一種低剖面小型雙極化基站天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低剖面小型雙極化基站天線，包括一天線罩、若干振子組件、一功率分配板、兩塊內(nèi)側(cè)金屬擋板和一反射板，其中：所述天線罩罩設(shè)于所述反射板上方，所述振子組件、功率分配板和內(nèi)側(cè)金屬擋板位于所述天線罩內(nèi)側(cè)；所述反射板兩側(cè)設(shè)有垂直翻邊；所述功率分配板位于所述反射板的正面或背面，并與所述反射板固定連接；每個(gè)所述振子組件包括輻射片和支撐裝置，所述輻射片通過(guò)所述支撐裝置固定于所述功率分配板上；兩塊所述內(nèi)側(cè)金屬擋板關(guān)于所述振子組件對(duì)稱設(shè)置，并固定于所述反射板上。本實(shí)用新型具有超寬帶、高增益、高效率、高交叉極化比、高前后比和高隔離度等有益效果。
【專利說(shuō)明】
一種低剖面小型雙極化基站天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型主要涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低剖面小型雙極化基站天線。
【背景技術(shù)】
[0002]基站天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶終端與基站的空中電氣橋梁，是整個(gè)天饋系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，基站天線的質(zhì)量直接影響通信質(zhì)量。
[0003]按照應(yīng)用場(chǎng)合，基站天線大體可以分為兩類:
[0004]—類是架設(shè)在高樓大廈、鐵塔上的大型宏基站天線，其特點(diǎn)是單元數(shù)相對(duì)較多、增益相對(duì)較高、波束精確賦形及跟蹤用戶、功率容量較大，用于大范圍覆蓋；
[0005]另一類是小型微基站天線，其特點(diǎn)是天線單元數(shù)較少、增益較低、波束粗略賦形、功率容量相對(duì)較小，用于宏基站天線覆蓋區(qū)域以外的定點(diǎn)補(bǔ)盲，人員密集的熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋，例如商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、地鐵站和體育館等。
[0006]當(dāng)前，宏基站天線由于覆蓋范圍廣、站址選擇困難、占地面積大，同時(shí)頻譜資源有限，因此難以在人口密集場(chǎng)所部署;此外，即便采用了LTE、0FDM和MMO等新技術(shù)，依然難以讓小范圍內(nèi)的密集人群同時(shí)高速接入及切換，網(wǎng)絡(luò)速率太低。此外，宏基站覆蓋深度不夠，尤其是在蜂窩小區(qū)邊緣、樓宇角落、場(chǎng)館邊緣，存在覆蓋盲點(diǎn)，信號(hào)強(qiáng)度明顯減弱，信噪比極大的下降，造成用戶體驗(yàn)下降，甚至無(wú)法接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。為了解決這些問(wèn)題，用于解決熱點(diǎn)盲點(diǎn)覆蓋的小型基站天線出現(xiàn)了。伴隨著通信技術(shù)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，小型基站天線的前景愈發(fā)廣闊。
[0007]現(xiàn)有基站天線主要存在的缺點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)形式及組裝工藝復(fù)雜，多采用金屬壓鑄振子實(shí)現(xiàn)，需要復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò)，比如需要使用4根同軸電纜實(shí)現(xiàn)饋電。即便采用PCB印刷工藝實(shí)現(xiàn)的寬帶天線，在低剖面(天線距離反射板高度小于0.125個(gè)波長(zhǎng))的結(jié)構(gòu)形式下，難以實(shí)現(xiàn)在寬頻帶(690-960MHZ或者1710-2700MHZ)條件下，電氣性能指標(biāo)滿足基站天線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種超寬帶、高增益、高效率、高交叉極化比、高前后比和高隔離度的低剖面小型雙極化基站天線，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單美觀，易于工程實(shí)現(xiàn)，適合大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，電氣性能指標(biāo)滿足普通宏基站天線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0009]為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]—種低剖面小型雙極化基站天線，包括一天線罩、若干振子組件、一功率分配板、兩塊內(nèi)側(cè)金屬擋板和一反射板，其中:
[0011 ]所述天線罩罩設(shè)于所述反射板上方，所述振子組件、功率分配板和內(nèi)側(cè)金屬擋板位于所述天線罩內(nèi)側(cè)；
[0012]所述反射板兩側(cè)設(shè)有垂直翻邊；
[0013]所述功率分配板位于所述反射板的正面或背面，并與所述反射板固定連接；
