CN103531890B - 一种d频段双极化天线振子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种D频段双极化天线振子，包括2个半波对称振子、4根支撑柱、1个底盘、2个馈电片和2个圆柱形介质件；2个半波对称振子均由两个矩形板状结构振子呈对角设置，4个矩形板状结构振子等高且相邻之间具有间距；2个馈电片均为L形结构，其具有水平部和竖直部且其竖直部下端均套有圆柱形介质件，2个馈电片的水平部的中部设有对应的凹槽或凸块；4根支撑柱均具有弧形中空结构，其一端均连接在底盘上，另一端分别连接至各矩形板状结构振子的底端；底盘的四角设有与支撑柱具有的弧形中空结构中空部分相匹配的弧形通孔。本发明所设计的D频段双极化天线振子结构简单、小型化、高性能、宽频带、辐射效率高且低成本易于集成。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信基站天线领域，特别是涉及一种D频段双极化天线振子。
背景技术
天线是无线电系统中发射或接收电磁波的设备，是移动通信系统的关键硬件之一。天线性能的优劣对整个移动通信系统的性能有着决定性的影响。随着人们生活水平的提高和电子技术的发展，移动用户迅速增多，人们对基站天线的要求也不断提高，小型化、高性能、宽频带、低成本且易于集成等特点已成为现代天线设计师需要考虑的重要因素。
从频谱上看，D频段干净，是国际电信联盟确定的全球主流TD-LTE频段；从性价比上看，D频段产业链健全，D频段是国际电联划分出的TD-LTE频段，几乎所有的主流设备厂家都有相关设备支持，有着更加健全的产业链。但现有技术中，如何使天线振子具有较高的频带宽度，并具有宽角扫描的良好特性和良好的隔离特性，是本领域技术人员有待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种结构简单、小型化、高性能、宽频带、辐射效率高以及低成本易于集成的D频段双极化天线振子。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种D频段双极化天线振子，包括2个半波对称振子、4根支撑柱、1个底盘、2个馈电片和2个圆柱形介质件；2个半波对称振子均由两个矩形板状结构振子呈对角设置， 4个矩形板状结构振子呈两两中心对称组成辐射单元，4个矩形板状结构振子等高且相邻之间具有间距；2个馈电片均为L形结构，其具有水平部和竖直部且其竖直部下端均套有圆柱形介质件，2个馈电片的水平部的中部设有对应的凹槽或凸块；4根支撑柱均具有弧形中空结构，其一端均连接在底盘上，另一端分别连接至各矩形板状结构振子的底端；底盘的四角设有与支撑柱具有的弧形中空结构中空部分相匹配的弧形通孔；各矩形板状结构振子离对称中心最近的角附近开有与支撑柱具有的弧形中空结构中空部分相匹配的圆形通孔，其中第一矩形板状结构振子和第二矩形板状结构振子上设有与圆形通孔连通并延伸至各辐射单元对称中心的通槽，其中第三矩形板状结构振子和第四矩形板状结构振子上分别设有与圆形通孔连通并延伸至各辐射单元对称中心的第一卡槽和第二卡槽，圆形通孔的直径与圆柱形介质件底面直径相匹配，2个馈电片的竖直部分别通过其下端的圆柱形介质件穿过相邻的两个圆形通孔位于相匹配的相邻的两个支撑柱具有的弧形中空结构内，2个馈电片的水平部呈交叉结构，其一端分别卡在另外两个相邻的圆形通孔一侧的卡槽内。
这样，馈电片通过辐射单元上的圆形通孔与其进行连接，对辐射单元进行馈电，辐射单元上开槽的大小与馈电片匹配，使馈电片刚好固定在辐射单元上，介质件安装在馈电片的底部固定在支撑柱的内圆上，既起到了单元振子的匹配作用，又有固定馈电片的作用，馈电片分别交叉连接两个辐射单元，形成两个极化。
由此可见，本发明科学的设置匹配的矩形板状结构振子圆形通孔、支撑柱弧形中空结构以及底盘弧形通孔，布局十分合理，而且一气呵成，使馈电片的装配与工作相互协调，互不干涉；同时，本发明将多个矩形平面振子在馈电端串联连接并组成双极化单元，从而大大提高了振子的增益，从而提高了天线的辐射面积，提高了辐射效率，结构巧妙；以上结构的结合使本发明的天线振子工作于D频段，有较高的频带宽度，并且具有宽角扫描的良好特性，单元振子的电压驻波小于1.2，隔离在-30dB以下。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的D频段双极化天线振子，其中4个矩形板状结构振子均为正方形；
前述的D频段双极化天线振子，其中2个圆柱形介质件均为塑料件；
