專利名稱：同軸串饋印刷陣子天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及天線技術(shù)，具體地說是一種同軸串饋印刷振子天線。
背景技術(shù)：
當前國內(nèi)外廣泛使用的全向天線，基本上為同軸串饋套筒振子天線和串饋微帶天線。采用同軸串饋套筒振子天線，其振子長度及振子間距的一致性不易保證，從而導致天線的一致性較差，增加了調(diào)試的負擔，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量；而且天線在運輸、安裝過程中或因風、雨、雪等外界因素的影響容易發(fā)生電纜或振子的位置扭曲，導致天線性能下降。同時隨著銅價的攀升，以銅作為振子原料的同軸串饋套筒振子的成本也在不斷增加。對于串饋微帶天線來說，其一致性雖好，但原材料存在很大問題。如果采用成本較低的環(huán)氧板，其傳輸損耗很大，嚴重地降低輻射功率，若采用其它的損耗材料如陶瓷、聚四氟乙烯等，其價格昂貴，成本高，因此目前也很少采用。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述串饋基站全向天線的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，一致性和穩(wěn)定性良好，低成本低損耗，且具有良好電性能的同軸串饋印刷振子天線。
本實用新型的技術(shù)方案是采用同軸串饋饋電和印刷振子相結(jié)合的同軸串饋印刷陣子結(jié)構(gòu)的全向天線，并設(shè)計了全新的電纜過渡結(jié)構(gòu)。整個天線包括串饋振子陣列、電纜過渡結(jié)構(gòu)、同軸饋電電纜，串饋振子陣列通過電纜過渡結(jié)構(gòu)與同軸饋電電纜連接為一體，其中串饋振子陣列由數(shù)個印刷振子單元與同軸線相連接構(gòu)成，過渡結(jié)構(gòu)上安裝有匹配支節(jié)，實現(xiàn)天線輸入阻抗匹配與直流接地。印刷振子單元的數(shù)目根據(jù)增益的要求確定，一般取2～10，每個印刷振子單元分為前、后兩個輻射振子，兩個輻射振子的縫隙寬度在工程上一般取0.5～2毫米。同軸線的外導體按照前、后輻射振子之間的縫隙數(shù)目分為多個支節(jié)，各支節(jié)在縫隙處分別與對應的前、后輻射振子相連接。同軸線外導體各支節(jié)的長度決定了各印刷振子單元的間距和天線的水平輻射、下傾角或波束賦形，如下傾角為零度時，其長度為一個波長。
本實用新型采用同軸線作為傳輸線，傳輸損耗很?。徊捎贸杀镜?、輻射性能良好、且具有良好的一致性的印刷振子作為輻射單元，印刷振子附制在僅起支撐作用、對天線輻射影響很小的環(huán)氧介質(zhì)板上，這就保證了天線的良好電性能和一致性，有效地降低了成本，提高了天線的性能(具有更高的增益和更好的不圓度)。尤其是在波束下傾和波束賦形時，其具有精度高、易實現(xiàn)的特點。在電纜過渡結(jié)構(gòu)上采用了前后壓接技術(shù)，使得過渡裝置的制作工藝更加簡單，去掉了原工藝的前后打孔，克服了原來電流不連續(xù)的缺點，明顯的降低了生產(chǎn)成本。同時采用匹配支節(jié)代替短路支節(jié)，有效地降低了駐波調(diào)整的難度，而同時又實現(xiàn)了匹配和直流接地的功能，這樣既節(jié)約了人工成本，又提高了產(chǎn)品的一致性。因而本實用新型明顯地克服了上述串饋基站天線的不足，在小靈通(PHS)、全球通(GSM)、和碼分多址(CDMA)等基站中具有廣闊應用的前景。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖圖2是本實用新型的電纜過渡結(jié)構(gòu)圖圖3是本實用新型的電纜過渡結(jié)構(gòu)的鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)圖圖4是本實用新型的E面實測方向圖圖5是本實用新型的H面實測方向圖圖6是本實用新型的駐波(VSWR)實測曲線圖具體實施方式
