小型化雙極化基站天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種水平面波瓣寬度在55-75°之間的雙極化定向收發(fā)天線，此天線的兩個極化相互正交，比如正交的水平與垂直或者±45度傾斜極化。
【背景技術】
[0002]美國專利US3740754，它是最早描述的雙極化天線專利之一，它描述了由兩個金屬材料管組成的振子，這些金屬管以合適的折角線相互連接，且被放置在一個反射帽上，并且通過兩組同軸線分別對兩組振子進行饋電。隨后，為了拓寬其工作頻段，數(shù)以百計的不同的雙極化天線被研發(fā)出來。
[0003]美國專利US4184163描述了一種寬頻雙極化天線，在此專利中，其天線的振子臂由金屬環(huán)構成，金屬環(huán)呈戒指環(huán)形或正方形的方框形。US5481272，US5952983，US6028563和US6072439描述了幾種類型的振子，包括折合網格振子，領結振子，和具有附加PCB巴倫的振子。
[0004]在美國專利US6747606B2，US2005/0253769A1, US2013/0106668A1 與中國專利CN201435451Y，CN102025023A，CN201845867U 和 CN102074781A.中，描述了幾種類型的交叉振子，這些振子包含由兩個分支構成的輻射振子臂來改善波瓣寬度。
[0005]因交叉偶極子在水平面產生一個寬的波瓣，為了減小其波瓣寬度，許多更復雜的輻射體被發(fā)明。美國專利US5940044描述了一種傾斜雙極化天線，這種天線在水平面的半功率波束寬度大約有65°，此天線包含幾個偶極子子陣，每個偶極子由4個單偶極子排列組成呈菱形，鉆石形或正立方塊形，構成了偶極子子陣。每個偶極子子陣中的兩個單偶極子與反射板的長邊被傾斜設計成+45°，從而形成+45°極化輻射單元陣列。另外兩個單偶極子則與反射板的長邊被設計成-45°，從而形成-45°極化輻射單元陣列。在專利中，這些偶極子排列成如下方式，其中同一側的一個+45°單偶極子和一個-45°單偶極子的相位中心沿平行于反射板長邊的第一垂線排列。同理，另外一個+45°單偶極子和一個-45°單偶極子的相位中心沿第二垂線排列。這種方形偶極子的主要缺點是需要有一個復雜的饋電網絡，比如，必須使用4條同軸線對這四個單偶極子分別進行饋電。
[0006]EP0973231A2, US6333720B1, US6529172B2 和 US2010/0309084A1 描述了幾種具有方形圖案的輻射體。為了利于制造，這些偶極子的巴倫相對于方形振子的圖案中心線傾斜。盡管這是新的圖形結構，但制造這種天線仍然是非常復雜的。
[0007]美國專利US6313809B1描述了一種由4個單偶極子構成的雙極化輻射體，此輻射體恰當?shù)胤胖迷谝粋€反射器上，從頂部看，其整體結構上呈正方形。每個偶極子依靠對稱線路進行饋電并具有以下特征，雙極化偶極子輻射體在電氣方面以一個與結構上規(guī)定的偶極子取向成+45度或-45度角的極化進行輻射，如此實現(xiàn)各自二分之一偶極子的對稱線路的末端的交錯連接，即相鄰的，相互垂直的二分之一的偶極子的相應的二分之一線路始終電連接，并且對于第一極化和與其正交的第二極化來說實現(xiàn)了去耦且能分別向相對的二分之一的偶極子進行電氣饋電。
[0008]關于這種方形偶極子的另外的一些修改，在美國和中國專利US6940465B2，US7688271B2, CN202423543U,CN202268481U,CN101916910A,CN102097677A,CN102694237A,CN102544711A, CN201199545Y, CN102117967A 和 CN102013560A.中都有被描述。
[0009]專利W02007/114620A1描述了一種由四個折合振子構成的雙極化輻射體，此輻射體使用了美國專利US6313809B1相同的布置方式，較好地將其放置于反射板上，關于此折合振子的另外一些修改在中國專利CN101707292A，CN201430215Y, CN202178382U，和CN202004160U 中都有被描述，另外，中國 CN102377007A, CN201117803Y, CN201117803Y 和CN101505007A描述了幾個折合振子加一個單偶極子通過電容耦合方式構成一個方形偶極子圖形。
[0010]在帶寬達到30%時，已知的這些包含四個通常的或折合振子的輻射體組成一個方形的偶極子能提供一個好的方向圖，但這些偶極子需要一個寬的反射板來產生一個好的前后比。其輻射部署裝置被放在一塊反射板上時，其振子高度大約是中心工作頻率的四分之一波長，因此已知的輻射體都有一個較大的尺寸。