前述的D频段双极化天线振子，其中4根支撑柱为外方内圆中空结构，并且4个支撑柱之间相互平行；
前述的D频段双极化天线振子，其中矩形板状结构振子、支撑柱和底盘为铝合金压铸一体成型结构；
前述的D频段双极化天线振子，其中底盘上有两个凸台，凸台的中心开孔，开孔大小与支撑柱具有的弧形中空结构中空部分相匹配，并且同轴；
前述的D频段双极化天线振子，其中馈电片的竖直部上设有用于定位圆柱形介质件的定位块；
前述的D频段双极化天线振子，其中底盘中间开有螺纹圆孔。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
⑴本发明将多个正方型平面振子在馈电端串联连接并组成双极化单元，大大提高了振子的增益，从而提高了天线的辐射面积，提高了辐射效率；
⑵本发明的单元振子是通过铝合金压铸一体成型，加工简单，成本低，并且具有小型化的特点，组装方便；
⑶由于采用正方形的平面振子，使振子体积减小，有利于实现天线的小型化；
⑷本发明工作于D频段，有较高的频带宽度，并且具有宽角扫描的良好特性；单元振子的电压驻波小于1.2，隔离在-30dB以下，有良好的隔离特性。
附图说明
图1是本发明的所有部分结构示意图；
图2是本发明压铸一体成型部分的俯视结构示意图；
图3是本发明压铸一体成型部分的底部结构示意图；
图4是本发明成品结构示意图；
1-半波对称振子、2-馈电片、3-介质件、4-支撑柱、5-底盘、1A-第一矩形板状结构振子、1B-第二矩形板状结构振子、1C-第三矩形板状结构振子、1D-第四矩形板状结构振子、11-圆形通孔、13-第一卡槽、14-第二卡槽、21-水平部、22-竖直部、23-凹槽、24-凸块、25-定位块、51-弧形通孔、52-螺纹圆孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1与图2,该D频段双极化天线振子，包括2个半波对称振子1、4根支撑柱4、1个底盘5、2个馈电片2和2个圆柱形介质件3。其中，支撑柱4和底盘5为铝合金压铸一体成型结构，这种加工方式使得双极化天线振子结构更加简单与紧固，也使得后续的装配工作更加方便与简洁。2个半波对称振子1均由两个矩形板状结构振子呈对角设置， 4个矩形板状结构振子1A、1B、1C和1D呈两两中心对称组成辐射单元，4个矩形板状结构振子1A、1B、1C和1D等高且相邻之间具有间距，本实施例中的4个矩形板状结构振子1A、1B、1C和1D的形状选定为正方形。2个馈电片2均为L形结构，其具有水平部21和竖直部22，且其竖直部22下端有定位块25，在定位块25的位置均套有圆柱形的塑料介质件3，定位块的作用就是使得塑料介质件固定后更加稳固，不易滑动。2个馈电片2的水平部21的中部设有对应的凹槽23或凸块24。4根支撑柱4均具有弧形中空结构，外方内圆且相互平行，其一端均连接在所述底盘5上，另一端分别连接至各矩形板状结构振子的底端。底盘5的四角设有与所述支撑柱4具有的弧形中空结构中空部分相匹配的弧形通孔51。
结合图4，各矩形板状结构振子离对称中心最近的角附近开有与所述支撑柱4具有的弧形中空结构中空部分相匹配的圆形通孔11，这种从矩形板状结构到相应的支撑柱4再到底盘5的贯穿通透结构，一方面更加节省材料，另一方面也便于馈电片的装配，使得双极化天线振子整体结构更加紧凑。第一矩形板状结构振子1A和第二矩形板状结构振子1B上设有与所述圆形通孔11连通并延伸至各辐射单元对称中心的通槽，第三矩形板状结构振子1C和第四矩形板状结构振子1D上分别设有与圆形通孔11连通并延伸至各辐射单元对称中心的第一卡槽13和第二卡槽14，通槽与卡槽的设置都说为了便于装配。圆形通孔11的直径与圆柱形介质件3底面直径相匹配，2个馈电片2的竖直部22分别通过其下端的圆柱形介质件3穿过相邻的两个圆形通孔11位于相匹配的相邻的两个支撑柱4具有的弧形中空结构内，2个馈电片2的水平部21呈交叉结构，其一端分别卡在另外两个相邻的圆形通孔11一侧的卡槽内。
结合图3，底盘5上还设置有两个凸台，凸台的中心开孔，开孔大小与所述支撑柱4具有的弧形中空结构中空部分相匹配，并且同轴，馈电片2通过底盘5上的通孔与功分板连接，对其进行馈电。底盘5中间还开有螺纹圆孔52，其作用是用于固定安装双极化天线振子。
以上各个部件的设置与装配方式，使得馈电片2刚好通过辐射单元上的圆形通孔11与功分板进行连接，对辐射单元进行馈电，辐射单元上开槽的大小与馈电片2匹配，使馈电片2刚好固定在辐射单元上，介质件3安装在馈电片2的底部并固定在支撑柱4的内圆上，既起到了单元振子的匹配作用，又有固定馈电片2的作用，馈电片2分别交叉连接两个辐射单元，形成两个极化。