參照圖1，本實用新型是由串饋振子陣列1、電纜過渡結(jié)構(gòu)2以及同軸饋電電纜13和外護管7組成。串饋振子陣列1由同軸線外導體3、14、15和內(nèi)導體6，環(huán)氧介質(zhì)板4，印刷振子單元5、16、17、18組成。其中同軸線外導體3、14、15分別叫外導體第1、第2、第N個支節(jié)；印刷振子單元5、16、17和18分別叫第1、第2、第N-1(N為印刷振子單元的總數(shù))和第N個印刷振子單元，每個印刷振子單元又分為前輻射振子如19、21、23和后輻射振子如20、22、24，印刷振子單元的數(shù)目N與增益的要求有關(guān)，一般N取2～10。同軸線內(nèi)導體6前端與電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的電纜內(nèi)導體10連接，后端和第N個(即最后一個)印刷振子單元18的后輻射振子24連接。外導體第1支節(jié)3前端與電纜過渡結(jié)構(gòu)的電纜外導體9連接，后端與第1個印刷振子單元5的前輻射振子19連接；同樣外導體第2支節(jié)14的前端和第1個印刷振子單元5的后輻射振子20連接，后端和第2個印刷振子單元16的前輻射振子21連接；以此類推，直到外導體第N個支節(jié)15的前端與第N-1個印刷振子單元17的后輻射振子22連接，后端與第N個印刷振子單元18的前輻射振子23連接。同軸線外導體按照前、后輻射振子之間縫隙的位置將其分為N個支節(jié)，(支節(jié)N的數(shù)目與印刷振子單元的數(shù)目相同)，外導體各支節(jié)的長度決定了各印刷振子單元的間距，也就是決定了天線下傾的角度，例如當下傾角為零度時，其長度為一個波長。因此控制外導體支節(jié)的長度可以控制各印刷振子單元饋電電流的相位，從而保證天線的水平輻射、下傾或賦形的要求。此外，構(gòu)成每個印刷振子單元的兩個前、后輻射振子間需保持一定的縫隙，以保證耦合電流的激勵，縫隙寬度和介質(zhì)板的厚度以及下傾角度相關(guān)，在工程上一般取0.5～2毫米。
參照圖2，本實用新型的電纜過渡是由鎖緊裝置27，管固定夾28組成。管固定夾28包括電纜過渡結(jié)構(gòu)中的電纜外導體9，電纜內(nèi)導體10，匹配支節(jié)11，前套管25，導電嵌件26，絕緣架29和后套管12。串饋振子陣列1中的同軸線外導體第1支節(jié)3卡在電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的后套管12里并和電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的電纜外導體9連接在一起，調(diào)試后將后套管12熱縮，于是串饋振子陣列1和電纜過渡結(jié)構(gòu)2穩(wěn)固地連接在一起。參照圖1和圖2，匹配支節(jié)11的外導體和電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的電纜外導體9并列地連接在一起，匹配支接11的內(nèi)導體前端和電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的電纜外導體9連接在一起，后端和串饋振子陣列1的同軸線內(nèi)導體6的前端及電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的電纜內(nèi)導體10連接在一起。這樣通過調(diào)整匹配支節(jié)的長度就可以有效地調(diào)整駐波，實現(xiàn)阻抗匹配。匹配支節(jié)11的內(nèi)導體與電纜過渡結(jié)構(gòu)2中的電纜外導體9連接就同時實現(xiàn)了直流接地功能。
參照圖3，本實用新型電纜過渡結(jié)構(gòu)2的鎖緊裝置27由前端壓接套31，熱縮套管32和后端壓接套33組成。同軸饋電電纜13的外皮剝開后裸露的屏蔽線34和電纜過渡結(jié)構(gòu)2的電纜外導體9在后端壓接套33內(nèi)壓接在一起，調(diào)試合格后點厭氧膠。同軸饋電電纜13從外護管7出來后在鎖緊裝置27前端壓接套31內(nèi)壓接，使得同軸饋電電纜13與鎖緊裝置27穩(wěn)固連接。
