專利名稱：一種多頻雙極化天線陣子及其天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天線領(lǐng)域，尤其涉及一種多頻雙極化天線陣子及其天線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，對基站天線的要求越來越高，尤其空間資源的緊張，就 對天線的大小和重量有了更嚴(yán)格的要求。目前，普通的多頻極化天線陣子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，高 度較高，占據(jù)空間大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種多頻雙極化天線陣子，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的 普通的多頻極化天線陣子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，高度較高，占據(jù)空間大的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種多頻雙極化天線陣子，包括從下到上依次平行 放置的反射板、低頻輻射片和高頻介質(zhì)板，所述反射板中部開設(shè)有一個通孔，通孔內(nèi)嵌裝有 低頻介質(zhì)板，低頻介質(zhì)板的下方裝有低頻屏蔽盒，所述低頻屏蔽盒、嵌裝有低頻介質(zhì)板的反 射板和低頻輻射片通過第一固定柱串接，所述低頻輻射片和高頻介質(zhì)板通過支承座固定連 接。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種天線系統(tǒng)，所述天線系統(tǒng)包括所述多頻雙極化天線陣子。本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于由于多頻雙極化天線陣子采用高 頻介質(zhì)板上的第一輻射結(jié)構(gòu)，第二輻射結(jié)構(gòu)，第三輻射結(jié)構(gòu)和第四輻射結(jié)構(gòu)來作為低頻輻 射介質(zhì)板上第五輻射結(jié)構(gòu)的引向片，從而大大降低了高度，節(jié)省了空間，且結(jié)構(gòu)簡單，具備 較高的增益和良好的交叉極化特性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的多頻雙極化天線陣子的立體圖；圖2是圖1所示實(shí)施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示實(shí)施例中的高頻介質(zhì)板的上表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1所示實(shí)施例中的高頻介質(zhì)板的下表面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖1所示實(shí)施例中高頻介質(zhì)板的是上表面部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是饋電電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是把饋電電纜的內(nèi)芯焊接在圖5所示高頻介質(zhì)板的的焊盤上的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖1所示實(shí)施例中的支承座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖1所示實(shí)施例中的反射板上的低頻介質(zhì)板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的高頻陣子的結(jié)構(gòu)示意圖13是本發(fā)明實(shí)施例提供的高頻陣子的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例提供的天線系統(tǒng)的應(yīng)用原理圖。圖中1. 反射板，2.高頻介質(zhì)板，3.低頻輻射片，4.饋電電纜，5.凸臺，6.縫隙， 7.支承座，8.低頻屏蔽盒，9.焊盤，10.下臺階，11.寄生金屬環(huán)片，12.上臺階，13.低頻 介質(zhì)板，14.圓孔，15.第五輻射結(jié)構(gòu)，16.傳輸介質(zhì)，17.外導(dǎo)體，18.凹槽，19.中空凸臺， 20.內(nèi)芯，21.上延伸臂，22.下延伸臂，23.空隙，24.第一固定柱，25.擋板，26.第一孔， 27.第二孔，28.第三孔，29.第四孔，30.第一輻射結(jié)構(gòu)，31，第二輻射結(jié)構(gòu)，32.第三輻射結(jié) 構(gòu)，33.第四輻射結(jié)構(gòu)，34。高頻第一級輻射片，35.高頻介質(zhì)板，36.高頻屏蔽盒，37.高頻 第一級輻射片，38.