專利名稱：一種共軸雙頻雙極化基站天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種共軸雙頻雙^l化基站天線
本實(shí)用新型屬于移動(dòng)通信基站天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種共軸雙頻雙極 化基站天線。 [背景技術(shù)]
隨著無線通信市場的迅猛發(fā)展，提出了兩種工作于不同頻段的無線通信制 式共用天線的需求，從而產(chǎn)生了雙頻雙極化天線的設(shè)計(jì)。和傳統(tǒng)單頻天線相比， 雙頻雙極化天線具有減少天線數(shù)量、節(jié)省基建投資、對(duì)站址要求低等優(yōu)點(diǎn)，故 得到了廣泛的應(yīng)用。雙頻基站天線可通過共用輻射單元實(shí)現(xiàn)，但為了實(shí)現(xiàn)獨(dú)立
的下傾角設(shè)計(jì)， 一般要求每個(gè)頻段間采用獨(dú)立的饋電網(wǎng)絡(luò)；此時(shí)若采用共用輻 射單元，則需要在每個(gè)輻射單元設(shè)置濾波及功分器件，不僅使天線的成本增加， 而且還增加天線損耗，從而降低輻射效率。因此，采用獨(dú)立輻射振子及獨(dú)立饋 電網(wǎng)絡(luò)，即兩頻l史間為獨(dú)立陣列，成為了雙頻雙極化天線設(shè)計(jì)的主流方案。 現(xiàn)有以下兩種技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)獨(dú)立陣列
一是采用并排的陣列方式，如中國專利號(hào)ZL 200520125370. 4以及中國專 利號(hào)ZL 200720121185. 7所披露的方案，高頻輻射單元陣列與低頻輻射單元陣 列并排布局，此種設(shè)計(jì)的水平面方向圖存在固有的不對(duì)稱性，難以糾正，而且 天線尺寸偏大；
另 一 種則為本實(shí)用新型釆用的共軸設(shè)計(jì)，如中國專利號(hào)ZL 200620005795. 6所纟皮露的方案，即將高頻輻射單元和低頻輻射單元上下疊置， 這樣的設(shè)計(jì)存在以下問題首先相鄰的高頻振子不在同一高度，使陣列的副瓣 難以抑制；其次異頻隔離度往往不佳；最后是天線厚度一it殳較大。中國專利號(hào)ZL 200720058937. X披露了另外一種高低頻間相互鑲嵌的共軸設(shè)計(jì)，所披露的 低頻輻射單元也是采用四個(gè)偶極子組成菱形陣列，但四個(gè)偶極子的傾斜角度與 本實(shí)用新型所采用的角度剛好相反，前者的四個(gè)偶極子分別向菱形的幾何中心 的反方向傾斜，高頻振子鑲嵌到低頻振子圓弧的中心。該設(shè)計(jì)的最大好處是降 低了低頻輻射單元一體化設(shè)計(jì)的成本，但由于低頻輻射單元的支撐部分十分靠 近高頻輻射單元，使高低單元間產(chǎn)生顯著的互耦作用，而且由于低頻輻射單元 的底座較小，無法像本實(shí)用新型一樣加入金屬圈調(diào)節(jié)半功率角，故總體電性能 偏差。
本實(shí)用新型正是基于上述背景，提出一種共軸布局的新型緊湊型基站天 線，能有效克服上述設(shè)計(jì)的不足。 [實(shí)用新型內(nèi)容]
本實(shí)用新型的目的在于提供一種共軸布局的雙頻雙極化基站天線，通過 共軸和更合理的布局等設(shè)計(jì)，解決現(xiàn)有技術(shù)普遍存在的方向圖偏移且難以糾 正，天線尺寸較寬，陣列副瓣難以抑制，異頻隔離度不夠，天線厚度較大等缺 陷，實(shí)現(xiàn)一種水平面方向圖無偏移、結(jié)構(gòu)緊湊以及總體電性能指標(biāo)優(yōu)越的雙頻 雙極化基站天線。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是 一種共軸雙頻雙極化基站天線，包括低頻輻射單元陣列、高頻輻射單元 陣列和反射板，低頻輻射單元陣列和高頻輻射單元陣列設(shè)于反射板上，所述的 低頻輻射單元陣列和高頻輻射單元陣列分別由兩個(gè)或兩個(gè)以上的低頻輻射單 元和高頻輻射單元組成，兩個(gè)或兩個(gè)以上的高頻輻射單元和低頻輻射單元設(shè)于 同一軸線上，每個(gè)高頻輻射單元之間間距相等，每個(gè)低頻輻射單元陣列之間間 距相等。本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于通過采用高低頻輻射單元共軸的
設(shè)計(jì)，組成相互獨(dú)立的輻射陣列，使天線布局更合理、緊湊，同時(shí)降低了高 低頻之間的輻射互耦作用，使得高低頻之間的隔離性能良好。
作為上述技術(shù)方案的改良，本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案如下 上述的低頻輻射單元由4個(gè)半波偶極子組成，每個(gè)半波偶極子按相同的
預(yù)定角度向反射板傾斜，4個(gè)半波偶極子相對(duì)反射板呈菱形排列，每個(gè)半波偶
極子都向相對(duì)于反射板形成的菱形的幾何中心傾斜或者垂直于反射板。
上述的低頻輻射單元的4個(gè)半波偶極子相對(duì)反射板傾斜的夾角為60至90度間。
