一種寬帶雙極化天線輻射單元及天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種寬帶雙極化天線輻射單元及天線。其中，所述寬帶雙極化天線輻射單元，包括兩個極化相互正交的偶極子和諧振片，諧振片通過絕緣支架固定于偶極子頂部。所述天線用上述輻射單元制成。本實用新型由于輻射片上方安裝了諧振片，從而使得輻射單元在性能滿足的情況下高度大大降低，使得輻射單元整體高度可以做到六分之一波長的高度，改善了高頻特性，展寬了帶寬，提高了增益，且駐波比、隔離度指標優(yōu)良，此外，由本實用新型提供的寬帶雙極化天線的輻射單元結(jié)構(gòu)簡單，通過采用使偶極子的有源和無源兩部分相對于饋電片交錯排列的結(jié)構(gòu)，大大提高了輻射單元的隔離性能；因此特性穩(wěn)定，還具有水平面波束寬波度小，改善前后比的的優(yōu)點。
【專利說明】一種寬帶雙極化天線輻射單元及天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉移動通信天線領(lǐng)域，特別涉及一種寬帶雙極化天線輻射單元及天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信的迅猛發(fā)展，各種制式的工作頻段也在不斷擴展，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中的智能天線的工作頻率為1880-1920MHZ，2010-2025MHZ，2300-2400MHZ，DCS的通信頻率為 1710-1880MHZ，PCS 的通信頻率為 1850-1990MHZ，UMTS 的通信頻率為 1920-2170MHZ，WIMAX的部分通信頻率為2300-2690MHZ，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了能兼顧上述制式的工作頻為1710-2690MHZ的寬帶天線的市場需求，而1710-2690MHZ的相對頻帶寬度則達到44.5%,現(xiàn)有的雙極化天線振子一般都難以滿足，由此組成的天線陣的帶寬也受到限制。
[0003]雙極化天線中的輻射單元用于無線電信系統(tǒng)中具有發(fā)射和接收電磁信號的能力，所接收信號由接收機進行處理并反饋給通信網(wǎng)絡(luò)，所發(fā)射信號以不同于把接收信號的頻率發(fā)射，在不同的種類的移動通信天線中同，雙極化天線由于具有頻率再用和極化分集的功能，以至于它己經(jīng)成為一項十分重要的研究課題并且需求日益增加，但目前常用的雙極化天線由于其輻射單元結(jié)構(gòu)的原因通常具有以下不足:
[0004]其一，由于雙極化天線的大量應(yīng)用，減小每個天線的尺寸來減少制造成本成為制造商的目標之一，同時，在移動通信基站中，通過使用更小的基站天線來減小塔的尺寸，由此減小這些塔在社區(qū)中的視覺影響也成為業(yè)界人士關(guān)注的問題之一，這樣，具有低姿勢的天線越來越成為一種趨勢，但目前常用的雙極化天線由于其輻射單元結(jié)構(gòu)等原因并不符合這一要求，比如在800MHZ、00MHZ頻段，傳統(tǒng)雙極化天線輻射單元的輻射部分要距離底板近似四分之一波長高度，這樣整個天線輻射單元往還要比四分之一波長還要高很多，由此造成了輻射單元與外罩成本的增加，并且不利于視覺效果，而通過單純改變輻射單元的形狀的方法來降低天線高度有相當大的難度，況且在天線高度降低的同時，其隔離度會隨即變差。
[0005]其二，傳統(tǒng)的雙極化天線輻射單元基本為單片金屬折疊而整理合成的輻射單元和貼片單元，但使用這兩種輻射單元的天線的隔離度指標均不高，尤其折疊雙極化天線輻射單元多采用兩個偶極子位于饋電片在同一側(cè)的結(jié)構(gòu)，由此，因正交極化的兩個饋電片相互影響而造成隔離度變差。
[0006]其三，傳統(tǒng)的雙極化天線折疊輻射單元由于多采用單片金屬折疊整合而成，其與天線底板的焊接范圍較大并需要較多的緊固件固定連接，其工藝復雜性限制了批量生產(chǎn)，同時這些緊固件和焊點引入了很觸點畦不定不牢及不同金屬交界面松動的隱患，由此產(chǎn)生了不希望看到的交調(diào)產(chǎn)物，如此，為了獲得好的端口間隔離特性和小的交調(diào)產(chǎn)物，整個陣列中的所有輻射單元都要求穩(wěn)固的固定及盡可能小的連接界面就變得相當重要。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]實用新型目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種尺寸小，高阻抗帶寬，隔離度高并且增益高，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便的寬帶雙極化天線輻射單元。
