寬頻雙極化天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬頻雙極化天線，在反射板上每個雙極化振子主體周邊設(shè)置2個或4個寄生輻射縫隙，可以將天線陣列的前后比提高2dB～6dB，并且在一定程度上改善了隔離度指標。此外，隔離組件的使用不僅明顯提高了輻射單元S參數(shù)的收斂性，改善了天線陣列的阻抗和隔離度指標，而且較大幅度的改善了天線陣列方向圖水平面的交叉極化比指標，滿足了目前基站天線在寬頻段高性能方面的需求，在通信領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】寬頻雙極化天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種寬頻雙極化天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展，寬頻高輻射性能基站天線的需求逐漸顯現(xiàn),寬頻即在多個移動通信工作頻率范圍內(nèi)均具有優(yōu)良的阻抗和隔離度指標，高輻射性能即具有優(yōu)良的輻射指標，特別是水平面輻射指標，以實現(xiàn)良好的覆蓋效果。
[0003]基站天線的性能主要取決于天線陣列中單元的性能?，F(xiàn)階段主要是通過優(yōu)化設(shè)計輻射振子本身的形式和尺寸來改善駐波比和隔離度指標，但是這種方式改善的程度有限，難以滿足寬頻帶多制式的應(yīng)用場合。交叉極化比和前后比是水平面輻射特性中比較重要的兩個指標，對于超寬帶天線來說，高頻段交叉極化比和低頻段前后比是制約水平面輻射性能的兩個關(guān)鍵因素，現(xiàn)階段主要是通過優(yōu)化輻射振子本身的尺寸和簡單改變反射板的截面尺寸來改善上述指標，但由于改善程度有限，從而容易導(dǎo)致低頻段越區(qū)干擾和高頻段分集接收效果變差，此外，由于通常來說下傾時高頻段交叉極化比指標變差，這樣也就縮小了天線的下傾角度范圍，從而限制了基站天線的使用場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述情況，本發(fā)明提出了一種寬頻雙極化天線，以優(yōu)化天線的阻抗和隔離度指標。
[0005]一種寬頻雙極化天線，包括至少一個雙極化振子主體、至少兩個隔離組件，及一個反射板；
[0006]所述雙極化振子主體依次裝設(shè)于所述反射板上，形成一個陣列，陣列的兩端，以及相鄰兩個所述雙極化振子主體之間分別安裝一個所述隔離組件，所述反射板在每個所述雙極化振子主體所在位置的附近設(shè)置兩個或四個矩形槽，每個矩形槽成為一個寄生輻射縫隙，
[0007]所述雙極化振子主體包括振子輻射臂和支撐巴倫。
[0008]本發(fā)明寬頻雙極化天線在反射板上每個雙極化振子主體周邊設(shè)置2個或4個寄生輻射縫隙，可以將天線陣列的前后比提高2dB?6dB，并且在一定程度上改善了隔離度指標。此外，隔離組件的使用不僅明顯提高了輻射單元S參數(shù)的收斂性，改善了天線陣列的阻抗和隔離度指標，而且較大幅度的改善了天線陣列方向圖水平面的交叉極化比指標，滿足了目前基站天線在款頻段高性能方面的需求，在通信領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明寬頻雙極化天線中輻射單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明寬頻雙極化天線第一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明寬頻雙極化天線第二實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖4為本發(fā)明寬頻雙極化天線第三實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