CN102110909B - 移动通信基站天线及其双极化振子 - Google Patents

移动通信基站天线及其双极化振子 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双极化振子，包括辐射单元及振子底座，振子底座与辐射单元连接。该所述辐射单元包括一载板以及两带线，所述两带线分别覆盖于所述载板的上下表面，所述两带线的形状相同且相互垂直设置，每一所述带线具有相互平行的两基带及对称的连接在所述两基带两端的两辐射带，所述两基带均与振子底座连接并与所述两辐射带组成一闭合的环路，两基带均接地，且所述两基带之一用于馈入信号。由于本发明振子的每一带线的两基带及对称的连接在所述两基带两端的两辐射带组成一闭合的环路，从而形成一个极化方向，且其中的一基带用于把馈电线缆的信号馈入所述两辐射带，从而可以改善所述振子的隔离度、前后比以及交叉极化比。

Description

移动通信基站天线及其双极化振子
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种移动通信基站天线及其双极化振子。
背景技术
随着通信行业的发展，移动通信已成为最具活力和前途的行业，也给人们的生活带来了极大的方便。而随着移动用户数量的不断增长以及移动用户需要的增长，对移动通信网络的要求越来越高。
众所周知，基站天线是实现移动通信以及保证通信质量的关键部件，而所述天线的通信性能基本取决于振子的性能，特别是振子的驻波比、隔离度及交叉极化比等参数的优劣。然而，现有的振子通常不能很好的兼顾振子的驻波比、隔离度及交叉极化比等参数，因此提供一种能兼顾驻波比、隔离度及交叉极化比等参数的振子成为基站天线领域的重要课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善驻波比、隔离度及交叉极化比的双极化振子。
本发明的另一目的是提供一种移动通信基站天线，所述天线的双极化振子的驻波比、隔离度、交叉极化比相比现有的振子得到了改善。
为实现上述目的，本发明提供了一种双极化振子，包括辐射单元及振子底座，所述振子底座与所述辐射单元固定连接。其中，所述辐射单元包括一载板以及两带线，所述两带线分别覆盖于所述载板的上下表面，所述两带线的形状相同且相互垂直设置，每一所述带线具有相互平行的两基带及对称的连接在所述两基带两端的两辐射带，所述两基带均与振子底座连接并与所述两辐射带组成一闭合的环路，且所述两基带之一用于馈入信号。
与现有技术相比，由于本发明双极化振子的每一带线的两基带及对称的连接在所述两基带两端的两辐射带组成一闭合的环路，从而形成一个极化方向，且其中的一基带用于把馈电线缆的信号馈入所述两辐射带，从而可以改善所述振子的隔离度、前后比以及交叉极化比。
在本发明的一优选实施例中，每一辐射带具有两折合片以及一连接片，所述两折合片分别从所述两基带的同一端向外弯折延伸并呈“V”形开口状，所述连接片呈弧形且连接在两折合片的末端。
优选地，所述“V”形开口的角度为45度～90度。
具体地，所述振子底座包括两对支撑柱，每对所述支撑柱分别与一所述带线的两基带连接。
优选地，所述双极化振子还包括两具有屏蔽层和芯线的馈电线缆，所述屏蔽层包覆所述芯线，每一所述馈电线缆的屏蔽层和芯线分别焊接在一所述带线的两基带上。
具体地，所述每对支撑柱中至少一个为空心圆柱，每一所述馈电线缆分别穿过每对所述支撑柱的空心圆柱，且所述馈电线缆的屏蔽层焊接在与所述空心圆柱连接的基带上。
具体地，所述带线和所述载板上对应地均开设有四个通孔，所述支撑柱通过所述通孔固定在所述基带上。
优选地，所述双极化振子还包括固定柱和耦合片，所述固定柱固定在所述辐射单元上，所述耦合片固定在所述固定柱上。
相应地，本发明还提供了一种移动通信基站天线，包括一反射板和至少一固定在所述反射板上的振子阵，所述振子阵包括多个双极化振子。所述天线的双极化振子可以改善所述振子的隔离度、前后比以及交叉极化比。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明移动基站天线一实施例的立体图。