[0011]為了克服這些缺點，許多另外的具有小尺寸特點的雙極化輻射體被發(fā)明，在美國專利 US6933906B2, US7132995B2, US2012/0235873A1,和中國專利 CN102074779A,CN102157783A, CNl 0170729IA, CNlO1572346A, CN201741796U, CN101546863A,CN101673881A, CN202150554U, CN102246352A, CNl0248432IA, CN202423541U,CN102544764A, CN101707287A中描述了許多具有不同振子臂的交叉偶極子。在水平面，交叉偶極子的波瓣寬度太寬，因此，必須使用大的側邊來減少波瓣寬度，這樣天線的尺寸還是會很大，例如在美國專利US7679576B2。
[0012]在專利WO 2007/114620A1中，描述了由一個連接部分和被連接的震蕩振子臂構成的折合振子組成的一個方形的偶極子。在美國專利US2009/0179814 Al中，描述了一種雙極化寬頻段天線，此天線的輻射裝置包含有折合振子，作為優(yōu)先技術，圖1顯示的就是其輻射體。

【發(fā)明內容】

[0013]為了解決上述問題，本申請旨在提供一種高質量的小型化雙極化基站天線，這種小型化雙極化基站天線必須能提供高質量的方向圖，例如，此小型化雙極化基站天線需具備大的交叉極化比和前后比等。而現(xiàn)有已知的雙極化天線都包含一個寬尺寸的反射器，人們利用這個寬尺寸的反射器來產生大的前后比，因此，這些天線都有較大的外形尺寸?；诖耍旧暾埖牡谝粋€目的是盡可能的減小雙極化天線的物理尺寸，g卩小型化天線；第二個發(fā)明目的是使小型化后的雙極化天線依然擁有與傳統(tǒng)大尺寸的雙極化天線一樣的前后比和交叉極化比等指標。第三個發(fā)明目的是為此小型化天線輻射裝置發(fā)明一種優(yōu)秀的寬帶匹配饋電網絡。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┑男⌒突p極化天線基站包含輻射裝置與支撐導體單元，支撐導體單元將輻射裝置支撐固定在反射板之上，其中，兩支撐導體又構成兩個相互垂直的巴倫，并且通過位于輻射裝置中心的兩條同軸電纜來激活輻射裝置，使之產生兩個相互垂直的線性電磁場，此線性電磁場擁有與輻射裝置幾何對角線相平行的E矢量。
[0015]其次，本申請所述輻射裝置包含了 4個折合振子，且通過4組對稱的帶狀線對其匹配饋電。在四組相互對稱的帶狀線之間，每兩組相鄰的帶狀線導體在輻射裝置的中間被相互連接在一起且形成了一個平坦的相互連接的自支撐結構。
[0016]另外，本申請?zhí)炀€的反射板比現(xiàn)有已知天線的反射板要小的多，輻射裝置就被放置在此小尺寸的反射板上，輻射裝置包含有附加導體元件，此導體元件位于相鄰折合振子的末端之間，另一個導體元件位于輻射導體的幾何中心之上，這些附加導體一方面以改善前后比和交叉極化比，另一方面當輻射裝置被放在一個小尺寸反射板之上時，這些附加元件也來匹配同軸饋線網絡。
【附圖說明】
[0017]相應的附圖被納入組成了說明的一部分，闡明本申請的具體實施方案，并連同以下給出的本申請的詳細描述，解釋本申請的原理。
[0018]圖1是一種雙極化寬頻天線，源于先前的技術(美國專利US2009/0179814A1)，它展示了一個輻射裝置，此輻射裝置包含的四個折合振子，這四個折合振子被四組對稱的饋線饋電并將其在輻射裝置的中心相互連接在一起。
[0019]圖2是本申請小型化雙極化基站天線的輻射單元實施例之一的結構立體圖，它包含了一個輻射裝置和附加的導體元件，并置于反射板上。
[0020]圖3是圖2所示小型化雙極化基站天線中的輻射單元的底部結構立體圖，輻射單元帶有兩個支撐導體與兩條饋電同軸電纜，它們被一塊基座金屬板相互連接到一起。
[0021]圖示4是圖2所示小型化雙極化基站天線中的輻射單元不帶頂部金屬板的輻射裝置的俯視圖。
[0022]圖示5是本申請小型化雙極化基站天線輻射單元的第二種實施方案的結構立體圖，輻射裝置與兩個相互垂直的巴倫整體鑄造或壓鑄在一個金屬模具里，構成一個整體式的金屬振子。
[0023]圖示6是圖5實施方案的一種變形的結構立體圖，構成一個圓形的整體式的金屬振子。
【具體實施方式】
[0024]圖1是一種雙極化寬頻天線，源于先前的技術(美國專利US2009/0179814A1)，它展示了一個輻射裝置，此輻射裝置包含的四個折合振子，這四個折合振子被四組對稱的饋線饋電，且每兩組對稱的饋線的相鄰的導體在輻射裝置的中心被連接在一起。天線被置于輻射裝置中心的兩條同軸電纜激活，并輻射兩個相互垂直的線性電磁場，該電磁場擁有與輻射裝置幾何對角線相平行的E矢量。