通過以上改良，使天線布局更加合理，傾斜角度易于控制，且具有更加優(yōu)
異的性能指標(biāo)。
上述的高頻輻射單元設(shè)于低頻輻射單元的幾何中心以及兩相鄰低頻輻射 單元的幾何中心。
上述的低頻輻射單元陣列的延長線上還單獨(dú)設(shè)有一個(gè)高頻輻射單元。 上述的高頻輻射單元陣列和低頻輻射單元陣列的軸線位于反射板的中軸線上。
上述的反射板的側(cè)邊上設(shè)有若干組相對(duì)于反射板中軸線對(duì)稱的凸邊，每一 組凸邊中點(diǎn)的連線剛好通過低頻輻射單元的幾何中心。
通過對(duì)高低頻輻射單元的位置作如上改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了方向圖無偏移，隔離性 能良好且結(jié)構(gòu)緊湊。
上述的低頻輻射單元和高頻輻射單元之間設(shè)有金屬圏，金屬圈、高頻輻射 單元和低頻輻射單元的幾何中心重合。
上述的金屬圏的半徑可以全部相同，也可以根據(jù)陣列的水平面半功率角情況，靈活地通過改變個(gè)別金屬圈的半徑調(diào)節(jié)半功率角。
通過在低頻輻射單元和高頻輻射單元之間加設(shè)金屬圈，還可以抵消高低頻 之間的干擾，進(jìn)一步提高隔離性能。
上述的低頻輻射單元的4個(gè)半波偶極子或者是金屬振子，或者是介質(zhì)印刷振子。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案對(duì)低頻輻射單元的振子類型沒有限制，金屬振子和 介質(zhì)印刷振子均可，進(jìn)一步增加了本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍，且實(shí)施方式更加靈 活，可以選擇性能最好，且容易實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式加以應(yīng)用。 [
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圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型的高頻輻射單元一個(gè)具體實(shí)施例的正視圖3是本實(shí)用新型的高頻輻射單元一個(gè)具體實(shí)施例的俯視圖4是本實(shí)用新型的低頻輻射單元的連接示意圖5是本實(shí)用新型的低頻輻射單元的整體俯視圖6是低頻輻射單元安裝座的正視圖7是低頻輻射單元安裝座的俯視圖8是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方式
的金屬圈俯視圖9是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方式
的部分結(jié)構(gòu)示意圖IO是低頻輻射單元與反射板傾角示意圖ll是高頻水平面方向圖12是低頻水平面方向圖。
為使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題及技術(shù)方案更加清楚，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖，乂人圖中可以看出
本實(shí)用新型包括低頻輻射單元2、高頻輻射單元3、反射板1和金屬圈4，十 個(gè)高頻輻射單元3組成高頻輻射陣列固定在反射板1的縱向中軸線上；五個(gè)低 頻輻射單元2組成低頻輻射單元陣列固定在反射板1與高頻輻射單元陣列同側(cè) 的同一軸線上。高頻輻射單元3固定在低頻輻射單元2的幾何中心以及兩相鄰 低頻輻射單元2的幾何中心，低頻輻射單元陣列2的延長線上還單獨(dú)設(shè)有一個(gè) 高頻輻射單元3-1。金屬圏4固定在低頻輻射單元和高頻輻射單元之間，金屬 圈4、高頻輻射單元3和低頻輻射單元2的幾何中心重合。
圖2至圖3所示為高頻輻射單元3的一種優(yōu)選實(shí)施例高頻輻射單元3 包括鋁制半波振子31、銅制饋電搭片32、鋁制引向圓環(huán)33和圓環(huán)支柱34。 其中，半波振子31利用螺釘緊固在反射板1上，引向圓環(huán)33通過支柱34和 螺釘固定在半波振子31上；電纜穿過半波振子31和饋電搭片32焊接，實(shí)現(xiàn) 饋電。
圖4至圖7所示為低頻輻射單元的一種優(yōu)選實(shí)施例低頻輻射單元2包括 四個(gè)單極化介質(zhì)印刷偶極子21,安裝座22和介質(zhì)環(huán)23。各個(gè)單極化介質(zhì)印刷 偶極子21均按相同的預(yù)定角度向反射板傾斜，呈菱形狀，在本實(shí)施例中，單 極化介質(zhì)印刷振子21與反射板1的夾角優(yōu)選為60度至90度間，并利用介質(zhì) 環(huán)23實(shí)現(xiàn)定位，避免振子的相互位移以及相對(duì)反射板角度的改變。饋電座22 和螺釘緊固在反射板1上；電纜穿過饋電座22和印刷振子21焊接，實(shí)現(xiàn)饋電。