第二固定柱，39.第三固定柱，40.銅皮，41.縫隙，42.反射板，43.擋板， 44.高頻功分網(wǎng)絡(luò)，45.高頻濾波器，46.高頻移相器，47.高頻率濾波器的輸出端，50.低頻 功分網(wǎng)絡(luò)，51.低頻濾波器，52.低頻濾波器的輸出端，53.低頻移相器，101.多頻雙極化天 線陣子，102.反射板，103高頻陣子。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多頻雙極化天線陣子，包括從下到上 依次平行放置的反射板1、低頻輻射片3和高頻介質(zhì)板2，反射板1的兩側(cè)設(shè)置有擋板25，中 部開設(shè)有一個通孔，通孔內(nèi)嵌裝有低頻介質(zhì)板13，低頻介質(zhì)板13的下方裝有低頻屏蔽盒8， 低頻屏蔽盒8、嵌裝有低頻介質(zhì)板13的反射板1和低頻輻射片3通過第一固定柱24串接， 低頻輻射片3和高頻介質(zhì)板2通過支承座7固定連接。其中，低頻介質(zhì)板13的上表面覆蓋有一層金屬層。低頻介質(zhì)板13可通過膠或塑 料固件與反射板1進(jìn)行固定。低頻屏蔽盒8更具體的是焊接在低頻介質(zhì)板13的上表面覆蓋有的金屬層上。請參閱圖3至圖7，高頻介質(zhì)板2的上表面覆蓋有間隔分布的中間圍成空隙23的 第一輻射結(jié)構(gòu)30、第二輻射結(jié)構(gòu)31、第三輻射結(jié)構(gòu)32和第四輻射結(jié)構(gòu)33，高頻介質(zhì)板2的 下表面覆蓋有四個間隔分布的寄生金屬環(huán)片11，用以協(xié)調(diào)交叉極化，回波損耗等電氣性能 指標(biāo)達(dá)到一個理想的平衡狀態(tài)。其中第一輻射結(jié)構(gòu)30、第二輻射結(jié)構(gòu)31、第三輻射結(jié)構(gòu)32 和第四輻射結(jié)構(gòu)33上分別開設(shè)有第一孔26、第二孔27、第三孔28和第四孔29。所述第一 孔26、第二孔27、第三孔28和第四孔29通透過高頻介質(zhì)板2，第三孔28和第四孔29與空 隙23相通。第一輻射結(jié)構(gòu)30上設(shè)置有上延伸臂21，第二輻射結(jié)構(gòu)31上設(shè)置有下延伸臂22， 且上延伸臂21和下延伸臂22交叉且不接觸，下延伸臂22為凹形，凹形底部在高頻介質(zhì)板 2的下表面上。上延伸臂21和下延伸臂22的頂端分別延伸至第三孔28和第四孔29的中 心處。上延伸臂21和下延伸臂22的下表面上分別還設(shè)置有焊盤9，用來焊接饋電電纜4的 內(nèi)芯20。請參閱圖8，支承座7的頂部設(shè)置有兩個凸臺5和兩個中空凸臺19，分別插裝固定 在高頻介質(zhì)板2的第一孔26，第二孔27，第三孔28，第四孔29中，且分別與第一輻射結(jié)構(gòu)30，第二輻射結(jié)構(gòu)31，第三輻射結(jié)構(gòu)32，第四輻射結(jié)構(gòu)33相焊接，可以起到加固和接地作
用。 支承座7的底部固定安裝在低頻輻射片3上。支承座7內(nèi)部開設(shè)有凹槽18，饋電電纜4包括內(nèi)芯20，傳輸介質(zhì)16和外導(dǎo)體17。 饋電電纜穿過低頻屏蔽盒8，低頻介質(zhì)板2和低頻輻射片3上的饋電電纜孔后進(jìn)入凹槽18 中，凹槽18中分別設(shè)置有中空的下臺階10和上臺階12。下臺階10的內(nèi)徑小于外導(dǎo)體17 的內(nèi)徑，但大于傳輸介質(zhì)的外徑。上臺階12的內(nèi)徑大于內(nèi)芯20的外徑，但小于傳輸介質(zhì)16 的外徑。所以，當(dāng)饋電電纜4穿入后，外導(dǎo)體17便被下臺階10擋住，從而不能繼續(xù)穿入，而 外徑比外導(dǎo)體17小的傳輸介質(zhì)16則可以接續(xù)穿入，在上臺階10處被擋住，從而不能繼續(xù) 穿入，而比傳輸介質(zhì)16外徑小的內(nèi)芯20最后可穿到中空凸臺19的中間位置，從而可以焊 接固定在焊盤9上。其中，外導(dǎo)體17焊接在凹槽18上。另外，低頻屏蔽盒8，低頻介質(zhì)板2和低頻輻射片3上開設(shè)有供穿入饋電電纜4的 饋電電纜孔。請參閱圖9，低頻介質(zhì)板13的上表面覆蓋有第五輻射結(jié)構(gòu)15，所述第五輻射結(jié)構(gòu) 15的中間開設(shè)有一個十字形縫隙6，可露出低頻介質(zhì)板13的一部分，在十字形縫隙6的中 間位置對應(yīng)的低頻介質(zhì)板13處開設(shè)有圓孔14。通過低頻介質(zhì)板13背面的饋電傳輸線路耦合饋電至十字形縫隙6，第五輻射結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生的電磁場再通過低頻輻射片3、第一輻射結(jié)構(gòu)30、第二輻射結(jié)構(gòu)31、第三輻射結(jié)構(gòu)32、 第四輻射結(jié)構(gòu)33及寄生金屬環(huán)片11輻射出電磁波。