[0014]每個(gè)所述振子組件包括輻射片和支撐裝置，所述輻射片通過(guò)所述支撐裝置固定于所述功率分配板上；
[0015]兩塊所述內(nèi)側(cè)金屬擋板關(guān)于所述振子組件對(duì)稱設(shè)置，并固定于所述反射板上。
[0016]進(jìn)一步的，所述輻射片包括介質(zhì)材料板，所述介質(zhì)材料板的正面設(shè)置有半波偶極子天線臂和第一金屬帶，其中:
[0017]所述半波偶極子天線臂的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)所述半波偶極子天線臂包括一半波偶極子天線臂本體和兩個(gè)凸起枝節(jié)；
[0018]四個(gè)所述半波偶極子天線臂本體分別關(guān)于所述介質(zhì)材料板中心對(duì)稱并呈±45°分布，且相鄰的兩個(gè)所述半波偶極子天線臂之間留有第一窄縫，每個(gè)所述半波偶極子天線臂本體中間開設(shè)有一槽體，所述槽體沿所述介質(zhì)材料板的±45°軸線延伸至遠(yuǎn)離所述介質(zhì)材料板中心的所述半波偶極子天線臂本體末端；
[0019]兩個(gè)所述凸起枝節(jié)之間設(shè)有窄縫通道，所述窄縫通道與所述槽體貫通連接并沿所述介質(zhì)材料板的±45°軸線設(shè)置，兩個(gè)所述凸起枝節(jié)與所述半波偶極子天線臂本體末端連為一體，且關(guān)于所述窄縫通道成鏡像對(duì)稱分布;所述第一金屬帶的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)所述第一金屬帶位于相鄰兩個(gè)所述半波偶極子天線臂的外側(cè)，且在靠近相鄰兩個(gè)所述半波偶極子天線臂處留有第二窄縫，任意相對(duì)的兩個(gè)所述第一金屬帶以所述第一窄縫為軸，呈軸對(duì)稱分布O
[0020]優(yōu)選的，所述半波偶極子天線臂的形狀為正方形或圓弧花瓣形。
[0021]優(yōu)選的，所述第一金屬帶為金屬條帶或T型金屬帶。
[0022]優(yōu)選的，所述凸起枝節(jié)為直角梯形或矩形。
[0023]進(jìn)一步的，所述介質(zhì)材料板的背面分布有四個(gè)第二金屬帶，四個(gè)所述第二金屬帶位于所述介質(zhì)材料板的邊緣，四個(gè)所述第二金屬帶圍合，且相鄰的兩個(gè)所述第二金屬帶夾角為90° ；
[0024]所述第二金屬帶與所述輻射片正面的半波偶極子天線臂存在第一重疊區(qū)域，所述第一重疊區(qū)域共有八個(gè)；
[0025]所述第二金屬帶與所述輻射片正面的第一金屬帶存在第二重疊區(qū)域，所述第二重疊區(qū)域共有四個(gè)。
[0026]優(yōu)選的，所述第二金屬帶為金屬條帶或金屬環(huán)。
[0027]進(jìn)一步的，所述支撐裝置包括第一巴倫支撐臂和第二巴倫支撐臂，所述第一巴倫支撐臂和第二巴倫支撐臂正交組裝。
[0028]進(jìn)一步的，所述第一巴倫支撐臂的正面包括第一微帶線巴倫、第一輻射片饋電點(diǎn)、第一焊接支撐點(diǎn)、第二焊接支撐點(diǎn)和第三焊接支撐點(diǎn)，其中:
[0029]所述第一巴倫支撐臂的中間開有長(zhǎng)槽，用于和第二巴倫支撐臂正交組裝；
[0030]所述第一微帶線巴倫與所述第一輻射片饋電點(diǎn)直連；
[0031]所述第一焊接支撐點(diǎn)、第二焊接支撐點(diǎn)和第三焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成；
[0032]所述第一巴倫支撐臂的正面與所述功率分配板通過(guò)所述第一焊接支撐點(diǎn)和第二焊接支撐點(diǎn)焊接連接；
[0033]所述第一巴倫支撐臂的正面與所述輻射片通過(guò)所述第三焊接支撐點(diǎn)焊接連接。
[0034]進(jìn)一步的，所述第一巴倫支撐臂的背面包括第一巴倫地線、第二輻射片饋電點(diǎn)、第四焊接支撐點(diǎn)和第五焊接支撐點(diǎn)，其中:
[0035]所述第一巴倫地線與所述第二輻射片饋電點(diǎn)直連；
[0036]所述第四焊接支撐點(diǎn)與所述第一巴倫地線不相連接；
[0037]所述第四焊接支撐點(diǎn)和第五焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成；
[0038]所述第一巴倫支撐臂的背面與所述功率分配板通過(guò)所述第五焊接支撐點(diǎn)焊接連接；
[0039]所述第一巴倫支撐臂的背面與所述輻射片通過(guò)所述第四焊接支撐點(diǎn)焊接連接。
[0040]進(jìn)一步的，所述第二巴倫支撐臂的正面包括第二微帶線巴倫、第三輻射片饋電點(diǎn)、第六焊接支撐點(diǎn)和第七焊接支撐點(diǎn)，其中:
[0041]所述第二巴倫支撐臂的中間開有短槽，用于和第一巴倫支撐臂正交組裝；
[0042]所述第二微帶線巴倫與所述第三輻射片饋電點(diǎn)直連；
[0043]所述第六焊接支撐點(diǎn)和第七焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成；
[0044]所述第二巴倫支撐臂的正面與所述功率分配板通過(guò)所述第七焊接支撐點(diǎn)焊接連接；
[0045]所述第二巴倫支撐臂的正面與所述輻射片通過(guò)所述第六焊接支撐點(diǎn)焊接連接。
[0046]進(jìn)一步的，所述第二巴倫支撐臂的背面包括第二巴倫地線、第四輻射片饋電點(diǎn)、匹配枝節(jié)、第八焊接支撐點(diǎn)和第九焊接支撐點(diǎn)，其中:
