寬頻帶雙極化振子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬頻帶雙極化振子；通過優(yōu)良的結構設計，創(chuàng)造性的將半導體運用到振子片上，將半導體結構與振子結合，通過不斷的實驗，設計長方形的金屬振子片以及外圍設有半導體圈，以及金屬振子片上的結構設計，其輻射信號流在金屬振子片流向長度和速度都得到較大改善，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了3000MHz，完全滿足4G對頻率要求標準，相對帶寬達到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。
【專利說明】寬頻帶雙極化振子
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天線領域，具體涉及一種寬頻帶雙極化振子。
【背景技術】
[0002]目前，4G網絡越來越普及，有些國家也出現了 5G網絡；從運營商的角度來講，為節(jié)省投資及考慮后續(xù)如何實現可擴容性、兼容性、多系統(tǒng)、多制式共存已越來越成為一種趨勢。如此對基站天線也提出了更高的要求，為滿足不同制式的頻率，200(Γ3000ΜΗζ頻段等超寬頻帶基站天線被廣泛提出；而要實現基站天線的寬帶化，首先要面臨的就是作為其核心部件的輻射單元的帶寬擴展問題，如何在整個寬帶頻帶內，保持較高增益、波束收斂一致性、良好的前后比及高交叉極化比是一個不小的挑戰(zhàn)；尤其是超寬頻帶問題，滿足5G和4G(LTE)等高頻段要求的振子和以該振子制作的天線均是亟需要解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服以上所述的缺點，提供一種超寬輻射頻率、良好的前后比以及高交叉極化特性的寬頻帶雙極化振子。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:寬頻帶雙極化振子，包括有一支撐巴倫板，所述支撐巴倫板上設有兩組、每組兩個、呈正長方形的金屬振子片；所述上下兩個金屬振子片為一組，用于輻射垂直極化信號，所述左右兩個金屬振子片為一組，用于輻射水平極化信號；所述上下兩個金屬振子片之間設有第一饋電帶線，所述左右兩個金屬振子片之間設有第二饋電帶線；所述支撐巴倫板上設有第一同軸電纜饋電孔，所述第一同軸電纜饋電孔與第一饋電帶線電連接；所述支撐巴倫板上還設有第二同軸電纜饋電孔，所述第二同軸電纜饋電孔與第二饋電帶線電連接；
所述每個金屬振子片的邊緣設有外隔離圈，所述每個金屬振子片上靠近兩側分別設有復數個并排設置的第一隔離阻斷孔，所述每個金屬振子片上的中部還設有復數個并排設置的第二隔離阻斷孔，第二隔離阻斷孔均為圓形；所述外隔離圈為半導體，所述第一隔離阻斷孔以及第二隔離阻斷孔內均填充設有半導體；
所述每個金屬振子片遠離支撐巴倫板的一側設有用于整流的整流結構，所述整流結構為矩形，所述整流結構包括有復數個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道；所述整流槽內也均填充設有半導體。
[0005]其中，所述第一隔離阻斷孔為平行矩形；所述第一隔離阻斷孔的上下邊的長度均為 4mm-7mnin
[0006]其中，所述半導體為砷化鎵半導體。
[0007]其中，所述每個金屬振子片的厚度為2mm-2.5mm。
[0008]其中，所述第一隔離阻斷孔的數量為八個。
[0009]其中，所述第二隔離阻斷孔的數量為五個。
[0010]其中，所述第一同軸電纜饋電孔與第二同軸電纜饋電孔的距離大于4cm。
[0011]其中，所述支撐巴倫板為圓形；所述支撐巴倫板為PCB板，其直徑為10cm。
[0012]其中，所述金屬振子片的寬為6cm。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:通過優(yōu)良的結構設計，創(chuàng)造性的將半導體運用到振子片上，將半導體結構與振子結合，通過不斷的實驗，設計長方形的金屬振子片以及外圍設有半導體圈，以及金屬振子片上的結構設計，其輻射信號流在金屬振子片流向長度和速度都得到較大改善，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了 3000MHz，完全滿足4G以及下一代5G對頻率要求標準，相對帶寬達到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的俯視圖；
圖2是圖1的局部放大圖；
圖3是輻射信號在遇到整流機構的分流圖；
圖4是本發(fā)明的剖面圖；
圖5是本發(fā)明的帶寬仿真實驗數據圖；
圖6是本發(fā)明的增益仿真實驗數據圖；
圖1至圖6中的附圖標記說明:
1-支撐巴倫板；10_收斂缺口；
I1-第一饋電帶線；12_第二饋電帶線；
Ila-第一同軸電纜饋電；12a-第二同軸電纜饋電；
3-金屬振子片；