本实施例科学的设置匹配的矩形板状结构振子圆形通孔11、支撑柱4弧形中空结构以及底盘5弧形通孔51，布局十分合理，而且一气呵成，使馈电片2的装配与工作相互协调，互不干涉；同时，将多个矩形平面振子在馈电端串联连接并组成双极化单元，从而大大提高了振子的增益，从而提高了天线的辐射面积，提高了辐射效率，结构巧妙；以上结构的结合使天线振子工作于D频段，有较高的频带宽度，并且具有宽角扫描的良好特性，单元振子的电压驻波小于1.2，隔离在-30dB以下。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种D频段双极化天线振子，包括2个半波对称振子(1)、4根支撑柱(4)、1个底盘(5)、2个馈电片(2)和2个圆柱形介质件(3)， 所述2个半波对称振子(1)均由两个矩形板状结构振子呈对角设置，4个矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)呈两两中心对称组成辐射单元，4个矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)等高且相邻之间具有间距；所述2个馈电片(2)均为L形结构，其具有水平部(21)和竖直部(22)且其竖直部(22)下端均套有圆柱形介质件(3)，所述4根支撑柱(4)均具有弧形中空结构，其一端均连接在所述底盘(5)上，另一端分别连接至各矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)的底端；所述底盘(5)的四角设有与支撑柱(4)具有的弧形中空结构中空部分相匹配的弧形通孔(51)；各矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)离对称中心最近的角附近开有与所述支撑柱(4)具有的弧形中空结构中空部分相匹配的圆形通孔(11)，其中第一矩形板状结构振子(1A)和第二矩形板状结构振子(1B)上设有与所述圆形通孔连通并延伸至各辐射单元对称中心的通槽(12)，所述圆形通孔(11)的直径与圆柱形介质件(3)底面直径相匹配；其特征在于：
矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)中的第三矩形板状结构振子(1C)和第四矩形板状结构振子(1D)上分别设有与所述圆形通孔连通并延伸至各辐射单元对称中心的第一卡槽(13)和第二卡槽(14)，所述2个馈电片(2)的水平部的中部设有对应的凹槽(23)或凸块(24)；所述2个馈电片(2)的竖直部(22)分别通过其下端的圆柱形介质件穿过相邻的两个圆形通孔(11)位于相匹配的相邻的两个支撑柱(4)具有的弧形中空结构内，所述的2个馈电片(2)的水平部(21)呈交叉结构，其一端分别卡在另外两个相邻的圆形通孔(11)一侧的卡槽(13和14)内。
2.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述4个矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)均为正方形。
3.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述2个圆柱形介质件(3)均为塑料件。
4.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述4根支撑柱(4)为外方内圆中空结构，并且4个支撑柱之间相互平行。
5.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述矩形板状结构振子(1A、1B、1C和1D)、支撑柱(4)和底盘(5)为铝合金压铸一体成型结构。
6.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述底盘(5)上有两个凸台，凸台的中心开孔，开孔大小与所述支撑柱(4)具有的弧形中空结构中空部分相匹配，并且同轴。
7.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述馈电片(2)的竖直部(22)上设有用于定位圆柱形介质件(3)的定位块(25)。
8.根据权利要求1所述的D频段双极化天线振子，其特征在于：所述底盘(5)中间开有螺纹圆孔（52）。
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