[0047]所述第四輻射片饋電點(diǎn)、匹配枝節(jié)和第八焊接支撐點(diǎn)分別與所述第二巴倫地線直連；
[0048]所述第八焊接支撐點(diǎn)和第九焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成；
[0049]所述第二巴倫支撐臂的背面與所述功率分配板通過(guò)所述第八焊接支撐點(diǎn)焊接連接；
[0050]所述第二巴倫支撐臂的背面與所述輻射片通過(guò)所述第九焊接支撐點(diǎn)焊接連接。
[0051]優(yōu)選的，所述第一巴倫支撐臂和第二巴倫支撐臂的高度為天線工作中心頻率的八分之一波長(zhǎng)。
[0052]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0053]I)采用普通基站天線常用的PCB材料完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，輻射面尺寸與普通基站天線的尺寸相當(dāng)，僅僅是巴倫支撐臂單純的降低到中心頻率八分之一波長(zhǎng)甚至更低，沒(méi)有添加任何多余的配件，例如輔助調(diào)諧金屬片，金屬塊等等。
[0054]2)本實(shí)用新型改變了傳統(tǒng)四分之一波長(zhǎng)天線振子的理論認(rèn)知。傳統(tǒng)天線理論認(rèn)為，定向天線為了實(shí)現(xiàn)良好輻射，需要滿足輻射面距離底部反射板四分之一波長(zhǎng)的間距要求，以實(shí)現(xiàn)反射波在輻射面的同相疊加，這是受到普通金屬導(dǎo)體的180度反射相位的理論限制。傳統(tǒng)天線如果不做任何創(chuàng)新設(shè)計(jì)，單純的降低到八分之一高度，均會(huì)不同程度的造成阻抗帶寬及方向圖帶寬惡化，交叉極化比尤其差。而現(xiàn)有技術(shù)中所采取的超材料技術(shù)、高介電常數(shù)的厚介質(zhì)襯底基板等等，均是為了突破180度反射相位，實(shí)現(xiàn)近似的零反射相位，從而降低天線的高度，實(shí)現(xiàn)低剖面，然而實(shí)際效果并不理想。
[0055]3)本實(shí)用新型采用一種全新的設(shè)計(jì)，從工程實(shí)用性角度出發(fā)，不增加任何成本的情況下，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)基站天線的真正意義上的低剖面設(shè)計(jì)，滿足基站天線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于小型基站天線，當(dāng)然也可以用于宏基站天線的小型化設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0056]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
[0057]圖1是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖2是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中振子組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖3是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0060]圖4是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中反射板的變形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖5是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中功率分配板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖6是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中輻射片的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖7是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中輻射片上圓弧花瓣形半波偶極子天線臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064]圖8是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中輻射片上T型金屬帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖9是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中輻射片背面第二金屬帶的位置示意圖；
[0066]圖10是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中輻射片的正面投影示意圖；
