CN104953291A - 双频双极化的一维lte天线 - Google Patents
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Abstract
一种双频双极化的一维LTE天线，包括反射板、在反射板左右两侧各设置的高频部分以及低频部分,高频部分以及低频部分之间设有隔离条，高频部分包括高频馈电网络Ⅰ、高频馈电网络Ⅱ以及至少四个高频单元，每个高频单元包括高频振子，高频引向片，高频振子以及高频引向片中间开孔并通过支撑垫固定相连，高频部分为两单元阵列，高频振子镜像对称分布,所述的低频部分包括低频振子低频引向片及低频馈电网络，高频振子和低频振子的同极化端口经合路器合路后和设备连接。本申请采用电场抵消技术提高系统的隔离度，双频阵列通过空气微带合路器合路可以有效保证天线的双频工作效能，主体采用铝合金材质，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，用于分布式或客户终端系统，更具体的说是涉及LTE通信系统天线。
背景技术
LTE终端系统要求设备天线工作在多频多极化，并且同频端口间需要保证较高的隔离度，同时LTE终端设备要求设备天线必须是低成本高性能的。目前市场上的LTE终端设备系统天线往往采用压铸振子或聚四氟乙烯材料的PCB设计， 其成本往往较高，同时性能不如人意，同时用户希望能够提供一种一维小型化的天线以便弱化安装要求，并减少对环境的影响。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服上述背景技术的缺点，提供一种体积小、结构简单、成本低、隔离度高的双频双极化的一维LTE天线。
本发明的技术方案是：双频双极化的一维LTE天线，包括反射板、在反射板左右两侧各设置的高频部分以及低频部分；所述的高频部分以及低频部分之间设有用以增强频段间隔离度的隔离条，所述的高频部分包括高频馈电网络Ⅰ、高频馈电网络Ⅱ以及至少四个高频单元，每个高频单元包括辐射作用的高频振子，耦合作用的高频引向片，所述的高频振子以及高频引向片中间开孔并通过支撑垫固定相连，所述的高频部分为两单元阵列，高频振子镜像对称分布,所述的低频部分包括辐射作用的低频振子、耦合作用的低频引向片及低频馈电网络，高频振子和低频振子的同极化端口经合路器合路后和设备连接。
所述的低频振子为方形微带振子，其表面增设圆形寄生贴片，低频馈电网络采用探针直接馈电，其中-45度极化直接馈电，+45度极化采用双馈点馈电，双馈点的相位差为180度。
所述的高频振子采用方形振子，其表面增设圆形寄生贴片，高频振子与高频馈电网络Ⅰ及高频馈电网络Ⅱ之间采用采用微带片耦合馈电方式。
所述的低频振子的交叉极化端口采用低频馈电网络进行馈电，低频馈电网络采用非威尔金森结构。
所述的合路器为空气微带合路器，高低频支路采用椭圆函数滤波器，并结合天线设计需要减小合路器体积。
所述的反射板、高频引向片、低频引向片、高频振子、低频振子和反射板采用铝合金材质。
本发明的有益效果是：本发明在传统天线技术的基础上面，采用电场抵消技术提高系统的隔离度，双频阵列通过空气微带合路器合路可以有效保证天线的双频工作效能，同时反射板、高频引向片、低频引向片、高频振子、低频振子和反射板采用铝合金材质，降低了成本。
附图说明
图1 产品结构示意图1；
图2 产品结构示意图2；
图3产品背面结构示意图；
图4为低频辐射振子极化端口分布图。
其中：1、高频引向片，2、支撑垫Ⅰ，3、隔离条，4、低频引向片，5、低频振子，6、反射板，7、高频馈电网络Ⅰ，8、支撑垫Ⅱ,9、高频振子，10、支撑垫Ⅲ,11、支撑垫Ⅳ,12、支撑垫Ⅴ,13、低频馈电网络，14、合路器，15、合路器底板，16、高频馈电网络Ⅱ,17、电缆压接块，18、支撑垫Ⅵ，19、-45°馈电孔，20、+45°馈电孔Ⅰ，21、+45°馈电孔Ⅱ。
具体实施方式