4_外隔尚圈；
5-整流結構；51-整流道；
6-第一隔離阻斷孔；
7-第二隔離阻斷孔；
9-阻擾孔。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，并不是把本發(fā)明的實施范圍局限于此。
[0016]如圖1至圖6所示，本實施例所述的寬頻帶雙極化振子，包括有一支撐巴倫板1，所述支撐巴倫板I上設有兩組、每組兩個、呈長方形的金屬振子片3 ;所述上下兩個金屬振子片3為一組，用于輻射垂直極化信號，所述左右兩個金屬振子片3為一組，用于輻射水平極化信號；所述上下兩個金屬振子片3之間設有第一饋電帶線11，所述左右兩個金屬振子片3之間設有第二饋電帶線12 ;所述支撐巴倫板I上設有第一同軸電纜饋電Ila孔，所述第一同軸電纜饋電Ila孔與第一饋電帶線11電連接；所述支撐巴倫板I上還設有第二同軸電纜饋電12a孔，所述第二同軸電纜饋電12a孔與第二饋電帶線12電連接；所述每個金屬振子片3的邊緣設有外隔離圈4，所述每個金屬振子片3上靠近兩側分別設有復數個并排設置的第一隔離阻斷孔6，所述每個金屬振子片3上的中部還設有復數個并排設置的第二隔離阻斷孔7，第二隔離阻斷孔7均為圓形；所述外隔離圈4為半導體，所述第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7內均填充設有半導體；所述每個金屬振子片3遠離支撐巴倫板I的一側設有用于整流的整流結構5，所述整流結構5為矩形，所述整流結構5包括有復數個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道51 ;所述整流槽內也均填充設有半導體。本實施例所述的寬頻帶雙極化振子中，所述第一隔離阻斷孔6為矩形；所述第一隔離阻斷孔6的上下邊的長度均為4mm-7mm。進一步的,第一同軸電纜饋電IIa孔的同軸電纜與其饋電連接后，與第一饋電帶線11連接實現饋電，同理，第二同軸電纜饋電12a孔的同軸電纜與其饋電連接后，與第二饋電帶線12連接實現饋電，輻射電流分布式擴散，其信號走向通過第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7后，其具備了較高的收斂性和超高增益以及超寬的頻帶，通過計算機軟件仿真，其縱向增益達到了近13dBi ;所述第二隔離阻斷孔7均為圓形，通過計算機軟件仿真得知，圓形的第二隔離阻斷孔7能有效增加輻射信號流過時平穩(wěn)性，相對與有棱角的結構更適合對輻射穩(wěn)定性要求高的振子需要；通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了 3000MHz，高于目前4G頻率范圍，所述信號擾流較大的情況下，其在金屬振子片3遠離支撐巴倫板I的一側設有用于整流的整流結構5，所述整流結構5為矩形，所述整流結構5包括有復數個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道51，經過整流通道，其具備了更加平穩(wěn)的邊緣輻射信號，通過計算機軟件仿真得知，使其增益更加穩(wěn)定，收斂比高，前后比突出的特點；所述每個金屬振子片3的邊緣設有外隔離圈4，所述外隔離圈4為半導體，外隔離圈4為半導體能有效增加振子隔離度，其通過計算機軟件仿真得知，其隔離度達到50db，遠高于普通振子，運用半導體的外隔離圈4，其還具備較優(yōu)的波束收斂一致性。所述第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7內均填充設有半導體，增加了增益性，進一步的增加了頻率帶寬，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了近3000MHz ;通過優(yōu)良的結構設計，創(chuàng)造性的將半導體運用到振子片上，將半導體結構與振子結合，通過不斷的實驗，設計長方形金屬振子片3以及外圍設有半導體圈，以及金屬振子片3上的結構設計，其輻射信號流在金屬振子片3流向長度和速度都得到較大改善，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了 3000MHz，完全滿足4G以及下一代5G對頻率要求標準，相對帶寬達到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。所述金屬振子片3呈長方形，每個角為倒角結構，可在保持電流展寬更寬的情況下，保持振子片間的最大距離，增加其隔離性，增強振子件的抗干擾能力。
[0017]本實施例所述的寬頻帶雙極化振子中，所述半導體為砷化鎵半導體；通過實驗以及計算機軟件仿真得知，砷化鎵半導體的效果最佳，其優(yōu)良的半導體特性增加了本發(fā)明的頻帶范圍和提高了振子輻射穩(wěn)定性。
[0018]本實施例所述的寬頻帶雙極化振子中，所述每個金屬振子片3的厚度為2mm-2.5mm ;通過多次的仿真實驗及結構設計調整，當金屬振子片3的厚度為2mm_2.5mm時，其輻射電流最為平穩(wěn)，輻射最為穩(wěn)定，不易產生駐波等干擾波段，收斂性一致。