[0067]圖11是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中第一巴倫支撐臂正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖12是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中第一巴倫支撐臂背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖13是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中第二巴倫支撐臂正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖14是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線中第二巴倫支撐臂背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖15是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在兩路極化端口小于1.45，頻率在1.71GHz到2.17GHz范圍內(nèi)的駐波比波形圖；
[0072]圖16是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在兩路端口的隔離度大于28dB的隔離度波形圖；
[0073]圖17是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在1.71GHz-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)的水平面波束寬度波形圖；
[0074]圖18是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在1.71GHZ-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)的水平面前后比和交叉極化比波形圖；
[0075]圖19是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在1.71GHZ-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)的兩單元陣列基站天線增益曲線。
[0076]【主要符號(hào)說(shuō)明】
[0077]1-振子組件；11-輻射片；111-半波偶極子天線臂；112-第一金屬帶；113-凸起枝節(jié)；114-第一窄縫;115-槽體；116-第二窄縫；117-窄縫通道;118-第二金屬帶；12-第一巴倫支撐臂；121-第一微帶線巴倫;122-第一輻射片饋電點(diǎn)；123-第一焊接支撐點(diǎn)；124-第二焊接支撐點(diǎn)；125-第三焊接支撐點(diǎn)；126-第一巴倫地線；127-第二輻射片饋電點(diǎn)；128-第四焊接支撐點(diǎn)；129-第五焊接支撐點(diǎn)；13-第二巴倫支撐臂；131-第二微帶線巴倫;132-第三輻射片饋電點(diǎn)；133-第六焊接支撐點(diǎn)；134-第七焊接支撐點(diǎn)；135-第二巴倫地線；136-第四輻射片饋電點(diǎn)；137-匹配枝節(jié)；138-第八焊接支撐點(diǎn)；139-第九焊接支撐點(diǎn);2-功率分配板;3-內(nèi)側(cè)金屬擋板;4-反射板;41-垂直翻邊;5-第一重疊區(qū)域;6-第二重疊區(qū)域;7-長(zhǎng)槽;8-短槽。
【具體實(shí)施方式】
[0078]以下將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0079]如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種低剖面小型雙極化基站天線，包括一天線罩(未圖示及標(biāo)示)、若干振子組件1、一功率分配板2、兩塊內(nèi)側(cè)金屬擋板3和一反射板4，其中:
[0080]所述天線罩罩設(shè)于所述反射板4上方，所述振子組件1、功率分配板2和內(nèi)側(cè)金屬擋板3位于所述天線罩內(nèi)側(cè)；
[0081]所述反射板4兩側(cè)設(shè)有垂直翻邊，用于調(diào)整天線的水平面波束寬度;在其它實(shí)施例中，可以合理設(shè)計(jì)所述反射板4的尺寸，可以省略內(nèi)側(cè)金屬擋板3。例如如圖4所示的S型反射板或者斜45度反射板。
[0082]所述功率分配板2位于所述反射板4的正面或背面，并與所述反射板4固定連接；
[0083]每個(gè)所述振子組件I包括輻射片11和支撐裝置(未標(biāo)示)，所述輻射片11通過(guò)所述支撐裝置固定于所述功率分配板2上;本實(shí)施例中，所述支撐裝置包括第一巴倫支撐臂12和第二巴倫支撐臂13，所述輻射片11通過(guò)正交組裝的第一巴倫支撐臂12和第二巴倫支撐臂13固定在所述功率分配板2上；
[0084]兩塊所述內(nèi)側(cè)金屬擋板3關(guān)于所述振子組件I對(duì)稱設(shè)置，并固定于所述反射板4上。如圖3所示，本實(shí)施例中，所述內(nèi)側(cè)金屬擋板3為兩塊L型金屬鈑金件，兩塊所述L型金屬鈑金件沿所述振子組件I中心鏡像對(duì)稱設(shè)置，并固定于所述反射板4上，用于調(diào)整天線的交叉極化比。
[0085]本實(shí)施例中，所述功率分配板2由印刷電路板制成，如圖5所示。將所述振子組件I與其裝配，實(shí)現(xiàn)兩單元的基站天線。顯而易見的，采用更多的功率分配板2和振子組件I，可實(shí)現(xiàn)更多單元、不同增益及波束寬度的基站天線。此外，整體組裝方式上，當(dāng)所述功率分配板2位于所述反射板4的正面時(shí)，所述振子組件I與所述功率分配板2組配連接后，再與所述反射板4通過(guò)螺釘或鉚釘固定連接;或當(dāng)所述功率分配板2位于所述反射板4的背面時(shí)，所述功率分配板2通過(guò)螺釘或鉚釘固定連接在所述反射板4背面，所述振子組件I穿過(guò)所述反射板4上的槽位與所述功率分配板2進(jìn)行連接。
