一種寬頻輻射單元及天線陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到移動通信基站天線領(lǐng)域，具體是一種適用于寬頻頻段的寬頻輻射單元及其相應(yīng)天線陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，寬頻智能天線是進行無線射頻信號覆蓋的主要部件，是整個移動收發(fā)系統(tǒng)中的重要組成部分，寬頻智能天線性能的好壞直接關(guān)系到移動通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
[0003]傳統(tǒng)寬頻智能天線輻射單元主要存在以下問題:1、輻射單元在2.5GHz以上頻段的增益明顯偏低，如專利號201010581310.9的中國專利就存在上述問題。2、使用場合受到限制，不能滿足一些對互調(diào)要求高的場合，如專利號201010581310.9的中國專利就存在上述問題。3、如專利號2014120180463.6的中國專利還存在PCB正面焊點過多，PCB上面預(yù)留螺釘頭避讓孔，從而導致布線空間不足的問題，另外，振子上面沒有固定饋芯的卡扣，也會導致當振子U形饋芯插焊在背面PCB上時很有可能發(fā)生縱向位移。4、還有一類振子，如專利號200910039398.9的中國專利提出的壓鑄一體成型的基站天線輻射振子，采用振子端直接和電纜焊接，應(yīng)用于電纜饋電方案；該方案對于寬頻智能多端口天線就會存在8套饋電網(wǎng)絡(luò)，電纜的大量使用影響了整機的裝配效率和輻射性能的一致性。
[0004]此外，上述專利涉及的輻射單元在組成陣列時還存在交叉極化比、異極化和同極化隔離度等指標比較差的情況，對覆蓋效果產(chǎn)生較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對目前的寬頻輻射單元普遍存在高頻段增益不高，交叉極化比、異極化和同極化隔離度等指標比較差的情況，此外還有裝配復(fù)雜，互調(diào)穩(wěn)定性差等的諸多問題，本發(fā)明提出一種寬頻輻射單元，該輻射單元可以明顯克服上述諸多問題，使用此種輻射單元按照特定方式組成的天線陣列具有電路性能和輻射指標好，裝配簡單，互調(diào)穩(wěn)定性高，綜合性能優(yōu)良的優(yōu)勢。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種寬頻輻射單元，包括支撐巴倫、輻射臂、饋電芯、定位介質(zhì)塊、定位支撐卡扣、寄生輻射片和振子墊片，所述輻射臂位于支撐巴倫上方，支撐巴倫和輻射臂構(gòu)成振子主體；所述饋電芯位于支撐巴倫的柱狀孔中，由定位介質(zhì)塊包裹定位；所述振子墊片位于振子主體下方，所述寄生輻射片固定于定位支撐扣的上方；所述定位支撐卡扣固定于輻射臂的上方，在固定饋電芯位置防止垂直方向位移的同時支撐寄生輻射片。
[0007]而且，所述寄生輻射片采用鋁合金或者其它非磁性金屬材料，截面形狀為圓形，圓環(huán)形或者其它中心對稱的幾何形狀；寄生輻射片采用熔接技術(shù)固定于定位支撐卡扣的上方。
[0008]而且，所述定位支撐卡扣采用POM或者其他強度不低于POM的低介電常數(shù)工程塑料，所述POM為聚甲醛。
[0009]而且，所述輻射臂的對角長度為1/2個工作波長左右，所述支撐巴倫的高度為1/4個工作波長左右；所述支撐巴倫和輻射臂采用一體化壓鑄成型構(gòu)成振子主體，材料為鋁合金或者其他非磁性金屬材料。
[0010]而且，所述饋電芯和定位介質(zhì)塊采用鑲件注塑工藝一體成型；饋電芯為U型結(jié)構(gòu)，采用鋁合金或者其他非磁性金屬材料；定位介質(zhì)塊采用POM或者其他強度不低于POM的低介電常數(shù)工程塑料。
[0011]而且，所述輻射臂中間設(shè)置鏤空，所述輻射臂采用90°向下彎折形式。
[0012]本發(fā)明還提供一種采用上述寬頻輻射單元的天線陣列，將多個輻射單元安裝在反射板上構(gòu)成天線陳列，在每個輻射單元的支撐巴倫下面設(shè)置PCB凸柱，將PCB凸柱穿過反射板和PCB板后與微帶接地塊進行焊接，各饋電芯的一端采用耦合饋電的方式與振子主體進行連接，另一端穿過反射板和PCB板后與微帶線進行焊接。