其中，第一輻射結(jié)構(gòu)30，第二輻射結(jié)構(gòu)31，第三輻射結(jié)構(gòu)32，第四輻射結(jié)構(gòu)33和第 五輻射結(jié)構(gòu)15均采用金屬材料制成。請參閱圖10，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種天線系統(tǒng)，所述天線系統(tǒng)包括一個以上的 所述多頻雙極化天線陣子101。更具體的，所述天線系統(tǒng)包括一個以上均勻間隔排置的所述多頻雙極化天線陣子 101。其中，當(dāng)所述天線系統(tǒng)包括的多頻天線陣子為兩個以上時，多頻雙極化天線陣子 共用反射板102。請參閱圖11，本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種天線系統(tǒng)，在圖10所述兩個相鄰的多頻 雙極化天線陣子101之間還插裝有高頻陣子103，所述高頻陣子與多頻雙極化天線陣子共 用反射板102。更具體的，相鄰的所述多頻雙極化天線陣子之間的距離為相鄰的所述多頻雙極化 陣子和高頻陣子之間的距離的兩倍。該距離倍數(shù)關(guān)系主要是因?yàn)楦哳l段的頻率大約是低頻斷頻率的兩倍，即低頻段的 波長是高頻段的波長的兩倍得出。當(dāng)然，在具體應(yīng)用中，可以適當(dāng)?shù)脑趦杀蹲笥业姆秶鷥?nèi)調(diào)
iF. ο請參閱圖12和圖13，高頻陣子包括從下到上依次平行放置的反射板42，高頻第二 輻射片34，高頻第一輻射片37，所述反射板42的兩側(cè)設(shè)置有擋板43，中部開設(shè)有一個通孔，通孔內(nèi)嵌裝有高頻介質(zhì)板35，高頻介質(zhì)板35的下方裝有高頻屏蔽盒36，所述高頻介質(zhì)板35 與所述高頻第二輻射片34通過第二固定柱38固定連接，所述高頻第二輻射片34與所述高 頻第一輻射片37通過第三固定柱39固定連接。其中，所述高頻介質(zhì)板35的上表面還覆蓋有一層銅皮40，所述銅皮40中間開設(shè)有 一個十字形縫隙41，可露出所述高頻介質(zhì)板35的一部分。其中，所述高頻屏蔽盒36由金屬材料制成。

所述第二固定柱38，第三固定柱39由塑料制成。請參閱圖14，為本發(fā)明實(shí)施例提供的天線系統(tǒng)的應(yīng)用原理圖。其中，相鄰的高頻陣子103和多頻雙極化天線陣子101之間通過高頻功分網(wǎng)絡(luò)44 連接有用于使傳輸信號到達(dá)下個高頻陣子的相位產(chǎn)生連續(xù)線性變化，進(jìn)而改變輻射方向的 下傾角度的高頻移相器46，其中高頻功分網(wǎng)絡(luò)44的主饋線端連接有用于濾掉低頻信號的 高頻濾波器45，高頻濾波器的輸出端47用于連接高頻饋電電纜。其中，相鄰的多頻雙極化天線陣子101之間通過低頻功分網(wǎng)絡(luò)50連接有用于使傳 輸信號到達(dá)下個多頻雙極化天線陣子的相位產(chǎn)生連續(xù)線性變化，進(jìn)而改變輻射方向的下傾 角度的低頻移相器53，其中低頻功分網(wǎng)絡(luò)50的主饋線端連接有用于濾掉高頻信號的低頻 濾波器51，低頻濾波器的輸出端52用于連接低頻饋電電纜。例如，當(dāng)?shù)皖l移相器使從上一個到下一個多頻雙極化天線陣子的相位狀態(tài)設(shè)置為 {0，-Φ1; -2Φ” _3 Φ]，則天線的下傾角θ i由式辦=￥為- sin代確定，其中Cl1是多頻雙極
aI
化天線陣子的間距，X1是傳輸信號波長。同理，當(dāng)高頻移相器使從上一個到下一個高頻陣子的相位狀態(tài)設(shè)置為
2n
{0，-Φ2，-2Φ2，-3Φ2}，則天線的下傾角θ2由式為=^A-Sin込確定，其中d2是高頻單 元間距，《=^dl, λ 2是高頻傳輸信號波長，A2 -Α。本發(fā)明的多頻雙極化天線陣子及其天線系統(tǒng)，由于多頻雙極化天線陣子采用高頻 介質(zhì)板上的第一輻射結(jié)構(gòu)，第二輻射結(jié)構(gòu)，第三輻射結(jié)構(gòu)和第四輻射結(jié)構(gòu)來作為低頻輻射 介質(zhì)板上第五輻射結(jié)構(gòu)的引向片，從而大大降低了高度，節(jié)省了空間，且結(jié)構(gòu)簡單，具備較 高的增益和良好的交叉極化特性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多頻雙極化天線陣子，其特征在于，包括從下到上依次平行放置的反射板、低頻 輻射片和高頻介質(zhì)板，所述反射板中部開設(shè)有一個通孔，通孔內(nèi)嵌裝有低頻介質(zhì)板，低頻介 質(zhì)板的下方裝有低頻屏蔽盒，所述低頻屏蔽盒、嵌裝有低頻介質(zhì)板的反射板和低頻輻射片 通過第一固定柱串接，所述低頻輻射片和高頻介質(zhì)板通過支承座固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述高頻介質(zhì)板的上表面 覆蓋有間隔分布的中間圍成空隙的第一輻射結(jié)構(gòu)、第二輻射結(jié)構(gòu)、第三輻射結(jié)構(gòu)和第四輻 射結(jié)構(gòu)，下表面覆蓋有四個間隔分布的寄生金屬環(huán)片，所述第一輻射結(jié)構(gòu)、第二輻射結(jié)構(gòu)、 第三輻射結(jié)構(gòu)和第四輻射結(jié)構(gòu)上分別開設(shè)有通透過高頻介質(zhì)板的第一孔、第二孔、第三孔 和第四孔。