[0086]參考圖6，所述輻射片11包括介質(zhì)材料板(未標(biāo)示)，所述介質(zhì)材料板的的正面設(shè)置有半波偶極子天線臂111和第一金屬帶112，其中:
[0087]所述半波偶極子天線臂111的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)所述半波偶極子天線臂111包括一半波偶極子天線臂本體(未標(biāo)示)和兩個(gè)凸起枝節(jié)113;
[0088]四個(gè)所述半波偶極子天線臂本體分別關(guān)于所述介質(zhì)材料板中心對(duì)稱并呈±45°分布(+45°為一組、-45°為一組)，且相鄰的兩個(gè)所述半波偶極子天線臂111相互靠近，中間留有第一窄縫114，每個(gè)所述半波偶極子天線臂本體中間開設(shè)有一槽體115，所述槽體115沿所述介質(zhì)材料板的±45°軸線延伸至遠(yuǎn)離所述介質(zhì)材料板中心的所述半波偶極子天線臂本體末端;使得每個(gè)所述半波偶極子天線臂111呈鉗狀布置。本實(shí)施例中，每個(gè)所述半波偶極子天線臂111為中間開槽的PCB印刷金屬銅層，并且在連接第一巴倫支撐臂12和第二巴倫支撐臂13的饋電端成電連接，在所述半波偶極子天線臂111的終端處斷開連接。整體表現(xiàn)為鉗狀形式。
[0089]兩個(gè)所述凸起枝節(jié)113之間設(shè)有窄縫通道117，所述窄縫通道117與所述槽體115貫通連接并沿所述介質(zhì)材料板的±45°軸線設(shè)置，兩個(gè)所述凸起枝節(jié)113與所述半波偶極子天線臂本體末端連為一體，且關(guān)于所述窄縫通道117成鏡像對(duì)稱分布;優(yōu)選的，所述凸起枝節(jié)113為直角梯形或矩形。
[0090]所述第一金屬帶112的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)所述第一金屬帶112位于相鄰兩個(gè)所述半波偶極子天線臂111的外側(cè)，且在靠近相鄰兩個(gè)所述半波偶極子天線臂111處留有第二窄縫116，任意相對(duì)的兩個(gè)所述第一金屬帶112以所述第一窄縫114(即相鄰半波偶極子天線臂的中心縫隙)為軸，呈軸對(duì)稱分布。
[0091]參考圖7，所述半波偶極子天線臂111的形狀為正方形、圓弧花瓣形或者其它多邊形。本實(shí)施例中，可以將正方形改成圓弧花瓣形或者多邊形，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整尺寸參數(shù)，也可以達(dá)到正方形的效果。
[0092]參考圖8，所述第一金屬帶112為金屬條帶或T型金屬帶。本實(shí)施例中，可以改成T型金屬帶，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整尺寸參數(shù)，也可以達(dá)到金屬條帶的效果。
[0093]參考圖9和10，所述介質(zhì)材料板的背面分布有四個(gè)第二金屬帶118，四個(gè)所述第二金屬帶118位于所述介質(zhì)材料板的邊緣，四個(gè)所述第二金屬帶118圍合，且相鄰的兩個(gè)所述第二金屬帶118夾角為90° ;
[0094]從正面投影來(lái)看，所述第二金屬帶118與所述輻射片11正面的半波偶極子天線臂111存在第一重疊區(qū)域5，顯而易見，每個(gè)所述第二金屬帶118與半波偶極子天線臂111有2個(gè)第一重疊區(qū)域5，所述第一重疊區(qū)域5共有八個(gè)；
[0095]此外，還可以看到，所述第二金屬帶118與所述輻射片11正面的第一金屬帶112存在第二重疊區(qū)域6，所述第二重疊區(qū)域6共有四個(gè)。
[0096]優(yōu)選的，所述第二金屬帶118為金屬條帶或金屬環(huán)。本實(shí)施例中，金屬環(huán)可通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整尺寸參數(shù)，也可以達(dá)到金屬帶的效果。
[0097]參考圖11，所述第一巴倫支撐臂12的正面包括第一微帶線巴倫121、第一輻射片饋電點(diǎn)122、第一焊接支撐點(diǎn)123、第二焊接支撐點(diǎn)124和第三焊接支撐點(diǎn)125，其中:
[0098]所述第一巴倫支撐臂12的中間開有長(zhǎng)槽7，用于和第二巴倫支撐臂13形成正交組裝；
[0099]所述第一微帶線巴倫121與所述第一輻射片饋電點(diǎn)122直連；
[0100]所述第三焊接支撐點(diǎn)125與所述第一微帶線巴倫121不相連接；
[0101]所述第一焊接支撐點(diǎn)123、第二焊接支撐點(diǎn)124和第三焊接支撐點(diǎn)125由金屬銅層制成，用于焊接支撐、并加強(qiáng)所述輻射片11與所述功率分配板2的機(jī)械緊固，不做電氣用途。具體的，所述第一巴倫支撐臂12的正面與所述功率分配板2通過(guò)所述第一焊接支撐點(diǎn)123和第二焊接支撐點(diǎn)124焊接連接，所述第一巴倫支撐臂12的正面與所述輻射片11通過(guò)所述第三焊接支撐點(diǎn)125焊接連接。
[0102]參考圖12，所述第一巴倫支撐臂12的背面包括第一巴倫地線126、第二輻射片饋電點(diǎn)127、第四焊接支撐點(diǎn)128和第五焊接支撐點(diǎn)129，其中:
[0103]所述第一巴倫地線126與所述第二輻射片饋電點(diǎn)127直連；