[0013]而且，在反射板和PCB板之間設(shè)置絕緣塑膠墊，PCB凸柱穿過反射板、絕緣塑膠墊和PCB板后與微帶接地塊進行焊接，饋電芯的一端采用耦合饋電的方式與振子主體進行連接，另一端穿過反射板、絕緣塑膠墊和PCB板之后與微帶線15進行焊接。
[0014]而且，振子主體采用金屬拉鉚方式固定于反射板上，緊固件不突出PCB板，PCB板上沒有緊固件安裝孔。
[0015]而且，每個寬頻輻射單元中兩個饋電芯和微帶接地塊的排布方向與輻射單元組陣的方向保持一致。
[0016]本發(fā)明解決了目前寬頻振子普遍存在的主要問題，具有電路性能和輻射指標好，裝配簡單，互調(diào)穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)勢，具有良好的可生產(chǎn)性。并且，本發(fā)明的支撐巴倫和輻射臂為一體化壓鑄成型構(gòu)成振子主體，保證了制造公差，從而確保了電路和輻射參數(shù)的穩(wěn)定性；介質(zhì)定位塊保證了饋電芯在福射單元內(nèi)部的有效固定；福射單元采用90度折彎形式的輻射臂保證了方向圖的穩(wěn)定性和波寬收斂性；寄生輻射結(jié)構(gòu)拓展了帶寬，保證了高頻段具有更高的方向性系數(shù)。這種輻射單元組成的寬頻陣列天線具有優(yōu)良的電路和輻射性能。本發(fā)明提供的寬頻輻射單元所組成的陣列能夠?qū)崿F(xiàn)良好的信號覆蓋效果，在3G和4G通信組網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例輻射單元的分解示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例輻射單元的剖面一示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實施例輻射單元的剖面二示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實施例輻射單元的仰視示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明實施例輻射單元的側(cè)視示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明實施例輻射單元的俯視示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明實施例天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8為本發(fā)明實施例天線陣列的裝配示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0026]如圖1至圖8所示，本實施例中所涉及的寬頻輻射單元包括支撐巴倫4、輻射臂3、饋電芯6、定位介質(zhì)塊7、定位支撐卡扣2、寄生輻射片I和振子墊片5等。實施例提供的是雙極化輻射單元，參見圖6，所述輻射臂3有兩對，交叉呈十字形分布，位于支撐巴倫4的上方，2個饋電芯6位于輻射單元內(nèi)部(即支撐巴倫4之中)，對振子進行耦合饋電；所述支撐巴倫4和輻射臂3構(gòu)成振子主體，振子墊片5位于振子主體下方(即支撐巴倫4的下方)，寄生輻射片I固定于定位支撐扣2的上方。參見圖7，本領(lǐng)域中，通常將多個輻射單元安裝在反射板上構(gòu)成天線陳列，在支撐巴倫4下面設(shè)置PCB凸柱11，PCB凸柱11穿過反射板14和PCB板9后與微帶接地塊12進行焊接，PCB板為印制電路板。定位介質(zhì)塊7位于支撐巴倫4中，介質(zhì)定位塊7保證了饋電芯6在輻射單元內(nèi)部的有效固定。具體實施時，I個饋電芯6可由4個定位介質(zhì)塊7包裹，即一個饋電芯6的兩端分別采用2個定位介質(zhì)塊7實現(xiàn)包裹定位。
本實施例中的定位支撐卡扣2固定于輻射臂3的上方，既可以有效固定饋電芯6的位置，防止裝配和焊接時產(chǎn)生垂直方向的位移，又可以起到支撐寄生輻射片I的作用，寄生輻射片I采用熔接技術(shù)或其它方式固定于定位支撐卡扣2的上方，定位支撐卡扣2采用POM(聚甲醛)或者其他強度不低于POM的低介電常數(shù)工程塑料。寄生輻射片I采用鋁合金或者其它非磁性金屬材料，截