[0008]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種寬帶雙極化天線輻射單元，包括兩個極化相互正交的偶極子和諧振片，所述諧振片通過絕緣支架固定于偶極子頂部，所述偶極子包括兩個輻射片、與輻射片垂直連接的支撐架、饋電片、和設(shè)置在支撐架底部的基座，所述饋電片為直角結(jié)構(gòu)，包括水平饋線和垂直饋線，所述饋電片的水平饋線的兩端分別與兩個輻射片的一個角連接，所述饋電片的垂直饋線固定在其中一個輻射片的支撐架上；其中所述兩個偶極子的饋電片相互垂直但不接觸并且所述兩個偶極子的輻射片在同一平面。
[0009]所述輻射片的中間設(shè)有與絕緣支架的腿部相適應(yīng)的鏤空，這樣可以直接將絕緣支架卡扣在輻射片上，更加簡單方便，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。
[0010]所述兩個偶極子共有4個輻射片，所述輻射片矩陣排列，每個偶極子的兩個輻射片為對角位置。形成輻射體兩兩對稱且正交組合形成正負45度的極化方向分布，使輻射單元具體極化分明的特點；
[0011]所述每個輻射片的高度相同，相鄰兩個輻射片之間具有等寬間隙，這樣使整個輻射單元的性能達到一致性；
[0012]所述饋電片的水平饋線的中點對應(yīng)輻射片矩陣的中心，能夠使兩個偶極子分布均勻解決輻射單元的交叉比的性能要求；
[0013]因輻射單元的支撐架底部的基座長度大于兩個偶極子的之間的長度，因此所述饋電片的垂直饋線的長度大于水平饋線的長度；這樣使饋電片能穿過支撐架底部出來與反射板相連；
[0014]本發(fā)明還提供了一種寬帶雙極化天線，包括反射板和至少一個如權(quán)利要求f 7所述的輻射單元，所述輻射單元以規(guī)則矩陣的方式固定在反射板上。
[0015]工作原理:本實用新型所述的輻射單元由每組對稱的輻射片使用饋電片連接形成，在輻射單元的上方安裝諧振片構(gòu)成，當輻射單元通過緊固件安裝到反射板上時即形成天線當中的一組輻射單元，根據(jù)天線的增益要求可同時增加輻射單元的數(shù)量到反射板上；形成一組天線，當天線有信號輸入時，輻射單元產(chǎn)生正負65度的方向圖，從而使天線能達到運營商要求的性能指標。
[0016]有益效果:本實用新型由于輻射片上方安裝了諧振片，從而使得輻射單元在性能滿足的情況下高度大大降低，使得輻射單元整體高度可以做到六分之一波長的高度，改善了高頻特性，展寬了帶寬，提高了增益，且駐波比、隔離度指標優(yōu)良，此外，由本實用新型提供的寬帶雙極化天線的輻射單元結(jié)構(gòu)簡單，通過采用使偶極子的有源和無源兩部分相對于饋電片交錯排列的結(jié)構(gòu)，大大提高了輻射單元的隔離性能；因此特性穩(wěn)定，還具有水平面波束寬波度小，改善前后比的的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型提供的寬帶雙極化天線輻射單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型中輻射片與支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖3為本實用新型中饋電片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型中偶極子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實用新型提供的寬帶雙極化天線輻射單元的俯視圖；
[0022]圖6為本實用新型金屬諧振片與絕緣支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為本實用新型提供的寬帶雙極化天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型。
[0025]如圖1所示，寬帶雙極化天線輻射單元，包括兩個極化相互正交偶極子100、200和諧振片300，所述諧振片300通過絕緣支架400固定于兩個偶極子100、200頂部。
