本實用新型涉及差分寬帶基站天線
技術(shù)領(lǐng)域：
：，具體涉及一種具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線。
背景技術(shù)：
：：隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展，不同的無線通信系統(tǒng)的工作頻段各不相同，比如2G工作在1710–1920MHZ頻段，3G工作在1880–2170MHZ頻段，而4G卻在2300–2400MHZ、2570–2690MHZ頻段。為了同時滿足不同通信系統(tǒng)的需求，基站天線須同時覆蓋1710–2690MHZ頻段。此外，無信通信系統(tǒng)對射頻器件的小型化、高集成度需求也越來越強烈。當前，射頻電路大都采用差分技術(shù)來傳輸信號，大部分的射頻前端器件都可以直接集成到收發(fā)器芯片上。然而作為射頻前端電路的重要器件，大多數(shù)天線卻被設(shè)計成單端口器件，不能直接與差分器件集成，而需要額外采用巴倫把差分天線轉(zhuǎn)換為單端口信號再饋入天線。巴倫的使用一方面增加了獨立器件的數(shù)量，從而增加了負荷，另一方面會造成損耗，使天線的性能降低。采用差分饋電的天線將天線由單端口形式改為雙端口形式，直接把差分信號饋進天線的兩個端口，從而不需要另加巴倫。差分天線可以直接與差分電路集成，不需要使用巴倫，而且還天然具有共模抑制的特性，這樣既提高了天線性能，又減輕了負荷。2013年，Qing-XinChu,YuLuo在“IEEETRANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION”發(fā)表題為“ABroadbandUnidirectionalMulti-DipoleAntennaWithVeryStableBeamwidth”的文章中，使用傳統(tǒng)的單端口天線設(shè)計方法，采用微帶線饋電方式，通過在兩個傾斜為50度的介質(zhì)面上印制一對長偶極子與一對短偶極子，實現(xiàn)了寬阻抗帶寬和穩(wěn)定方向圖。但由于該天線不是差分饋電，所以不能直接和射頻電路相連，因而也沒有共模抑制特性。2015年，Qing-XinChu,YuLuo在“IEEETRANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION”發(fā)表題為“OrientalCrown-ShapedDifferentiallyFedDual-PolarizedMultidipoleAntenna”的文章中，利用兩個差分饋電端口，實現(xiàn)了超寬頻帶雙極化，與傳統(tǒng)的單端口天線相比，該差分天線在整個頻帶內(nèi)實現(xiàn)了很好的輻射方向圖和良好的增益。在現(xiàn)代基站天線中，不僅需要很寬的帶寬，而且需要有穩(wěn)定的輻射方向圖，以便能在寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)信號在蜂窩網(wǎng)絡中的均勻覆蓋。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的是為了克服傳統(tǒng)單端口基站天線輻射不能抑制共模以及基站天線不易于射頻電路相連的技術(shù)缺陷，提供一種具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線，它具有寬阻抗帶寬、穩(wěn)定波瓣寬度、良好的共模抑制特性，能夠滿足小型化，低成本，易與差分電路集成的要求。本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到：一種具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線，包括第三介質(zhì)基板1c、位于所述第三介質(zhì)基板1c下方的接地板5、以及位于所述第三介質(zhì)基板1c與所述接地板5之間的第一同軸線3a和第二同軸線3b以及用于支撐所述第三介質(zhì)基板1c的第一支撐板4a和第二支撐板4b、位于所述第三介質(zhì)基板1c上方左右兩側(cè)的對稱傾斜設(shè)置的第一介質(zhì)基板1a和第二介質(zhì)基板1b；所述第一介質(zhì)基板1a的下側(cè)面設(shè)置有第一共面帶狀線7a、第一長偶極子8a以及第一短偶極子9a，所述第二介質(zhì)基板1b的下側(cè)面設(shè)置有第二共面帶狀線7、第二長偶極子8b以及第二短偶極子9b；所述第三介質(zhì)基板1c的下側(cè)面設(shè)置有第三共面帶狀線7c、第一金屬板12a、第二金屬板12b，所述第三介質(zhì)基板1c的上側(cè)面設(shè)置有微帶線11；其中，所述第一長偶極子8a、所述第二長偶極子8b、所述第一短偶極子9a、所述第二短偶極子9b構(gòu)成的多偶極子天線，用于完成天線信號的發(fā)射或接收；而所述第三共面帶狀線7c左右兩端分別與所述第一共面帶狀線7a、所述第二共面帶狀線7b相連，同時，所述第一共面帶狀線7a、所述第二共面帶狀線7b、所述第三共面帶狀線7c以及所述第一同軸線3a、所述第二同軸線3b、所述第一金屬板12a、所述第二金屬板12b組成所述寬帶差分多偶極子天線的饋電部分，用于完成天線的饋電功能。