5為本發(fā)明寬頻雙極化天線第四實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖6為本發(fā)明寬頻雙極化天線第五實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖7為本發(fā)明寬頻雙極化天線中輻射單元的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0017]本發(fā)明的寬頻雙極化天線是一種寬頻高輻射性能的寬頻雙極化天線，其包括至少一個雙極化振子主體、至少兩個隔離組件，及一個反射板。
[0018]所述雙極化振子主體包括振子輻射臂和支撐巴倫，各個雙極化振子主體依次裝設(shè)于所述反射板上，形成一個陣列，陣列的兩端，以及相鄰兩個所述雙極化振子主體之間分別安裝一個所述隔離組件，所述反射板在每個所述雙極化振子主體所在位置的附近設(shè)置兩個或四個矩形槽，每個矩形槽成為一個寄生輻射縫隙。
[0019]如圖1所示，一個雙極化振子主體5，及其周邊的寄生輻射縫隙4和隔離組(1、2、3組成的隔離組件)件形成一個福射單元，福射單元橫向截面如圖7所示。
[0020]雙極化振子主體可以為圖1中標注5所示的形式，也可以為圖6中標注7所示的形式，或者其它類型的等效對稱振子形式，通過鈑金或者壓鑄等工藝制作而成，振子主體位于反射板6的橫向中心位置，高度近似為1/4個中心工作波長，作為主要輻射部分進行電磁信號的發(fā)射和接收。所述的中心工作波長為本寬頻雙極化天線的中心工作波長。
[0021]寄生輻射縫隙為在反射板上所開的矩形槽，如圖1中標注4所示的形式，縫隙長度為0.2~0.5個中心工作波長，寬度為0.01~0.04個中心工作波長。
[0022]在本寬頻雙極化天線的第一個實施例中，如圖1、2所示，每個輻射單元包括兩個寄生輻射縫隙，縱向?qū)ΨQ分布于雙極化振子主體5的兩側(cè)，每個縫隙與雙極化振子主體5的垂直中心距離為0.1~0.3個中心工作波長。通過優(yōu)化寄生輻射縫隙的尺寸和具體位置，可以將整個輻射單元的前后比提高2dB~6dB，并且在一定程度上改善輻射單元的隔離度指標。所述的縱向是沿著反射板的長度所在的方向，或者說沿著輻射單元排列的方向，以下出現(xiàn)的方向都是以此為基準。
[0023]在本寬頻雙極化天線的第二個實施例中，寄生輻射縫隙也可以橫向?qū)ΨQ分布于雙極化振子主體的兩側(cè)，具體實現(xiàn)形式為如圖3中標注8所示，其尺寸和具體位置與實施例
--致。
[0024]在本寬頻雙極化天線的第三個實施例中，每個輻射單元也可以包括4個寄生輻射縫隙，每一對分別縱向和橫向?qū)ΨQ分布于雙極化振子主體的兩側(cè)，具體實現(xiàn)形式如圖4中標注9所示，其尺寸和具體位置與實施例一一致。
[0025]在本寬頻雙極化天線的第四個實施例中，每個輻射單元也可以包括4個寄生輻射縫隙，每一對分別在+45°和-45°方向?qū)ΨQ分布于雙極化振子主體的兩側(cè)，具體實現(xiàn)形式如圖5中標注10所示，其尺寸和具體位置與實施例一一致。
[0026]圖6所示的寬頻雙極化天線，其中的雙極化振子主體與其他幾個實施例中的都不同，可以作為第五個實施例。
[0027]兩個隔離組件對稱分布于雙極化振子主體的兩側(cè)，優(yōu)選地，每一個隔離組件與振子主體之間的垂直中心距離為0.35?0.45個中心工作波長，具體如圖1所示。在天線陣列中，每一個隔離組件與相鄰振子主體之間的垂直中心距離為相鄰振子主體間距的1/2，如圖2所示。
[0028]作為一個優(yōu)選的實施例，隔離組件的橫向截面如圖7中所示，每一個隔離組件由一個“幾”字形折彎的金屬片(優(yōu)選地為鋁片)、兩個塑料螺柱2和四個塑料螺釘3所組成；其中鋁片包括一個上段1、兩個傾斜段12和兩個下段13，其中上段I的長度為0.1?
