9/16, H01Q9/28
【公开号】CN104904066
【申请号】CN201480004178
【发明人】李章焕, 王琳
【申请人】日本电业工作株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年1月17日
【公告号】WO2014115653A1
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