本實用新型涉及移動通信基站天線領(lǐng)域，尤其涉及一種雙極化基站天線。

背景技術(shù)：

隨著移動通信4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的興起，移動通信將會出現(xiàn)第二代到第四代系統(tǒng)共存的局面。基站數(shù)量的急劇增加、蜂窩小區(qū)半徑的縮小、天線資源匱乏、新建站點選址困難等問題日益顯現(xiàn)，除此之外，國家政策鼓勵民營資本進(jìn)入電信運營市場，創(chuàng)立鐵塔公司負(fù)責(zé)電信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)及維護(hù)，這在設(shè)備通用性、站址規(guī)劃等方面提出了新的需求。為了節(jié)省基站的站址安裝資源，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、避免重復(fù)投資及對土地能源的過度消耗，對移動通信基站系統(tǒng)提出了更高的要求，如果解決方案可以同時兼容多種通信標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋多種移動通信頻段，無疑將大大提升市場競爭力。多頻小型化天線是基站天線的主要發(fā)展方向。

隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的單制式系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足要求了，而2G，3G，4G共存的多頻通信系統(tǒng)已經(jīng)成為了主流，所以研究多頻基站天線就顯得非常重要了。但是，傳統(tǒng)的±45°雙極化基站天線采用直接饋電的方式，將天線的饋電單元和輻射單元直接相連，導(dǎo)致基站天線的結(jié)構(gòu)不緊湊而占用較大的空間，且很難組合出小尺寸的多頻基站天線，同時使得天線輻射單元的頻帶較窄。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種雙極化基站天線，能夠提高基站天線的阻抗帶寬，且使基站天線的尺寸較小、結(jié)構(gòu)緊湊。

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種雙極化基站天線，包括反射板、巴倫、饋電單元和輻射單元；

所述饋電單元和所述輻射單元處于同一平面，且固定于所述巴倫的上端；所述饋電單元和所述輻射單元之間具有縫隙；所述巴倫的下端固定于所述反射板上；所述巴倫和所述饋電單元為金屬一體化結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述巴倫的高度為四分之一個波長。

進(jìn)一步地，所述輻射單元包括第一輻射臂、第二輻射臂、第三輻射臂和第四輻射臂；

所述第一輻射臂、所述第二輻射臂、所述第三輻射臂和所述第四輻射臂處于同一平面；所述第一輻射臂與所述第三輻射臂呈中心對稱，所述第二輻射臂與所述第四輻射臂呈中心對稱，且相鄰的輻射臂相互垂直。

進(jìn)一步地，所述饋電單元包括第一饋電件、第二饋電件、第三饋電件和第四饋電件；所述第一饋電件包括第一饋電臂和第二饋電臂，所述第二饋電件包括第三饋電臂和第四饋電臂，所述第三饋電件包括第五饋電臂和第六饋電臂，所述第四饋電件包括第七饋電臂和第八饋電臂；

所述第一饋電臂和所述第八饋電臂分別平行位于所述第一輻射臂的兩側(cè)，且與所述第一輻射臂之間具有縫隙；所述第二饋電臂和所述第三饋電臂分別平行位于所述第二輻射臂的兩側(cè)，且與所述第二輻射臂之間具有縫隙；所述第四饋電臂和所述第五饋電臂分別平行位于所述第三輻射臂的兩側(cè)，且與所述第三輻射臂之間具有縫隙；所述第六饋電臂和所述第七饋電臂分別平行位于所述第四輻射臂的兩側(cè)，且與所述第四輻射臂之間具有縫隙。

優(yōu)選地，每個輻射臂的長度均長于其兩側(cè)的饋電臂的長度；所述每個輻射臂的長度均為0.2個波長。

進(jìn)一步地，所述雙極化基站天線還包括固定介質(zhì)；

每個輻射臂及其兩側(cè)的饋電臂通過所述固定介質(zhì)固定在一起。

進(jìn)一步地，所述固定介質(zhì)為塑料固定介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述雙極化基站天線還包括第一同軸電纜和第二同軸電纜；

所述第一同軸電纜的外導(dǎo)體連接所述第二饋電件，所述第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接所述第四饋電件；所述第二同軸電纜的外導(dǎo)體連接所述第三饋電件，所述第二同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接所述第一饋電件。

優(yōu)選地，所述第一同軸電纜和所述第二同軸電纜的特性阻抗均為50Ω。

優(yōu)選地，每個輻射臂的結(jié)構(gòu)均相同，且所述每個輻射臂的結(jié)構(gòu)包括但不限于：直線結(jié)構(gòu)、階梯結(jié)構(gòu)或箭形結(jié)構(gòu)。

本實用新型實施例提供的雙極化基站天線，能夠通過輻射單元和饋電單元之間的縫隙進(jìn)行耦合饋電，使該耦合效應(yīng)引入一個新的高頻諧振模式，增加天線帶寬，從而在一個較寬的頻帶范圍內(nèi)輻射電磁波，而且，巴倫和饋電單元為金屬一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有更好的強(qiáng)度，易于組合成多制式基站天線。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的雙極化基站天線的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型提供的雙極化基站天線的一個實施例的俯視圖；