图2为本发明双极化振子一实施例的立体图。
图3为图2所示双极化振子的分解图。
图4为图3所示辐射单元的俯视图。
图5为图3所示辐射单元的仰视图。
图6为图3所示辐射单元的分解图。
图7为本发明的双极化振子应用到天线上后的仿真驻波比图。
图8为本发明的双极化振子应用到天线上后的仿真隔离度图。
图9为本发明的双极化振子应用到天线上后，工作于1.17GHz的仿真图，其中实线为主极化曲线，虚线为交叉极化曲线。
图10为本发明的双极化振子应用到天线上后，工作于1.94GHz的仿真图，其中实线为主极化曲线，虚线为交叉极化曲线。
图11为本发明的双极化振子应用到天线上后，工作于2.17GHz的仿真图，其中实线为主极化曲线，虚线为交叉极化曲线。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种双极化振子，由于每一带线的两基带及对称的连接在所述两基带两端的两辐射带组成一闭合的环路，从而形成一个极化方向，且其中的一基带用于把馈电线缆的信号馈入所述两辐射带，进而可以改善所述振子的隔离度、前后比以及交叉极化比。
请参考图1，本发明的移动通信基站天线包括一反射板200和一固定在所述反射板上的振子阵，其中所述振子阵具有多个双极化振子100，但在图1中仅显示其中的一个双极化振子。
具体地，如图2和图3所示，所述双极化振子100包括耦合片10、固定柱12、辐射单元14、振子底座16以及馈电线缆20，所述耦合片10通过所述固定柱12安装在所述辐射单元14上，所述辐射单元14固定连接在振子底座16上，所述馈电线20的芯线焊接在所述辐射单元14上。
具体地，如图3所示，所述耦合片10大致呈“十”字型，且开设有两个第一安装孔101。相应地，所述固定柱12上设有凸柱121，所述辐射单元14上设有第二安装孔141。所述凸柱121的一端插入所述第一安装孔101内，所述凸柱121的另一端插入所述第二安装孔141内，螺母30分别套装在所述凸柱121的两端，以将所述耦合片10通过所述固定柱12固定安装在所述辐射单元14上。
再参考图3，所述振子底座16由金属材料制成，其固定在所述反射板200上，所述振子底座16包括两对支撑柱161，且其中每一对支撑柱161中至少一个为空心圆柱，用于供所述馈电线缆20穿过。
如图3至图6所示，所述辐射单元14包括载板142以及两个带线143、143’，两个所述带线143、143’分别覆盖于所述载板142上下表面，两个所述带线143、143’的形状相同且相互垂直设置，所述带线143具有相互平行的两基带143a、143b，以及两对称的连接在所述两基带143a、143b两端的两辐射带143c、143’c，所述两基带143a、143b及两辐射带143c、143’c组成一封闭的环路。
每一辐射带143c具有两折合片143c1、143c2以及一连接片143c3，所述两折合片143c1、143c2分别从所述两基带143a、143b的同一端向外弯折延伸，从而两折合片143c1、143c2组成一“V”形开口，该“V”形开口的优选角度为45度～90度，在本实施例中，该“V”形开口的角度(即所述两折合片143c1、143c2的夹角)接近90度。所述连接片143c3呈弧形且连接在两折合片143c1、143c2末端。
具体地，所述带线143以及所述载板142上对应地均开设有四个通孔144，且所述通孔144位于所述基带143a(143’a)、143b(143’b)内。具体地，其中两个所述通孔144分别位于覆盖于所述载板142的上表面的基带143a、143b内，另外两个所述通孔144位于覆盖于所述载板142的下表面的基带143’a、143’b内，通过该四个通孔144，每一带线143(143’)的两基带143a、143b(143’a、143’b)分别与所述振子底座16的一对支撑柱161固定连接，两基带143a、143b(143’a、143’b)通过该对支撑柱161接地，从而该对支撑柱161可以将电流平衡地流向所述两带线143、143’。