進一步地，所述第一介質(zhì)基板1a和所述第二介質(zhì)基板1b與所述第三介質(zhì)基板1c的傾斜角度分別為正、負54度。進一步地，所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b均包括內(nèi)導體和外導體，所述接地板5與所述第一同軸線3a以及所述第二同軸線3b連接的位置開設(shè)有第一端口6a和第二端口6b，所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b底端的內(nèi)導體分別通過所述第一端口6a和所述第二端口6b穿過所述接地板5；所述第三介質(zhì)基板1c與所述第一同軸線3a以及所述第二同軸線3b連接的位置開設(shè)有第一通孔10a和第二通孔10b；所述第一同軸線3a頂端的內(nèi)導體穿過所述第一通孔10a后與所述第三介質(zhì)基板1c上側(cè)面的所述微帶線11相連，所述第二同軸線3b頂端的內(nèi)導體穿過所述第二通孔10b后與所述第三介質(zhì)基板1c上側(cè)面的所述微帶線11相連。進一步地，天線信號從所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b底端的內(nèi)導體，通過SMA頭接入或接出。進一步地，所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b的外導體用于連接所述第三介質(zhì)基板1c下側(cè)面的金屬地板和所述接地板5。進一步地，所述微帶線11關(guān)于所述第三共面帶狀線7c對稱，所述微帶線11對所述第三共面帶狀線7c進行輻射。進一步地，所述第一長偶極子8a、所述第二長偶極子(8b)、所述第一短偶極子9a、所述第二短偶極子9b相互平行，且所述第一長偶極子8a、所述第一短偶極子9a與所述第一共面帶狀線7a垂直連接，所述第二長偶極子8b、第二短偶極子9b與第二共面帶狀線7b垂直連接。進一步地，所述接地板5的四周邊緣設(shè)置有垂直連接的三角形的第一翻邊2a、第二翻邊2b、第三翻邊2c、第四翻邊2d。進一步地，所述微帶線11與所述第一金屬板12a、所述第二金屬板12b平行，其中，所述所述第一金屬板12a和所述第二金屬板12b分別開設(shè)有第一過孔13a、第二過孔13b，用于所述第一同軸線3a、第二同軸線3b穿過。進一步地，所述第一金屬板12a和所述第二金屬板12b、所述第一同軸線3a與所述第二同軸線3b的內(nèi)外導體、所述第一支撐板4a與所述第二支撐板4b采用的金屬為銅。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：1、本實用新型設(shè)計出一款具有共模抑制特性、采用同軸線-共面帶狀線饋電方式的差分寬帶基站天線，該天線實現(xiàn)了很好的輻射方向圖，具有設(shè)計簡單，體積小，成本低，特性好的優(yōu)點。2、與單端口基站天線天線相比，本設(shè)計采用差分饋電設(shè)計，在整個頻段內(nèi)能較好的抑制共模。3、與已有差分基站天線相比，本設(shè)計具有穩(wěn)定的輻射方向圖。4、與已有差分基站天線相比，本設(shè)計具有穩(wěn)定的波瓣寬度，可以滿足不同通信系統(tǒng)的要求。附圖說明圖1(a)是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線的立體結(jié)構(gòu)圖；圖1(b)是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子的接地板；圖2(a)是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線的偶極子部分；圖2(b)是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線的另一偶極子部分；圖3是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