圖3是本實用新型提供的雙極化基站天線中固定裝置的一個實施例的俯視圖；

圖4是本實用新型提供的雙極化基站天線的另一個實施例的俯視圖；

圖5是本實用新型提供的雙極化基站天線的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實用新型提供的雙極化基站天線工作在780MHz-990MHz頻段的駐波比仿真曲線；

圖7是本實用新型提供的雙極化基站天線工作在780-990MHz頻段的隔離度S21曲線；

圖8是本實用新型提供的雙極化基站天線工作在780-990MHz頻段的水平面半功率波束寬度仿真曲線；

圖9是本實用新型提供的雙極化基站天線工作在780-990MHz頻段的增益仿真曲線。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

參見圖1，是本實用新型提供的雙極化基站天線的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實施例提供一種雙極化基站天線，包括反射板1、巴倫7、饋電單元和輻射單元；

所述饋電單元和所述輻射單元處于同一平面，且固定于所述巴倫7的上端；所述饋電單元和所述輻射單元之間具有縫隙；所述巴倫7的下端固定于所述反射板1上；所述巴倫7和所述饋電單元為金屬一體化結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述巴倫7的高度為四分之一個波長。

進(jìn)一步地，所述輻射單元包括第一輻射臂3、第二輻射臂4、第三輻射臂5和第四輻射臂6；

所述第一輻射臂3、所述第二輻射臂4、所述第三輻射臂5和所述第四輻射臂6處于同一平面；所述第一輻射臂3與所述第三輻射臂5呈中心對稱，所述第二輻射臂4與所述第四輻射臂6呈中心對稱，且相鄰的輻射臂相互垂直。

進(jìn)一步地，如圖2所示，所述饋電單元包括第一饋電件、第二饋電件、第三饋電件和第四饋電件；所述第一饋電件包括第一饋電臂8和第二饋電臂9，所述第二饋電件包括第三饋電臂10和第四饋電臂11，所述第三饋電件包括第五饋電臂12和第六饋電臂13，所述第四饋電件包括第七饋電臂14和第八饋電臂15；

所述第一饋電臂8和所述第八饋電臂15分別平行位于所述第一輻射臂3的兩側(cè)，且與所述第一輻射臂3之間具有縫隙；所述第二饋電臂9和所述第三饋電臂10分別平行位于所述第二輻射臂4的兩側(cè)，且與所述第二輻射臂4之間具有縫隙；所述第四饋電臂11和所述第五饋電臂12分別平行位于所述第三輻射臂5的兩側(cè)，且與所述第三輻射臂5之間具有縫隙；所述第六饋電臂13和所述第七饋電臂14分別平行位于所述第四輻射臂6的兩側(cè)，且與所述第四輻射臂6之間具有縫隙。

優(yōu)選地，每個輻射臂的長度均長于其兩側(cè)的饋電臂的長度；所述每個輻射臂的長度均為0.2個波長。

需要說明的是，本實用新型提供的雙極化基站天線由反射板1、巴倫7、饋電單元和輻射單元構(gòu)成。其中，巴倫7用螺絲釘固定在反射板1上，巴倫7一方面用于支撐天線，另一方面用于對天線進(jìn)行平衡饋電，巴倫的初始高度為中心頻率處對應(yīng)的四分之一波長。反射板1為矩形反射板，反射板1上具有側(cè)邊2，反射板1和側(cè)邊2可以用來實現(xiàn)基站天線穩(wěn)定的定向輻射。第一輻射臂3、第二輻射臂4、第三輻射臂5和第四輻射臂6構(gòu)成輻射單元，基站天線主要是通過輻射單元來輻射電磁波，輻射單元中的每個輻射臂的長度約為基站天線中心頻率處對應(yīng)的0.2個波長，每個輻射臂的一端連接巴倫。第一饋電臂8、第二饋電臂9、第三饋電臂10、第四饋電臂11、第五饋電臂12、第六饋電臂13、第七饋電臂14和第八饋電臂15構(gòu)成饋電單元，饋電臂的長度相比于輻射臂要小很多。饋電單元與輻射單元分開而不直接相連，饋電單元通過兩者之間的縫隙來對輻射單元進(jìn)行耦合饋電，該耦合效應(yīng)會引入一個新的高頻諧振模式，增加天線的帶寬，從而在一個較寬的頻帶范圍內(nèi)輻射電磁波。饋電單元上的表面電流通過縫隙在輻射單元上感應(yīng)出表面電流，從而在一個寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定的電磁波輻射。通過控制饋電單元和輻射單元之間的縫隙寬度可以控制基站天線的高頻諧振模式，從而調(diào)節(jié)基站天線的阻抗匹配特性。