结合图3、图4、图5以及图6，每一所述馈电线缆20具有屏蔽层和芯线，所述屏蔽层包覆所述芯线。相应地，所述每对支撑柱161中至少一个为空心圆柱，每一所述馈电线缆20分别穿过每对所述支撑柱161的空心圆柱。两馈电线缆20的屏蔽层201分别焊接在与所述空心圆柱固定连接的基带143b、143’b上，两馈电线缆20的芯线201分别焊接在基带143a、143’a上。
本发明的工作原理如下：当所述双极化振子100安装在所述反射板200上并通电后，信号通过所述馈电线缆20导入基带143a、143’a，再通过所述折合片143c1(143’c1)、连接片143c3(143’c3)、折合片143c2(143’c2)、基带143b、(143’b)，最后由所述空心圆柱引入接地，从而使得通过所述馈电线缆20导入的信号经过折合片143c1(143’c1)、连接片143c3(143’c3)、折合片143c2(143’c2)以电磁波的形式辐射出去，从而实现通信的目的。
需要注意的是，通过所述耦合片10与所述两个带线143、143’的耦合，可以增加双极化振子100的带宽，并进一步增加双极化振子100的增益和驻波比。
需要注意的是，本发明的双极化振子100主要工作于1.7～2.17GHz频段。当本发明的双极化振子100应用到天线后，通过专业的振子仿真测试软件进行仿真实验，其具体实验数据如下表：
Figure BDA0000039682190000061
根据以上实验数据，得到了如图7至图11所示的实验仿真图。
从以上仿真图可以看出，本发明的双极化振子100有效地改善了隔离度、前后比以及交叉极化比，具有良好的市场应用前景。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种双极化振子，包括辐射单元及振子底座，所述振子底座与所述辐射单元固定连接，其特征在于：所述辐射单元包括一载板以及两带线，所述两带线分别覆盖于所述载板的上下表面，所述两带线的形状相同且相互垂直设置，每一带线均具有相互平行的两基带及对称的连接在所述两基带两端的两辐射带，所述两基带均与所述振子底座连接并与所述两辐射带组成一闭合的环路，且所述两基带之一用于馈入信号。
2.如权利要求1所述的双极化振子，其特征在于：每一辐射带具有两折合片以及一连接片，所述两折合片分别从所述两基带的同一端向外弯折延伸并呈“V”形开口状，所述连接片呈弧形且连接在两折合片的末端。
3.如权利要求2所述的双极化振子，其特征在于：所述“V”形开口的角度为45度～90度。
4.如权利要求1所述的双极化振子，其特征在于：所述振子底座还包括两对支撑柱，每对所述支撑柱分别与一所述带线的两基带连接。
5.如权利要求4所述的双极化振子，其特征在于：还包括两具有屏蔽层和芯线的馈电线缆，所述屏蔽层包覆所述芯线，每一所述馈电线缆的屏蔽层和芯线分别焊接在一所述带线的两基带上。
6.如权利要求5所述的双极化振子，其特征在于：所述每对支撑柱中至少一个为空心圆柱，每一所述馈电线缆分别穿过每对所述支撑柱的空心圆柱，且所述馈电线缆的屏蔽层焊接在与所述空心圆柱连接的基带上。
7.如权利要求4所述的双极化振子，其特征在于：所述带线和所述载板上对应地均开设有四个通孔，所述支撑柱通过所述通孔固定在所述基带上。
8.如权利要求1-7任一项所述的双极化振子，其特征在于：所述双极化振子还包括固定柱和耦合片，所述固定柱固定在所述辐射单元上，所述耦合片固定在所述固定柱上。
9.一种移动通信基站天线，包括一反射板和至少一固定在所述反射板上的振子阵，所述振子阵包括多个双极化振子，其特征在于：所述双极化振子如权利要求1-7任一项所述。
10.一种移动通信基站天线，包括一反射板和至少一固定在所述反射板上的振子阵，所述振子阵包括多个双极化振子，其特征在于：所述双极化振子如权利要求8所述。
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