CN103700927A - 超宽带双极化辐射单元及交错阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超宽带双极化辐射单元，它包括辐射体（2）、巴伦（5）、馈电导体（3）、反射板（1）、馈电介质（4）以及绝缘介质（6），绝缘介质（6）设置于反射板（1）的上表面，所述绝缘介质（6）上设置有巴伦（5），所述巴伦（5）上设置有辐射体（2），所述馈电导体（3）设置于辐射体（2）以及巴伦（5）的中间，所述馈电介质（4）设置于馈电导体（3）的顶部。一种交错阵列天线，该交错阵列天线包括交错排列的上述的多个超宽带双极化辐射单元。本发明超宽带双极化辐射单元及交错阵列天线具结构简单，装配方便，低成本高性能，易于生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种超宽带双极化辐射单元及交错阵列天线，属于移动通信基站天线领域。
背景技术
随着移动通信技术的迅猛发展，多系统及多制式共存，对基站阵列天线的要求也越来越高，天线集成化、宽带化成为发展的趋势。在双极化定向基站阵列天线的常用频段内，DCS 网络的工作频率为1710MHz~1800MHz ；PCS 的工作频率为1850MHz~1990MHz ；UMTS的工作频率为1920MHz ~2170MHz ；而随着LTE和TD-LTE 的发展，现实中需要有工作频率能完全覆盖1710MHz ~ 2700MHz 的超宽频天线（相对带宽44.9%），其能够包含以上所有的网络制式，满足基站天线宽带化及通用性的要求。
基站天线的使用不仅仅需要满足宽带化的要求，其辐射性能也同样重要。这种宽带天线比常规的基站天线带宽都要宽，天线的驻波比和辐射指标要求也更为严格，除了一般的辐射指标外，为了完善覆盖效果，水平面波束偏移，在超宽频天线设计中亦要有充份的考虑，这无疑在设计上提出了很大的挑战。
传统的解决办法是在将上述双极化宽频辐射单元组阵成天线时，将相邻的双极化宽频辐射单元旋转180°排布，然后在馈电网络中的个别电缆上来弥补180°的相位差。但是由于使用的频带宽，电缆网络高频和低频的相位斜率差异较大，不易实现准确的相位弥补，从而导致组阵的天线增益有所牺牲和垂直面的赋形扭曲，这种方法在宽频中不适合使用，且会使得整个天线的组阵结构复杂化，不利于优化生产装配。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以减少和克服在宽频带上两个极化出现的个别频点的波束偏移的超宽带双极化辐射单元以及可以改善天线的隔离度和交叉极化鉴别率，以减少因调试隔离度和交叉极化鉴别率而放置的复杂结构的交错阵列天线。
本发明的目的是这样实现的：
一种超宽带双极化辐射单元，它包括辐射体、巴伦、馈电导体、反射板、馈电介质以及绝缘介质，绝缘介质设置于反射板的上表面，所述绝缘介质上设置有巴伦，所述巴伦上设置有辐射体，所述馈电导体设置于辐射体以及巴伦的中间，所述馈电介质设置于馈电导体的顶部，所述辐射体包括四个振子臂，分别为第一振子臂、第二振子臂、第三振子臂以及第四振子臂，巴伦包括四个分别位于四个振子臂下方的导体，分别为第一巴伦、第二巴伦、第三巴伦以及第四巴伦，馈电导体包括呈正交设置的第一馈电导体以及第二馈电导体，第一馈电导体以及第二馈电导体的较长的垂直段穿过绝缘介质的安装孔与反射板连接。
作为一种优选，所述第一振子臂以及第二振子臂为外侧带有缺口的铃铛形，第三振子臂以及第四振子臂为外侧带有加载的铃铛形。
作为一种优选，所述加载为圆柱、方柱、多边形柱或其他形状。
作为一种优选，相邻两个振子臂之间设置有不等宽的间隙。
一种交错阵列天线，该交错阵列天线包括交错排列的上述的多个超宽带双极化辐射单元，多个超宽带双极化辐射单元横向间距为0.2~0.4个中心波长，多个超宽带双极化辐射单元的纵向间距0.6~0.85个中心波长。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明超宽带双极化辐射单元，其辐射体包括呈轴线对称具有不相同形状的两种四个振子臂，该不对称结构可以减少宽频带上两个极化出现的个别频点的波束偏移。本发明的交错阵列天线，其满足超宽带性能的前提下，还可以改善天线的隔离度和交叉极化鉴别率，以减少因调试隔离度和交叉极化鉴别率而放置的复杂结构。且其结构简单，装配方便，低成本高性能，易于生产。
附图说明
图1为本发明超宽带双极化辐射单元示意图。
图2为本发明超宽带双极化辐射单元装配示意图。
图3为本发明辐射体俯视图。
图4为本发明交错阵列天线的第一种结构示意图。
图5为本发明交错阵列天线的第二种结构示意图。
其中：
反射板1
辐射体2、第一振子臂21、第二振子臂22、第三振子臂23、第四振子臂24