[0104]所述第四焊接支撐點(diǎn)128與所述第一巴倫地線126不相連接；
[0105]所述第四焊接支撐點(diǎn)128和第五焊接支撐點(diǎn)129由金屬銅層制成，用于焊接支撐、并加強(qiáng)所述輻射片11與所述功率分配板2的機(jī)械緊固，不做電氣用途。具體的，所述第一巴倫支撐臂12的背面與所述功率分配板2通過(guò)所述第五焊接支撐點(diǎn)129焊接連接，所述第一巴倫支撐臂12的背面與所述輻射片11通過(guò)所述第四焊接支撐點(diǎn)128焊接連接。
[0106]參考圖13，還包括第二巴倫支撐臂13，所述第二巴倫支撐臂13的正面包括第二微帶線巴倫131、第三輻射片饋電點(diǎn)132、第六焊接支撐點(diǎn)133和第七焊接支撐點(diǎn)134，其中:
[0107]所述第二巴倫支撐臂13的中間開有短槽8，用于和第一巴倫支撐臂12形成正交組裝；
[0108]所述第二微帶線巴倫131與所述第三輻射片饋電點(diǎn)132直連；
[0109]所述第六焊接支撐點(diǎn)133與所述第二微帶線巴倫131不相連接；
[0110]所述第六焊接支撐點(diǎn)133和第七焊接支撐點(diǎn)134由金屬銅層制成，用于焊接支撐、并加強(qiáng)所述輻射片11與所述功率分配板2的機(jī)械緊固，不做電氣用途。具體的，所述第二巴倫支撐臂13的正面與所述功率分配板2通過(guò)所述第七焊接支撐點(diǎn)134焊接連接，所述第二巴倫支撐臂13的正面與所述輻射片11通過(guò)所述第六焊接支撐點(diǎn)133焊接連接。
[0111]參考圖14，所述第二巴倫支撐臂13的背面包括第二巴倫地線135、第四輻射片饋電點(diǎn)136、匹配枝節(jié)137、第八焊接支撐點(diǎn)138和第九焊接支撐點(diǎn)139，其中:
[0112]所述第四輻射片饋電點(diǎn)136、匹配枝節(jié)137和第八焊接支撐點(diǎn)138分別與所述第二巴倫地線135直連；
[0113]所述第九焊接支撐點(diǎn)139與所述第二巴倫地線135不相連接；
[0114]所述第八焊接支撐點(diǎn)138和第九焊接支撐點(diǎn)139由金屬銅層制成，用于焊接支撐、并加強(qiáng)所述輻射片11與所述功率分配板2的機(jī)械緊固，不做電氣用途。具體的，所述第二巴倫支撐臂13的背面與所述功率分配板2通過(guò)所述第八焊接支撐點(diǎn)138焊接連接，所述第二巴倫支撐臂13的背面與所述輻射片11通過(guò)所述第九焊接支撐點(diǎn)139焊接連接。
[0115]優(yōu)選的，所述第一巴倫支撐臂12和第二巴倫支撐臂13的高度為天線工作中心頻率的八分之一波長(zhǎng)?？梢钥吹?，本實(shí)用新型提出的低剖面基站天線，結(jié)構(gòu)組裝部件及實(shí)現(xiàn)形式與常規(guī)宏基站天線沒(méi)有差異，沒(méi)有增加任何額外的部件及工藝復(fù)雜性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)創(chuàng)新的輻射圖形形式突破了四分之一波長(zhǎng)理論高度限制，整體剖面降低到中心頻率八分之一波長(zhǎng)，無(wú)需額外的任何附加零件，裝配工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)輕巧，適合大批量生產(chǎn)，且電氣性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)達(dá)到的效果，因此本實(shí)用新型是目前為止最為適合小型基站天線商用的設(shè)計(jì)方案。
[0116]通過(guò)上述實(shí)施例的闡述，可知本實(shí)用新型意欲重點(diǎn)保護(hù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于:
[0117]一.印刷于輻射片背面的4個(gè)第二金屬帶，從正上方投影來(lái)看，位于相鄰兩個(gè)不同極化的半波偶極子天線臂的下方，靠近介質(zhì)基板的外側(cè)，且在每個(gè)半波偶極子天線臂的凸起枝節(jié)上存在相同的部分投影重疊區(qū)域。該重疊區(qū)域可引導(dǎo)位于半波偶極子天線臂上的電流感應(yīng)到下方的金屬帶，從而實(shí)現(xiàn)弱耦合，形成另一電流通路，實(shí)現(xiàn)工作頻帶低端部分的諧振，完成輻射，并且有效提高了振子的前后比和交叉極化比。
[0118]二.印刷于輻射片正面的兩對(duì)半波開口鉗狀雙極化天線，在開口末端有4對(duì)加載的凸起枝節(jié)，該凸起枝節(jié)進(jìn)一步加強(qiáng)了輻射片正面的半波偶極子天線臂和背面的第二金屬帶的耦合，有利于引導(dǎo)電流流向半波偶極子天線臂開口處，恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整該凸起枝節(jié)的尺寸，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作頻帶內(nèi)的阻抗匹配，實(shí)現(xiàn)超寬帶工作。
[0119]三.印刷于輻射片正面的4個(gè)金屬條帶，與背面第二金屬帶相比較短，與半波偶極子天線臂上的電流形成強(qiáng)耦合，構(gòu)成高頻諧振，實(shí)現(xiàn)工作頻帶的高頻段部分的阻抗匹配，同時(shí)提高了工作頻段低頻段部分的隔離度。