線的饋電結(jié)構(gòu)圖；圖4是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線在差分模式下的反射參數(shù)曲線圖；圖5是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線在共模模式下的反射參數(shù)曲線圖；圖6是實施例提出的具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線的增益曲線圖；1a---第一介質(zhì)基板，1b---第二介質(zhì)基板，1c---第三介質(zhì)基板，2a---第一翻邊，2b---第二翻邊，2c---第三翻邊，2d---第四翻邊，3a---第一同軸線，3b---第二同軸線，4a---第一支撐板，4b---第二支撐板，5---接地板，6a---第一端口，6b---第二端口，7a---第一共面帶狀線，7b---第二共面帶狀線，7c---第三共面帶狀線，8a---第一長偶極子，8b---第二長偶極子，9a---第一短偶極子，9b---第二短偶極子，10a---第一通孔，10b---第二通孔，11---微帶線，12a---第一金屬板，12b---第二金屬板，13a---第一過孔，13b---第二過孔。具體實施方式為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，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)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例本實施例公開了一種具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線，饋電方式采用同軸線與共面帶狀線結(jié)合的結(jié)構(gòu)。該天線應用于1710MHz-2690MHz的通信頻段，在現(xiàn)代無線通信的基站天線領(lǐng)域具有潛在的應用價值。天線采用PCB板進行加工，與常用的雙極化天線相比具有更加簡單的結(jié)構(gòu)。本實施例中，三塊介質(zhì)基板均采用PCB板，所有偶極子均在第一介質(zhì)基板1a、第二介質(zhì)基板1b下側(cè)面呈對稱分布，通過第一共面帶狀線7a、第二共面帶狀線7b、第三共面帶狀線7c為所有偶極子傳遞等輻反向的電流，這樣使得本實施例具有穩(wěn)定的輻射方向圖和良好的共模抑制特性。如附圖1(a)中具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的寬帶差分多偶極子天線的立體結(jié)構(gòu)圖所示，本實施例公開的一種采用具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的差分多偶極子天線，包括第三介質(zhì)基板1c、位于所述第三介質(zhì)基板下方的接地板5、以及位于所述第三介質(zhì)基板1c與所述接地板5之間的第一同軸線3a、第二同軸線3b、第一支撐板4a和第二支撐板4b，位于所述第三介質(zhì)基板1c上方左右兩側(cè)的第一介質(zhì)基板1a、第二介質(zhì)基板1b。如圖2(a)和圖2(b)所示，所述第一介質(zhì)基板1a的下側(cè)面設(shè)置有第一共面帶狀線7a、第一長偶極子8a以及第一短偶極子9a，所述第二介質(zhì)基板1b的下側(cè)面設(shè)置有第二共面帶狀線7b、第二長偶極子8b以及第二短偶極子9b，第一、第二介質(zhì)基板的上側(cè)面均沒有元器件。如圖3所示，第三介質(zhì)基板1c的下側(cè)面設(shè)置有第三共面帶狀線7c、第一金屬板12a、第二金屬板12b，第三介質(zhì)基板1c的上側(cè)面設(shè)置有微帶線11。其中第一長偶極子8a、第二長偶極子8b、第一短偶極子9a、第二短偶極子9b構(gòu)成的多偶極子天線，用于完成天線信號的發(fā)射或接收；而第一共面帶狀線7a、第二共面帶狀線7b、第三共面帶狀線7c，以及第一同軸線3a、第二同軸線3b再加上第一金屬板12a、第二金屬板12b，共同組成具有穩(wěn)定波瓣寬度和共模抑制特性的差分多偶極子天線的饋電部分，用于完成天線的饋電功能。所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b均包括內(nèi)導體和外導體，所述接地板5與所述第一同軸線3a以及所述第二同軸線3b連接的位置開設(shè)有第一端口6a和第二端口6b，所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b底端的內(nèi)導體通過所述第一端口6a和第二端口6b穿過所述接地板5。