圖9是本實(shí)施例的部分立體圖，從圖中可以看出，反射板l的側(cè)邊上設(shè)有 若干組相對(duì)于反射板中軸線對(duì)稱的凸片5，每一組凸片5中點(diǎn)的連線剛好通過 低頻輻射單元的幾何中心，其作用是有效調(diào)節(jié)低頻隔離度。與高低頻不共軸的并排分陣列方式相比，采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)顯然具有結(jié)構(gòu)緊湊，外型體積小 的優(yōu)點(diǎn)。
由于本實(shí)用新型采用了不同類型振子分別作為高低頻輻射單元，且合理設(shè) 置了天線輻射單元的位置，因此顯著降低了高低頻之間的輻射耦合度，使得高
低頻之間的隔離性能良好。
此外，本實(shí)用新型在低頻輻射單元2與高頻輻射單元3之間的環(huán)狀間隙處 設(shè)置了金屬圈4，圖8所示即為金屬圈的一種優(yōu)選實(shí)施例。它是通過螺釘緊固 在反射板l上的，用以抵消高低頻之間的干擾、調(diào)整高頻的水平面半功率角。
圖11及圖12分別是高頻與低頻的測試水平面方向圖，從結(jié)果可以看出， 方向圖具有較佳的對(duì)稱性。
以上所述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例，任何在本實(shí)用新型原則之內(nèi) 的修改、替換、優(yōu)化等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種共軸雙頻雙極化基站天線，包括低頻輻射單元陣列、高頻輻射單元陣列和反射板，低頻輻射單元陣列和高頻輻射單元陣列分別設(shè)于反射板上，其特征在于所述的低頻輻射單元陣列和高頻輻射單元陣列分別由兩個(gè)或兩個(gè)以上的低頻輻射單元和高頻輻射單元組成，兩個(gè)或兩個(gè)以上的高頻輻射單元和低頻輻射單元設(shè)于同一軸線上，每個(gè)高頻輻射單元之間間距相等，每個(gè)低頻輻射單元陣列之間間距相等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在于所述的低頻輻射單元由4個(gè)半波偶極子組成，每個(gè)半波偶極子按相同的預(yù)定角度向反射板傾斜，4個(gè)半波偶極子相對(duì)反射板呈菱形排列，每個(gè)半波偶極子都向相對(duì)于反射板形成的菱形的幾何中心傾斜或者垂直于反射板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在于所述的低頻輻射單元的4個(gè)半波偶極子相對(duì)反射板傾斜的夾角為60至90度間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在于所述的高頻輻射單元設(shè)于低頻輻射單元的幾何中心以及兩相鄰低頻輻射單元的幾何中心。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在于所述的低頻輻射單元陣列的延長線上還單獨(dú)設(shè)有一個(gè)高頻輻射單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在于所述的高頻輻射單元陣列和低頻輻射單元陣列的軸線位于反射板的中軸線上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在每一組凸片中點(diǎn)的連線剛好通過低頻輻射單元的幾何中心。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在 于所述的低頻輻射單元和高頻輻射單元之間設(shè)有金屬圈，金屬圈、高頻 輻射單元和低頻輻射單元的幾何中心重合。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所迷的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其特征在 于所述的金屬圈半徑相同。
10、 才艮據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的一種共軸雙頻雙極化基站天線，其 特征在于所述的低頻輻射單元的4個(gè)半波偶極子或者是金屬振子，或者 是介質(zhì)印刷振子。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種共軸雙頻雙極化天線。包括低頻輻射單元陣列、高頻輻射單元陣列和反射板，低頻輻射單元陣列和高頻輻射單元陣列設(shè)于反射板上，低頻輻射單元陣列和高頻輻射單元陣列分別由兩個(gè)或兩個(gè)以上的低頻輻射單元和高頻輻射單元組成，兩個(gè)或兩個(gè)以上的高頻輻射單元和低頻輻射單元設(shè)于同一軸線上，每組高頻輻射單元之間間距相等，每組低頻輻射單元陣列之間間距相等。本實(shí)用新型具有布局合理、緊湊，高低頻之間的隔離性能良好，方向圖無偏移等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q21/28GK201430217SQ200920057030
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月16日
發(fā)明者伍裕江, 松 劉, 葉海鷗, 吳中振, 岳彩龍, 高卓鋒 申請(qǐng)人:廣東通宇通訊設(shè)備有限公司