3.如權(quán)利要求2所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述第三孔和第四孔與所 述空隙相通。
4.如權(quán)利要求2所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述第一輻射結(jié)構(gòu)和第二 輻射結(jié)構(gòu)上分別設(shè)置有交叉且不接觸的上延伸臂和下延伸臂，所述上延伸臂和下延伸臂的 頂端分別延伸至所述第三孔和第四孔的中心處。
5.如權(quán)利要求4所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述述上延伸臂和下延伸 臂的下表面上分別設(shè)置有焊盤。
6.如權(quán)利要求2所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述支承座的頂部設(shè)置有 兩個凸臺和兩個中空凸臺，分別插裝固定在高頻介質(zhì)板的第一孔，第二孔，第三孔，第四孔 中，且分別與第一輻射結(jié)構(gòu)，第二輻射結(jié)構(gòu)，第三輻射結(jié)構(gòu)，第四輻射結(jié)構(gòu)相焊接。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述支承座內(nèi) 部開設(shè)有凹槽，所述凹槽中分別設(shè)置有中空的下臺階和上臺階，所述下臺階的內(nèi)徑小于饋 電電纜的外導(dǎo)體的內(nèi)徑且大于饋電電纜的傳輸介質(zhì)的外徑，所述上臺階的內(nèi)徑大于饋電電 纜的內(nèi)芯的外徑且小于饋電電纜的傳輸介質(zhì)的外徑。
8.如權(quán)利要求7所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述低頻介質(zhì)板的上表面 覆蓋有第五輻射結(jié)構(gòu)，所述第五輻射結(jié)構(gòu)的中間開設(shè)有一個十字形縫隙，在十字形縫隙的 中間位置對應(yīng)的低頻低頻介質(zhì)板處開設(shè)有圓孔。
9.如權(quán)利要求7所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述反射板的兩側(cè)設(shè)置有 擋板。
10.如權(quán)利要求7所述的多頻雙極化天線陣子，其特征在于，所述低頻屏蔽盒，低頻介 質(zhì)板和低頻輻射片上開設(shè)有供穿入饋電電纜的饋電電纜孔。
11.一種天線系統(tǒng)，其特征在于，所述天線系統(tǒng)包括至少一個權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng) 所述的多頻雙極化天線陣子。
12.如權(quán)利要求11所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述多頻雙極化天線陣子均勻間隔 排置。
13.如權(quán)利要求12所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，兩個相鄰的所述多頻雙極化天線陣 子之間還插裝有高頻陣子，所述高頻陣子與多頻雙極化天線陣子共用反射板，相鄰的所述 多頻雙極化天線陣子之間的距離為相鄰的所述多頻雙極化陣子和高頻陣子之間的距離的兩倍。
全文摘要
本發(fā)明適用于天線領(lǐng)域，提供了一種多頻雙極化天線陣子及其天線系統(tǒng)，多頻雙極化天線陣子包括從下到上依次平行放置的反射板、低頻輻射片和高頻介質(zhì)板，反射板中部開設(shè)有一個通孔，通孔內(nèi)嵌裝有低頻介質(zhì)板，低頻介質(zhì)板的下方裝有低頻屏蔽盒，低頻屏蔽盒、嵌裝有低頻介質(zhì)板的反射板和低頻輻射片通過第一固定柱串接，低頻輻射片和高頻介質(zhì)板通過支承座固定連接。本發(fā)明的多頻雙極化天線陣子及其天線系統(tǒng)，由于多頻雙極化天線陣子采用高頻介質(zhì)板上的第一輻射結(jié)構(gòu)，第二輻射結(jié)構(gòu)，第三輻射結(jié)構(gòu)和第四輻射結(jié)構(gòu)來作為低頻輻射介質(zhì)板上第五輻射結(jié)構(gòu)的引向片，從而大大降低了高度，節(jié)省了空間，且結(jié)構(gòu)簡單，具備較高的增益和良好的交叉極化特性。
文檔編號H01Q1/12GK102104203SQ20091018920
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者丁玲, 曾周平, 黃建軍, 黃飛 申請人:摩比天線技術(shù)(深圳)有限公司