馈电导体3、第一馈电导体31、第二馈电导体32
馈电介质4
巴伦5、第一巴伦51、第二巴伦52、第三巴伦53、第四巴伦54
绝缘介质6。
具体实施方式
参见图1~图3，本发明涉及的一种超宽带双极化辐射单元，它包括辐射体2、巴伦5、馈电导体3、反射板1、馈电介质4以及绝缘介质6。绝缘介质6设置于反射板1的上表面，所述绝缘介质6上设置有巴伦5，所述巴伦5上设置有辐射体2，所述辐射体2以及巴伦5一体成形，所述馈电导体3设置于辐射体2以及巴伦5的中间，所述馈电介质4设置于馈电导体3的顶部。
所述辐射体2包括四个振子臂，分别为第一振子臂21、第二振子臂22、第三振子臂23以及第四振子臂24，第一振子臂21与第二振子臂22和第三振子臂23与第四振子臂24为非对称的两种结构，其中第一振子臂21以及第二振子臂22为外侧带有缺口的铃铛形，第三振子臂23以及第四振子臂24为外侧带有加载的铃铛形，所述加载为圆柱、方柱、多边形柱或其他形状，相邻两个振子臂之间设置有不等宽的间隙，巴伦5包括四个分别位于四个振子臂下方的柱形导体，分别为第一巴伦51、第二巴伦52、第三巴伦53以及第四巴伦54，巴伦5对辐射体2起支撑、固定作用，第一巴伦51、第二巴伦52、第三巴伦53以及第四巴伦54又两两对称对高频电流起不平衡——平衡变换作用。馈电导体3包括呈正交设置的第一馈电导体31以及第二馈电导体32，第一馈电导体31以及第二馈电导体32的较长的垂直段穿过绝缘介质6的安装孔与反射板1连接，所述第一馈电导体31以及第二馈电导体32的垂直段上设置有卡盘，绝缘介质6起到巴伦5与反射板1绝缘作用。
参见图4~图5，该超宽带双极化辐射单元用于作为交错阵列天线的组成单元，该交错阵列天线包括交错排列的多个超宽带双极化辐射单元，多个超宽带双极化辐射单元横向间距为0.2~0.4个中心波长，多个超宽带双极化辐射单元的纵向间距0.6~0.85个中心波长。
Claims (6)
1.一种超宽带双极化辐射单元，其特征在于它包括辐射体（2）、巴伦（5）、馈电导体（3）、反射板（1）、馈电介质（4）以及绝缘介质（6），绝缘介质（6）设置于反射板（1）的上表面，所述绝缘介质（6）上设置有巴伦（5），所述巴伦（5）上设置有辐射体（2），所述馈电导体（3）设置于辐射体（2）以及巴伦（5）的中间，所述馈电介质（4）设置于馈电导体（3）的顶部，所述辐射体（2）包括四个振子臂，分别为第一振子臂（21）、第二振子臂（22）、第三振子臂（23）以及第四振子臂（24），巴伦（5）包括四个分别位于四个振子臂下方的导体，分别为第一巴伦（51）、第二巴伦（52）、第三巴伦（53）以及第四巴伦（54），馈电导体（3）包括呈正交设置的第一馈电导体（31）以及第二馈电导体（32），第一馈电导体（31）以及第二馈电导体（32）的较长的垂直段穿过绝缘介质（6）的安装孔与反射板（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种超宽带双极化辐射单元，其特征在于所述第一振子臂（21）以及第二振子臂（22）为外侧带有缺口的铃铛形，第三振子臂（23）以及第四振子臂（24）为外侧带有加载的铃铛形。
3.根据权利要求2所述的一种超宽带双极化辐射单元，其特征在于所述加载为圆柱、方柱、多边形柱或其他形状。
4.根据权利要求1或2所述的一种超宽带双极化辐射单元，其特征在于相邻两个振子臂之间设置有不等宽的间隙。
5.一种交错阵列天线，该交错阵列天线包括交错排列的多个超宽带双极化辐射单元，其特征在于所述超宽带双极化辐射单元包括辐射体（2）、巴伦（5）、馈电导体（3）、反射板（1）、馈电介质（4）以及绝缘介质（6），绝缘介质（6）设置于反射板（1）的上表面，所述绝缘介质（6）上设置有巴伦（5），所述巴伦（5）上设置有辐射体（2），所述馈电导体（3）设置于辐射体（2）以及巴伦（5）的中间，所述馈电介质（4）设置于馈电导体（3）的顶部，所述辐射体（2）包括四个振子臂，分别为第一振子臂（21）、第二振子臂（22）、第三振子臂（23）以及第四振子臂（24），巴伦（5）包括四个分别位于四个振子臂下方的导体，分别为第一巴伦（51）、第二巴伦（52）、第三巴伦（53）以及第四巴伦（54），馈电导体（3）包括呈正交设置的第一馈电导体（31）以及第二馈电导体（32），第一馈电导体（31）以及第二馈电导体（32）的较长的垂直段穿过绝缘介质（6）的安装孔与反射板（1）连接。
6.根据权利要求5所述的一种交错阵列天线，其特征在于多个超宽带双极化辐射单元横向间距为0.2~0.4个中心波长，多个超宽带双极化辐射单元的纵向间距0.6~0.85个中心波长。
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