巴倫和饋電單元采用金屬鑄件結(jié)構(gòu)，金屬材料為銅、鋁等良導(dǎo)體，采用金屬鑄件結(jié)構(gòu)的基站天線可以具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，比較適合在室外復(fù)雜的環(huán)境下工作。另外，本實用新型所提供的基站天線形似一個“十”字，結(jié)構(gòu)緊湊切，且占用空間較小，易于組合成小尺寸的多頻基站天線。

進(jìn)一步地，所述雙極化基站天線還包括固定介質(zhì)16；

每個輻射臂及其兩側(cè)的饋電臂通過所述固定介質(zhì)16固定在一起。

進(jìn)一步地，所述固定介質(zhì)為塑料固定介質(zhì)。

需要說明的是，如圖3所示，固定介質(zhì)16上設(shè)有倒鉤，通過倒鉤將輻射單元與饋電單元固定在一起，即將每個輻射臂與其兩側(cè)的饋電臂固定在一起，且使每個輻射臂與其兩側(cè)的饋電臂具有縫隙。

進(jìn)一步地，如圖2所示，所述雙極化基站天線還包括第一同軸電纜17和第二同軸電纜18；

所述第一同軸電纜17的外導(dǎo)體連接所述第二饋電件，所述第一同軸電纜17的內(nèi)導(dǎo)體連接所述第四饋電件；所述第二同軸電纜18的外導(dǎo)體連接所述第三饋電件，所述第二同軸電纜18的內(nèi)導(dǎo)體連接所述第一饋電件。

優(yōu)選地，所述第一同軸電纜和所述第二同軸電纜的特性阻抗均為50Ω。

需要說明的是，本實用新型提供的雙極化基站天線采用同軸線饋電，同軸線的一端接信號源，同軸線的另一端連接饋電單元，其中，每個同軸線的外導(dǎo)體連接一個饋電單元，同軸線的內(nèi)導(dǎo)體通過巴倫上的通孔連接該饋電單元正對的饋電單元，從而完成對饋電單元的激勵。

優(yōu)選地，每個輻射臂的結(jié)構(gòu)均相同，且所述每個輻射臂的結(jié)構(gòu)包括但不限于：直線結(jié)構(gòu)、階梯結(jié)構(gòu)或箭形結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，輻射單元中輻射臂的結(jié)構(gòu)可以是任意可以延長電流路徑的結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示，第一輻射臂3、第二輻射臂4、第三輻射臂5和第四輻射臂6均為直線結(jié)構(gòu)，如圖4所示，第一輻射臂3、第二輻射臂4、第三輻射臂5和第四輻射臂6均為箭形結(jié)構(gòu)，其余結(jié)構(gòu)以及縫隙耦合原理與上述實施例相同。另外，如圖5所示，第一輻射臂3、第二輻射臂4、第三輻射臂5和第四輻射臂6均為階梯結(jié)構(gòu)，改變其在垂直方向上的高度，同樣可以延長電流路徑，有利于小型化的實現(xiàn)，其余結(jié)構(gòu)即縫隙耦合原理與上述實施例相同。

圖6，圖7，圖8和圖9是本發(fā)明實施例的相關(guān)參數(shù)的仿真數(shù)據(jù)。其中，圖6是天線的駐波比仿真曲線，可知通帶內(nèi)有兩個諧振模式，其中低頻諧振模式由輻射單元產(chǎn)生，高頻諧振模式則是由饋電單元和輻射單元間的縫隙產(chǎn)生的，該天線在760-990MHz頻帶內(nèi)滿足駐波比SWR<1.5，相對阻抗帶寬為26.3％，其中Port1表示端口1的駐波比，Port2表示端口2的駐波比。圖7是工作在760-990MHz頻段的隔離度S21曲線，S21代表端口1和端口2之間的隔離度，可見該基站天線的隔離度非常好，在整個頻帶內(nèi)滿足S21<-42dB。圖8是工作在760-990MHz頻段的水平面半功率波束寬度仿真曲線，其中Port1表示端口1激勵時的水平面半功率波束寬度，Port2表示端口2激勵時的水平面半功率波束寬度，可見整個頻帶內(nèi)基站天線的半功率波束寬度非常穩(wěn)定，滿足65°±6°的基站天線指標(biāo)要求。圖9是工作在760-990MHz頻段的增益仿真曲線，其中Port1表示端口1激勵時的增益，Port2表示端口2激勵時的增益，在整個頻段內(nèi)，天線的增益都在8dBi以上。

本實用新型實施例提供的雙極化基站天線，能夠通過輻射單元和饋電單元之間的縫隙進(jìn)行耦合饋電，使該耦合效應(yīng)引入一個新的高頻諧振模式，增加天線帶寬，從而在一個較寬的頻帶范圍內(nèi)輻射電磁波，而且，巴倫和饋電單元為金屬一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有更好的強(qiáng)度，易于組合成多制式基站天線。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。