本实施例为一种双频双极化的一维LTE天线，包括高频引向片（1）、支撑垫（2）、隔离条（3）、低频引向片（4）、低频振子（5）、反射板（6）、高频馈电网络Ⅰ（7）、支撑垫Ⅱ（8）、高频振子（9）、支撑垫Ⅲ（10）、支撑垫Ⅳ（11）、支撑垫Ⅴ（12）、低频馈电网络（13）、合路器（14）、合路器底板（15）、高频馈电网络Ⅱ（16）、电缆压接块（17）、支撑垫Ⅵ（18）等。所述的高频振子（9）和低频振子（5）的同极化端口经合路器（14）合路后和设备连接。高频引向片（1）、低频引向片（4）、高频振子（9）、低频振子（5）和反射板（6）为铝合金材料制成。低频振子（5）上具有反向180度馈电孔及正交极化馈电孔；低频振子（5）的交叉极化端口采用低频馈电网络（13）进行馈电。高频振子（9）采用高频馈电网络Ⅰ（7）和高频馈电网络Ⅱ（16）馈电。高频振子（9）和低频振子（5）间具有隔离条（3）。低频振子（5）和高频振子（9）为空气微带天线，并在中心通过支撑垫Ⅳ（11）、支撑垫Ⅵ（18）进行接地处理。合路器（14）和合路器底板（15）对高低频进行合路。
如图1所示，其中概括性的双频双极化的一维LTE天线的结构，包括反射板（6），在反射板（6）上具有一个低频振子（5）和低频引向器（4），低频引向器为圆形或方形或其他多面形。
如图2所示，支撑垫Ⅳ（11）和支撑垫Ⅵ（18）放置在反射板（6）轴线上。
如图3所示，低频振子（5）具有低频馈电网络（13），本天线低频部分实现极化高隔离是通过“电场对消技术”，从而低频振子上至少具有3个馈电端口。
如图1所示，本天线高频部分至少具有4个高频振子（9），以及4个高频引向片（1），其中两个为一组分别构成高频的±45°极化端口，高频振子和高频引向片同样可以为正方形圆形或其他拓扑形状。高频振子之间的间隔保持至少一个波长以上。高频振子通过功分器连接以提高高频端的增益。
如图3所示，本天线的低频部分和高频部分通过合路器（14）合路后输出。合路器（14）为铝合金形式缩减天线合路的成本。同时参考图1和图2，高频振子（9）和低频振子（5）间具有隔离条用以增强频段间隔离度。反射板（6）采用反向折弯控制天线的副瓣同时增强反射板的机械强度。
提高隔离度主要是同频隔离度，同频隔离度如果不够会影响极化分集的效果。如图4所示，低频+45度极化端口同时经过+45°馈电孔Ⅰ（20）和+45°馈电孔Ⅱ（21）进行馈电。主要原理是：天线同频极化端口的耦合主要是一个极化端口在辐射时由于方形贴片是中心对称结构，此时在另外一个极化端口产生较强的耦合电场，此电场是影响天线隔离度变弱的主要因素。+45°馈电孔Ⅰ（20）和+45°馈电孔Ⅱ（21）在结构上于-45度馈电孔（19）对称，从而-45度极化馈电是在+45°馈电孔Ⅰ（20）和+45°馈电孔Ⅱ（21）产生等幅反向的电场，此电场在合适的馈电方式下可以相互抵消。这种抵消是抵消-45度极化端口产生的耦合电场，对于+45度极化端口馈电来说是同频同相的不会抵消有益电磁能量。
700MHz LTE频段采用半波振子需要约100mm的高度，对于终端应用来说天线占用了相当大的体积。一维小型化是指天线的高度相对于传统的半波振子天线来说高度得到极大的降低，主要采用空气微带辐射振子技术，结合寄生技术降低天线的高度。
Claims (6)
1.双频双极化的一维LTE天线，包括反射板、在反射板左右两侧各设置的高频部分以及低频部分；其特征是所述的高频部分以及低频部分之间设有用以增强频段间隔离度的隔离条，所述的高频部分包括高频馈电网络Ⅰ、高频馈电网络Ⅱ以及至少四个高频单元，每个高频单元包括辐射作用的高频振子，耦合作用的高频引向片，所述的高频振子以及高频引向片中间开孔并通过支撑垫固定相连，所述的高频部分为两单元阵列，高频振子镜像对称分布,所述的低频部分包括辐射作用的低频振子、耦合作用的低频引向片及低频馈电网络，高频振子和低频振子的同极化端口经合路器合路后和设备连接。
2.如权利要求1所述的双频双极化的一维LTE天线，其特征是所述的低频振子为方形微带振子，其表面增设圆形寄生贴片，低频馈电网络采用探针直接馈电，其中-45度极化直接馈电，+45度极化采用双馈点馈电，双馈点的相位差为180度。
3. 如权利要求1所述的双频双极化的一维LTE天线，其特征是高频振子采用方形振子，其表面增设圆形寄生贴片，高频振子与高频馈电网络Ⅰ及高频馈电网络Ⅱ之间采用采用微带片耦合馈电方式。
4. 如权利要求1所述的双频双极化的一维LTE天线，其特征是所述的低频振子采用交叉极化端口，交叉极化端口采用低频馈电网络进行馈电，低频馈电网络采用非威尔金森结构。
5.如权利要求1所述的双频双极化的一维LTE天线，其特征是所述的合路器为空气微带合路器，高低频支路采用椭圆函数滤波器。
6.如权利要求1所述的双频双极化的一维LTE天线，其特征是所述的反射板、高频引向片、低频引向片、高频振子、低频振子和反射板采用铝合金材质。
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