[0019]所述第二隔離阻斷孔7的直徑為8_ ;通過多次的仿真實驗及結構設計調整，所述第二隔離阻斷孔7的直徑為8mm時，使其具有良好的增益擴展性，橫向增益也接近6dBi。所述第一隔離阻斷孔6的數量為八個；所述第二隔離阻斷孔7的數量為五個，通過計算機仿真，此數量時，其效果更佳。
[0020]所述第一同軸電纜饋電Ila孔與第二同軸電纜饋電12a孔的距離大于4cm;所述支撐巴倫板I為圓形；所述支撐巴倫板I為PCB板，其直徑為1cm ;如此設計，通過計算機軟件仿真得知，其隔離度更大。
[0021]所述金屬振子片3的每一條邊長為6cm ;當每一條邊長為6cm時，其縱向長度正好為輻射波長的半波長度，因此其穩(wěn)定性好，不產生雜波。
[0022]本實施例所述的寬頻帶雙極化振子中，所述兩個相鄰的第二隔離阻斷孔7之間還設有復數個阻擾孔9，所述阻擾孔9內填充設有半導體；所述阻擾孔9能進一步增加擾流效果，增加帶寬，通過計算機軟件仿真得知，其能增加約3%帶寬。
[0023]本實施例所述的寬頻帶雙極化振子中，所述外隔離圈4的靠近整流機構的一側設有V形的收斂缺口 10，其能有效增加收斂性和隔離度，通過計算機仿真，其表現有良好的收斂性。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的一個較佳實施例，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，包含在本發(fā)明專利申請的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種寬頻帶雙極化振子，包括有一支撐巴倫板(1)，其特征在于:所述支撐巴倫板(I)上設有兩組、每組兩個、呈正長方形的金屬振子片(3);所述上下兩個金屬振子片(3)為一組，用于輻射垂直極化信號，所述左右兩個金屬振子片(3)為一組，用于輻射水平極化信號；所述上下兩個金屬振子片(3)之間設有第一饋電帶線(11)，所述左右兩個金屬振子片(3)之間設有第二饋電帶線(12);所述支撐巴倫板(I)上設有第一同軸電纜饋電(Ila)孔，所述第一同軸電纜饋電(I Ia)孔與第一饋電帶線(11)電連接；所述支撐巴倫板(I)上還設有第二同軸電纜饋電(12a)孔，所述第二同軸電纜饋電(12a)孔與第二饋電帶線(12)電連接; 所述每個金屬振子片(3)的邊緣設有外隔離圈(4)，所述每個金屬振子片(3)上靠近兩側分別設有復數個并排設置的第一隔離阻斷孔(6)，所述每個金屬振子片(3)上的中部還設有復數個并排設置的第二隔離阻斷孔(7)，第二隔離阻斷孔(7)均為圓形；所述外隔離圈(4)為半導體，所述第一隔離阻斷孔(6)以及第二隔離阻斷孔(7)內均填充設有半導體； 所述每個金屬振子片(3)遠離支撐巴倫板(I)的一側設有用于整流的整流結構(5)，所述整流結構(5)為矩形，所述整流結構(5)包括有復數個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道(51);所述整流槽內也均填充設有半導體。
2.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述第一隔離阻斷孔(6)為平行矩形；所述第一隔離阻斷孔(6)的上下邊的長度均為4mm-7mm。
3.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述半導體為砷化鎵半導體。
4.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述每個金屬振子片(3)的厚度為 2mm_2.5mm。
5.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述第一隔離阻斷孔(6)的數量為八個。
6.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述第二隔離阻斷孔(7)的數量為五個。
7.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述第一同軸電纜饋電(Ila)孔與第二同軸電纜饋電(12a)孔的距離大于4cm。
8.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述支撐巴倫板(I)為圓形；所述支撐巴倫板(I)為PCB板,其直徑為10cm。
9.根據權利要求1所述的一種寬頻帶雙極化振子，其特征在于:所述金屬振子片(3)的寬為6cm。
【文檔編號】H01Q1/36GK104134852SQ201410316603
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月6日 優(yōu)先權日:2014年7月6日
【發(fā)明者】胡潔維 申請人:胡潔維