0.25個中心工作波長，寬度為3mm?10mm，平行置于反射板上，與反射板的垂直中心距離為
0.25?0.5個中心工作波長。傾斜段12與上段I之間的夾角A為10°?50°之間，寬度與上段I相同。下段13的長度和寬度范圍為5_?15_，其通過塑料螺釘3與塑料螺柱2緊密連接在一起。整個鋁片由鈑金加工而成，厚度范圍為I?3mm。塑料螺柱2高度范圍為IOmm?30mm，兩個塑料螺柱之間的距離為0.45?0.7個中心工作波長。塑料螺柱與發(fā)射板之間通過塑料螺釘連接在一起。
[0029]隔離組件的使用不僅明顯提高了輻射單元S參數(shù)的收斂性，改善了輻射單元及其天線陣列的阻抗和隔離度指標，而且較大幅度的改善了輻射單元及其陣列方向圖水平面的交叉極化比指標。隔離組件和反射板之間采用絕緣接觸，也保證了互調(diào)指標。此外，由于折彎鋁片采用“幾”字形結(jié)構(gòu)，從而可以有效避免結(jié)構(gòu)變形。
[0030]輻射單元位于反射板6上，通過調(diào)節(jié)反射板寬度和側(cè)邊14的尺寸可以優(yōu)化方向圖。輻射單元組成的陣列如圖2-6所示，通過合理優(yōu)化尺寸可以獲得滿足使用要求的基站天線陣列。
[0031]上述輻射單元及其形成的天線陣列的相對帶寬在40%以上，水平面方向圖中軸向交叉極化比指標大于25dB，±60°交叉極化比大于15dB，前后比大于27dB，完全可以滿足目前基站天線所需的寬頻段高性能的需求。相比于現(xiàn)有的基站輻射單元及天線陣列，不僅具有更優(yōu)的阻抗和隔離度指標，而且明顯改善了輻射水平面的交叉極化比和前后比指標，同時保證了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和互調(diào)指標。
[0032]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種寬頻雙極化天線，其特征在于， 包括至少一個雙極化振子主體、至少兩個隔離組件，及一個反射板； 所述雙極化振子主體依次裝設(shè)于所述反射板上，形成一個陣列，陣列的兩端，以及相鄰兩個所述雙極化振子主體之間分別安裝一個所述隔離組件，所述反射板在每個所述雙極化振子主體所在位置的附近設(shè)置兩個或四個矩形槽，每個矩形槽成為一個寄生輻射縫隙， 所述雙極化振子主體包括振子輻射臂和支撐巴倫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻雙極化天線，其特征在于， 每個所述隔離組件包括一個幾字形折彎的金屬片、兩個塑料螺柱和四個塑料螺釘，所述金屬片通過所述塑料螺柱和所述塑料螺釘固定在所述反射板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬頻雙極化天線，其特征在于， 所述金屬片包括一個上段(I)、兩個傾斜段(12)和兩個下段(13)，所述上段(I)的長度為0.1?0.25個中心工作波長，寬度為3mm?10mm，平行置于所述反射板上，與所述反射板的垂直中心距離為0.25?0.5個中心工作波長，傾斜段(12)與上段(I)之間的夾角為10°?50°之間，寬度與上段⑴相同，下段(13)的長度和寬度范圍為5mm?15mm，其通過塑料螺釘(3)與塑料螺柱(2)緊密連接在一起，所述金屬片厚度范圍為I?3_，所述塑料螺柱(2)高度范圍為IOmm?30mm，兩個所述塑料螺柱之間的距離為0.45?0.7個中心工作波長，所述塑料螺柱與所述發(fā)射板之間通過所述塑料螺釘連接在一起， 所述橫向、縱向或成45度角是相對所述雙極化振子主體的陣列的排列方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的寬頻雙極化天線，其特征在于，所述金屬片為鋁片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬頻雙極化天線，其特征在于， 所述反射板上的每個所述寄生輻射縫隙的長度為0.2?0.5個中心工作波長，寬度為0.01?0.04個中心工作波長，并橫向?qū)ΨQ、縱向?qū)ΨQ或成45度角對稱分布于每個所述雙極化振子主體的周邊，到所述雙極化振子主體的垂直中心距離為0.1?0.3個中心工作波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬頻雙極化天線，其特征在于， 所述雙極化振子主體為對稱振子形式，通過鈑金或壓鑄工藝制作而成，位于所述反射板的橫向中心位置，高度為1/4個中心工作波長。
【文檔編號】H01Q21/00GK103647138SQ201310582939
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】季勝利, 陳韶明 申請人:廣州杰賽科技股份有限公司