[0120]四、印刷于輻射片正面的兩組正交半波偶極子天線臂，相互靠近留有超窄縫隙，實(shí)現(xiàn)兩路正交極化的強(qiáng)耦合，將兩路極化的半波偶極子天線臂表面的電流集中于縫隙兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)在空中遠(yuǎn)場(chǎng)上的低交叉極化特性，提高了在整個(gè)工作頻段內(nèi)的隔離度。這與常規(guī)基站天線中的正交振子間隙越大隔離度越好的理論相反，而這恰是能實(shí)現(xiàn)低剖面的關(guān)鍵。
[0121]五.天線高度的降低，會(huì)造成巴倫長(zhǎng)度減小，不滿足四分之一波長(zhǎng)變換，難以匹配，通過(guò)修正高度較低極化振子的第二巴倫支撐臂的接地部分的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)寬帶匹配。
[0122]綜上所述，以上5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的綜合運(yùn)用，加上精細(xì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的輻射振子尺寸，實(shí)現(xiàn)了低剖面，將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)下的0.25波長(zhǎng)天線高度降低到0.125波長(zhǎng)，并整體減小了天線罩及反射板高度尺寸。
[0123]此外，附圖15-19是采用上述技術(shù)特征后的低剖面小型雙極化基站天線的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中:
[0124]圖15是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在兩路極化端口小于1.45，頻率在1.7 IGHz到2.17GHz范圍內(nèi)的駐波比波形圖，由圖可見，兩路極化端口小于1.45，在1.7IGHz至IJ2.17GHz的頻率范圍內(nèi)匹配良好。
[0125]圖16是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在兩路端口的隔離度大于28dB的隔離度波形圖，由圖可見，兩路端口的隔離度大于28dB。
[0126]圖17是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在1.71GHz-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)的水平面波束寬度波形圖，由圖可見，在1.7 lGHz-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)，水平面波束收斂性很好，波束寬度在64° -66°之間。
[0127]圖18是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在1.71GHZ-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)的水平面前后比和交叉極化比波形圖，由圖可見，總功率前后比大于25dB，主極化前后比大于30dB ；交叉極化比(軸向)大于31 dB，交叉極化比(扇區(qū))大于15dB。
[0128]圖19是本實(shí)用新型低剖面小型雙極化基站天線在1.71GHZ-2.17GHz的工作頻帶范圍內(nèi)的兩單元陣列基站天線增益曲線，由圖可見，當(dāng)增益大于I IdB后，隨著頻率的增加，增益也不斷增大。
[0129]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，包括一天線罩、若干振子組件、一功率分配板、兩塊內(nèi)側(cè)金屬擋板和一反射板，其中: 所述天線罩罩設(shè)于所述反射板上方，所述振子組件、功率分配板和內(nèi)側(cè)金屬擋板位于所述天線罩內(nèi)側(cè)； 所述反射板兩側(cè)設(shè)有垂直翻邊； 所述功率分配板位于所述反射板的正面或背面，并與所述反射板固定連接； 每個(gè)所述振子組件包括輻射片和支撐裝置，所述輻射片通過(guò)所述支撐裝置固定于所述功率分配板上； 兩塊所述內(nèi)側(cè)金屬擋板關(guān)于所述振子組件對(duì)稱設(shè)置，并固定于所述反射板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述輻射片包括介質(zhì)材料板，所述介質(zhì)材料板的正面設(shè)置有半波偶極子天線臂和第一金屬帶，其中: 所述半波偶極子天線臂的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)所述半波偶極子天線臂包括一半波偶極子天線臂本體和兩個(gè)凸起枝節(jié)； 四個(gè)所述半波偶極子天線臂本體分別關(guān)于所述介質(zhì)材料板中心對(duì)稱并呈±45°分布，且相鄰的兩個(gè)所述半波偶極子天線臂之間留有第一窄縫，每個(gè)所述半波偶極子天線臂本體中間開設(shè)有一槽體，所述槽體沿所述介質(zhì)材料板的±45°軸線延伸至遠(yuǎn)離所述介質(zhì)材料板中心的所述半波偶極子天線臂本體末端； 兩個(gè)所述凸起枝節(jié)之間設(shè)有窄縫通道，所述窄縫通道與所述槽體貫通連接并沿所述介質(zhì)材料板的±45°軸線設(shè)置，兩個(gè)所述凸起枝節(jié)與所述半波偶極子天線臂本體末端連為一體，且關(guān)于所述窄縫通道成鏡像對(duì)稱分布； 所述第一金屬帶的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)所述第一金屬帶位于相鄰兩個(gè)所述半波偶極子天線臂的外側(cè)，且在靠近相鄰兩個(gè)所述半波偶極子天線臂處留有第二窄縫，任意相對(duì)的兩個(gè)所述第一金屬帶以所述第一窄縫為軸，呈軸對(duì)稱分布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述半波偶極子天線臂的形狀為正方形或圓弧花瓣形。