[0026]其中，偶極子100與偶極子200所包含的部件以及結(jié)構(gòu)均相同，以偶極子100為例，偶極子100包括第一輻射片101、第二輻射片102、第一饋電片103 ;每個輻射片都有與其一體壓鑄成型的支撐架和設(shè)置在支撐架底部的基座且結(jié)構(gòu)均相同，以第一輻射片101為例，如圖2所示，第一輻射片101與支撐架104是一體壓鑄成型的金屬件，支撐架104設(shè)置在第一輻射片101的一角并與第一輻射片101垂直，在第一輻射片101上與支撐架104的連接處設(shè)有圓孔，在支撐架104的底部設(shè)有基座105，在第一輻射片101的中間設(shè)有鏤空處；如圖3所示，第一饋電片103為直角結(jié)構(gòu)，包括水平臂103a和垂直臂103b，其中垂直臂103b比水平臂103a長，水平臂103a的頂端設(shè)有與輻射片上相對應(yīng)的圓孔；第一饋電片103將第一輻射片101與第二輻射片102連接成一個整體，如圖4所示，第一輻射片101與第二輻射片102設(shè)有支撐架的角相對，將第一饋電片103的水平臂103a的頂端的圓孔與第一輻射片101上的圓孔對齊，通過抽芯鉚釘將兩者固定，第一饋電片103的垂直臂103b固定在第二輻射片102的支撐架上。
[0027]如圖5所示，第一輻射片101、第二輻射片102、第三輻射片201、第四輻射片202位于同一平面，排成兩行兩列的陣列，呈兩輛對稱分布，第一饋電片的水平臂103a與第二饋電片的水平臂203a相互交叉垂直且不接觸，在輻射片陣列的正上方設(shè)有金屬諧振片300，其中，金屬諧振片300的中心、第一饋電片的水平臂103a與第二饋電片的水平臂203a交叉位置與輻射片陣列的中心在一條直線上且相互對應(yīng)。如圖6所示，金屬諧振片300使用鉚接方式固定在塑料支架400上，塑料支架400通過卡扣方式直接固定于輻射片上方的鏤空部位。
[0028]如圖7所示，一種寬帶雙極化天線，包括反射板500和一個上述的輻射單元，在反射板500上有與輻射單元的基座相對應(yīng)的卡口，輻射單元上的基座卡扣在反射板500的卡口上。
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶雙極化天線輻射單元，其特征在于:包括兩個極化相互正交的偶極子和諧振片，所述諧振片通過絕緣支架固定于偶極子頂部，所述偶極子包括兩個輻射片、與輻射片垂直連接的支撐架、饋電片、和設(shè)置在支撐架底部的基座，所述饋電片為直角結(jié)構(gòu)，包括水平饋線和垂直饋線，所述饋電片的水平饋線的兩端分別與兩個輻射片的一個角連接，所述饋電片的垂直饋線固定在其中一個輻射片的支撐架上；其中所述兩個偶極子的饋電片相互垂直但不接觸并且所述兩個偶極子的輻射片在同一平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化天線輻射單元，其特征在于:所述輻射片的中間設(shè)有與絕緣支架的腿部相適應(yīng)的鏤空。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述寬帶雙極化天線輻射單元，其特征在于:所述兩個偶極子共有4個輻射片，所述輻射片矩陣排列，每個偶極子的兩個輻射片為對角位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述寬帶雙極化天線輻射單元，其特征在于:所述每個輻射片的高度相同，相鄰兩個輻射片之間具有等寬間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述寬帶雙極化天線輻射單元，其特征在于:所述饋電片的水平饋線的中點對應(yīng)輻射片矩陣的中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述寬帶雙極化天線輻射單元，其特征在于:所述饋電片的垂直饋線的長度大于水平饋線的長度。
7.一種寬帶雙極化天線，其特征在于:包括反射板和至少一個如權(quán)利要求1、2、3、5或6中任意一項所述的輻射單元，所述輻射單元以規(guī)則矩陣的方式固定在反射板上。
【文檔編號】H01Q1/52GK203434269SQ201320491999
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】劉 英, 谷林文 申請人:南京澳博陽射頻技術(shù)有限公司