所述第三介質(zhì)基板1c與所述第一同軸線3a以及所述第二同軸線3b連接的位置開設(shè)有第一通孔10a和第二通孔10b；所述第一同軸線3a的內(nèi)導體穿過所述第一通孔10a后與所述第三介質(zhì)基板1c上側(cè)面的微帶線11相連，所述第二同軸線3b的內(nèi)導體穿過所述第二通孔10b后與所述第三介質(zhì)基板1c上側(cè)面的微帶線11相連，天線信號從所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b底端的內(nèi)導體，通過SMA頭接入或接出。具體應用中，所述微帶線11關(guān)于所述第三共面帶狀線7c對稱，所述微帶線11對所述第三共面帶狀線7c進行輻射，進一步地，由于所述第三共面帶狀線7c左右兩端分別與所述第一共面帶狀線7a、所述第二共面帶狀線7b相連，故能量傳輸?shù)靡赃M行。具體應用中，所述第一共面帶狀線7a與第一長偶極子8a、第一短偶極子9a相連，而所述第二共面帶狀線7b與第二長偶極子8b、第二短偶極子9b相連，所以能量傳輸?shù)剿信紭O子上面，并因此由所有偶極子將能量輻射出去。具體應用中，所述第一、第二、第三介質(zhì)基板均為PCB板，所述反射地板5是鍍銅的PCB板，所述第一支撐板4a和第二支撐板4b為鍍銅的PCB板。具體應用中，所述第一同軸線3a和所述第二同軸線3b的外導體用于連接所述第三介質(zhì)基板1c下側(cè)面的金屬地板和所述接地板5。具體應用中，所述介質(zhì)基板1c和第一同軸線3a、第二同軸線3b相互垂直，與所述接地板5相互平行，第一介質(zhì)基板1a、第二介質(zhì)基板1b與第三介質(zhì)基板1c進一步地所成夾角大小為54度，所述第一翻邊2a、所述第二翻邊2b、所述第三翻邊2c、所述第四翻邊2d與所述接地板5垂直。具體應用中，所述第一長偶極子8a、第二長偶極子8b、第一短偶極子9a、第二短偶極子9b相互平行，且所述第一長偶極子8a、第一短偶極子9a與第一共面帶狀線7a垂直，所述第二長偶極子8b、第二短偶極子9b與第二共面帶狀線7b垂直。具體應用中，所述微帶線11與所述第一金屬板12a、所述第二金屬板12b平行。所述第一過孔13a、第二過孔13b用于第一同軸線3a、第二同軸線3b穿過，且可避免與第一同軸線3a、第二同軸線3b的外芯短路，所述第一同軸線3a、第二同軸線3b分別傳輸幅度相等、相位相反的信號。整個天線是關(guān)于xoz面和yoz面對稱的，其中，第一支撐板4a和第二支撐板4b支撐第三介質(zhì)基板1c。其中，第一同軸線3a的內(nèi)導體、第二同軸線3b的內(nèi)導體分別穿過第一通孔10a、第二通孔10b后與第三介質(zhì)基板1c上側(cè)面的微帶線11相連。其中，接地板5是鍍銅的PCB板。接地板5與第一同軸線3a以及第二同軸線3b連接的位置設(shè)置有第一端口6a和第二端口6b，用于連接饋電的輸入輸出接口。其中，第一同軸線3a的外導體和第二同軸線3b的外導體用于連接第三介質(zhì)基板1c下層的第一金屬板12a、第二金屬板12b和接地板5。所述第一金屬板12a、第二金屬板12b上開設(shè)的第一過孔13a和第二過孔13b用于第一同軸線3a、第二同軸線3b通過，并使信號從第一同軸線3a和第二同軸線3b底端的內(nèi)導體，通過SMA頭接入或接出。本實施例利用多偶極子和差分饋電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生穩(wěn)定輻射方向圖和共模抑制特性，并實現(xiàn)了超寬帶工作，利用接地板及其四周的三角形翻邊實現(xiàn)了穩(wěn)定的波瓣寬度。電磁仿真差模反射系數(shù)曲線如附圖4，共模反射系數(shù)曲線如附圖5所示，增益曲線如附圖6所示。上述實施例中，所述PCB板采用FR-4材料構(gòu)成；所述第一金屬板12a和第二金屬板12b、第一同軸線3a與第二同軸線3b的內(nèi)外導體、第一支撐板4a、第二支撐板4b采用的金屬為銅。綜上所述，本實用新型采用差分共面波導饋電形式，利用一對長偶極子和一對短偶極子，通過把它們印制在兩個傾斜角度均為54度的介質(zhì)基板上，實現(xiàn)了寬阻抗帶寬，并且在整個頻帶范圍內(nèi)輻射方向圖很穩(wěn)定，特別是具有很好的共模抑制特性。與現(xiàn)有的差分天線相比較，本實用新型專利具有更穩(wěn)定的E面和H面波瓣寬度，因此可以適用于不同的無線通信系統(tǒng)。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3