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第一金屬帶為金屬條帶或T型金屬帶。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述凸起枝節(jié)為直角梯形或矩形。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述介質(zhì)材料板的背面分布有四個(gè)第二金屬帶，四個(gè)所述第二金屬帶位于所述介質(zhì)材料板的邊緣，四個(gè)所述第二金屬帶圍合，且相鄰的兩個(gè)所述第二金屬帶夾角為90° ; 所述第二金屬帶與所述輻射片正面的半波偶極子天線臂存在第一重疊區(qū)域，所述第一重疊區(qū)域共有八個(gè)； 所述第二金屬帶與所述輻射片正面的第一金屬帶存在第二重疊區(qū)域，所述第二重疊區(qū)域共有四個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第二金屬帶為金屬條帶或金屬環(huán)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述支撐裝置包括第一巴倫支撐臂和第二巴倫支撐臂，所述第一巴倫支撐臂和第二巴倫支撐臂正交組裝。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第一巴倫支撐臂的正面包括第一微帶線巴倫、第一輻射片饋電點(diǎn)、第一焊接支撐點(diǎn)、第二焊接支撐點(diǎn)和第三焊接支撐點(diǎn)，其中: 所述第一巴倫支撐臂的中間開有長(zhǎng)槽，用于和第二巴倫支撐臂正交組裝； 所述第一微帶線巴倫與所述第一輻射片饋電點(diǎn)直連； 所述第一焊接支撐點(diǎn)、第二焊接支撐點(diǎn)和第三焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成； 所述第一巴倫支撐臂的正面與所述功率分配板通過(guò)所述第一焊接支撐點(diǎn)和第二焊接支撐點(diǎn)焊接連接； 所述第一巴倫支撐臂的正面與所述輻射片通過(guò)所述第三焊接支撐點(diǎn)焊接連接。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第一巴倫支撐臂的背面包括第一巴倫地線、第二輻射片饋電點(diǎn)、第四焊接支撐點(diǎn)和第五焊接支撐點(diǎn)，其中: 所述第一巴倫地線與所述第二輻射片饋電點(diǎn)直連； 所述第四焊接支撐點(diǎn)與所述第一巴倫地線不相連接； 所述第四焊接支撐點(diǎn)和第五焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成；所述第一巴倫支撐臂的背面與所述功率分配板通過(guò)所述第五焊接支撐點(diǎn)焊接連接； 所述第一巴倫支撐臂的背面與所述輻射片通過(guò)所述第四焊接支撐點(diǎn)焊接連接。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第二巴倫支撐臂的正面包括第二微帶線巴倫、第三輻射片饋電點(diǎn)、第六焊接支撐點(diǎn)和第七焊接支撐點(diǎn)，其中: 所述第二巴倫支撐臂的中間開有短槽，用于和第一巴倫支撐臂正交組裝； 所述第二微帶線巴倫與所述第三輻射片饋電點(diǎn)直連； 所述第六焊接支撐點(diǎn)和第七焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成； 所述第二巴倫支撐臂的正面與所述功率分配板通過(guò)所述第七焊接支撐點(diǎn)焊接連接； 所述第二巴倫支撐臂的正面與所述輻射片通過(guò)所述第六焊接支撐點(diǎn)焊接連接。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第二巴倫支撐臂的背面包括第二巴倫地線、第四輻射片饋電點(diǎn)、匹配枝節(jié)、第八焊接支撐點(diǎn)和第九焊接支撐點(diǎn)，其中: 所述第四輻射片饋電點(diǎn)、匹配枝節(jié)和第八焊接支撐點(diǎn)分別與所述第二巴倫地線直連； 所述第八焊接支撐點(diǎn)和第九焊接支撐點(diǎn)均由金屬銅層制成； 所述第二巴倫支撐臂的背面與所述功率分配板通過(guò)所述第八焊接支撐點(diǎn)焊接連接； 所述第二巴倫支撐臂的背面與所述輻射片通過(guò)所述第九焊接支撐點(diǎn)焊接連接。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低剖面小型雙極化基站天線，其特征在于，所述第一巴倫支撐臂和第二巴倫支撐臂的高度為天線工作中心頻率的八分之一波長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK205543223SQ201620256198
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】張凱, 董孩李
【申請(qǐng)人】上海安費(fèi)諾永億通訊電子有限公司