參照圖4和圖5，它們分別為本實用新型天線主瓣下傾10°，中心頻率為1.9GHz的H面和E面歸一化方向圖。它包含8個(N＝8)印刷振子單元，增益達9.4dBi，其不圓度為1.7dB。而且在整個頻帶內(nèi)(1.88～1.92GHz)，天線增益為8.5～9.5dBi，不圓度＜1.9dB，說明天線的全向輻射性能良好。相對于同軸套筒振子天線，在相同單元條件下，其增益有所增加，而且不圓度更好。
參照圖6，它是本實用新型的駐波(VSWR)實測曲線圖，天線的駐波(VSWR)最高處(頻率為1.895GHz)僅為1.128，而且駐波調(diào)試一次成品率達95％以上，表明天線的匹配良好。
權(quán)利要求1.一種同軸串饋印刷振子天線，包括串饋振子陣列(1)、電纜過渡結(jié)構(gòu)(2)、同軸饋電電纜(13)，串饋振子陣列通過電纜過渡結(jié)構(gòu)與同軸饋電電纜連接為一體，其特征在于串饋振子陣列(1)由數(shù)個印刷振子單元與同軸線相連接構(gòu)成，過渡結(jié)構(gòu)(2)上安裝有匹配支節(jié)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸串饋印刷振子天線，其特征在于每個印刷振子單元分為前、后輻射振子，同軸線的外導體按照前、后輻射振子之間的縫隙分為多個支節(jié)，各支節(jié)在縫隙處分別與對應的前、后輻射振子相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸串饋印刷振子天線，其特征在于同軸線外導體第一支節(jié)(3)的前端與電纜過渡結(jié)構(gòu)(2)中的電纜外導體(9)連接，后端與第一個印刷振子單元(5)的前輻射振子(19)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸串饋印刷振子天線，其特征在于同軸線內(nèi)導體(6)的前端與電纜過渡結(jié)構(gòu)(2)的電纜內(nèi)導體(10)連接，后端與最后一個印刷振子單元(18)的后輻射振子(24)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸串饋印刷振子天線，其特征在于過渡結(jié)構(gòu)(2)與同軸饋電電纜(13)通過壓接連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸串饋印刷振子天線，其特征在于匹配支節(jié)(11)的外導體及內(nèi)導體的一端與電纜過渡結(jié)構(gòu)中的電纜外導體(9)連接在一起，匹配支節(jié)(11)內(nèi)導體的另一端與同軸電纜的內(nèi)導體(6)、電纜過渡結(jié)構(gòu)中的電纜內(nèi)導體(10)三者連接在一起。
專利摘要本實用新型提供了一種同軸串饋印刷振子天線。它包括串饋振子陣列1、電纜過渡結(jié)構(gòu)2和同軸饋電電纜13。串饋振子陣列通過電纜過渡結(jié)構(gòu)與同軸饋電電纜連接為一體。串饋振子陣列由數(shù)個印刷振子單元與同軸線相連接構(gòu)成，每個印刷振子單元又分為前、后輻射振子，同軸線的外導體按照前、后輻射振子之間的縫隙分為多個支節(jié)。電纜過渡結(jié)構(gòu)采用了前后壓接技術(shù)，使得制作工藝簡單，成本低廉，保證了天線各部分連接的可靠性，減少了工作量。在電纜過渡結(jié)構(gòu)中專門設(shè)計的匹配支節(jié)，既實現(xiàn)了駐波的良好性能又具備了直流接地功能。該天線具有高增益、低成本、結(jié)構(gòu)簡單、良好的電性能及一致性和穩(wěn)定性等特點，可應用于各類基站及其它方面。
文檔編號H01Q1/38GK2701095SQ20042004196
公開日2005年5月18日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者楊云罡, 高峰, 蘆永超, 呂新輝, 馬另寧, 蘇學偉 申請人:西安海天天線科技股份有限公司