CN107732427A - 双极化辐射振子及天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双极化辐射振子，为解决现有双极化辐射振子生产成本过高的问题。包括中心部和振子瓣部；相邻的振子瓣部之间形成有馈电缝隙；还包括有用于向馈电缝隙进行馈电的第一馈电导体和第二馈电导体；特别地，中心部和振子瓣部是在一片平面金属片上冲压形成的；在各个振子瓣部的中央还被冲压出仍与振子瓣部相连的调谐臂部；调谐臂部被折弯而朝向中心部的同一侧。本发明的双极化辐射振子具有结构极其简化，生产成本和装配成本更低等的优点，而且无需完全改变形态，只要对尺寸稍加改变便可适用其他频段。本发明还提供一种带有双极化辐射振子的天线，与现有的同频段的天线相比，其振子片至反射板之间的距离更短，因此体积更为小巧。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种双极化辐射振子；本发明还涉及一种带有双极化辐射振子的天线。
背景技术
常规的双极化辐射振子多采用半波对称振子结构原理。现有的半波对称振子或者由金属压铸制成，或者由印刷电路板制成。
采用金属压铸工艺结构或印刷电路板工艺结构来制作适用于690-960MHz频段的双极化辐射振子的话，振子的体积通常会达到长150～170mm、宽150～170mm、高60～80mm，由于此时振子的体积很大，于是其生产成本也是非常高的。
申请公布号为：CN104157972，名为“双极化振子”的专利文献公开了一种双极化辐射振子，其振子辐射面1是形成为金属薄片状的，其馈电导体是制作于第一印刷电路板2上的，其金属支撑件3是形成为柱体的。在该专利文献中，还提及了“振子辐射面1与金属支撑件3可为一体铸造结构”这样的一体式结构。然而这样的结构下生产成本仍然比较高。
为降低生产成本，需要对现有的双极化辐射振子的结构进行改进。
发明内容
本发明提供一种双极化辐射振子，为的是解决现有双极化辐射振子生产成本过高的问题。通过以下技术方案实现：
双极化辐射振子，包括中心部和振子瓣部；所述振子瓣部有4个，振子瓣部沿中心部的周向均匀分布在中心部的外周；相邻的振子瓣部之间形成有馈电缝隙；还包括有用于向所述馈电缝隙进行馈电的第一馈电导体和第二馈电导体；特别地，所述中心部和振子瓣部是在一片平面金属片上冲压形成的；在各个振子瓣部的中央还被冲压出仍与振子瓣部相连的调谐臂部；所述调谐臂部被折弯而朝向中心部的同一侧。
将双极化辐射振子的中心部以及全部振子瓣部称为振子片，在振子片与反射板之间是需要设置调谐结构的，否则振子性能将受到很大影响，这样的调谐结构也被称为巴伦。现时的双极化辐射振子其振子片与巴伦是相互独立的部件，振子片和巴伦各自被制成后还需要进行装配，并且该两者通常都是使用不同的工艺来生产的，工艺成本和装配成本都很高。通过本发明的技术方案，本发明的双极化辐射振子的中心部、振子瓣部以及调谐臂部可以达到在一件金属片上经一次冲压形成，这样的金属片可以采用0.3～1.2mm厚的铝片，于是相比现时的同类产品，本发明的产品能极大地节省生产成本，具有极大的市场价值。
振子片与反射板之间可以构成直流接地方式或耦合接地方式。直流接地方式下，调谐臂部是需要与反射板连接且导通的，此时调谐臂部将同时作为振子片与反射板之间的连接件，为振子片提供支撑力而不再需要额外的支撑结构，可进一步实现节省成本的效果。耦合接地方式下，调谐臂部的非与振子瓣部相连的一端是与反射板相靠近但不相接触的，此时在振子片与反射板之间配置一个或多个绝缘的支撑件就可以了，或者在调谐臂部与反射板之间配置一个或多个绝缘的支撑件也可以。
所述调谐臂部可以是从外向内地被折弯而朝向中心部的同一侧的。所述调谐臂部也可以是从内向外地被折弯而朝向中心部的同一侧的。还可以是：部分调谐臂部是从外向内地被折弯，部分调谐臂部是从内向外地被折弯，而这些调谐臂部最终朝向中心部的同一侧。
根据具体的设定需要，调谐臂部可以是与所述中心部垂直的。
所述调谐臂部非与振子瓣部相连的一端还可以形成有较调谐臂部的宽度更宽的用于与反射板连接且导通的连接部。这样，在直流接地方式下，更容易应用铆钉或螺丝将调谐臂部与反射板连接起来。
所述中心部最好设有馈线过孔，以便馈电用的同轴电缆的内导体穿过中心部而到达馈电导体。
第一馈电导体和第二馈电导体均是实现内导体至振子瓣部上特定部位之间电性导通的线路，其实质是要向馈电缝隙馈电，所述内导体是指馈电用的同轴电缆的内导体。第一馈电导体和第二馈电导体可以是2条互不导通的在PCB上制得的印刷微带线，也可以是2条互不导通的由冲压制得的金属细长体。
第一馈电导体和第二馈电导体优选设置在中心部的与调谐臂部所在侧相反的一侧。
第一馈电导体和第二馈电导体优选是由冲压制得的两头被弯折的金属细长体。这样结构的馈电导体，其各自的中部还优选形成有内导体焊接部，以便通过这个部位与内导体实施机械连接及电性导通。所述内导体焊接部至其所在馈电导体的两头的沿线距离最好是相等的。而所述第一馈电导体和第二馈电导体的两头最好是被同向地折弯90°±5°。
第一馈电导体是用于向两条相对设置的馈电缝隙馈电的，第二馈电导体是用于向另外两条相对设置的馈电缝隙馈电的。为确保电气性能，第一馈电导体和第二馈电导体的长度需要被设定得较短，这就需要让2条馈电导体互相跨越。其中一种做法是，其中一条馈电导体上还设有过桥部。
本发明的双极化辐射振子可以作为低频振子或高频振子。低频振子与高频振子相比，振子的中心部、振子瓣部以及调谐臂部的整体面积更大。本发明的振子，其中心部、振子瓣部以及调谐臂部可以是在边长140～160mm的正方形金属片上或边长45～60mm的正方形金属片上冲压制成。
所述振子瓣部可以呈等边直角三角形状或四分之一圆状。
所述馈电缝隙可以是平行形的缝隙，也可以是喇叭形的缝隙。馈电缝隙的形状尺寸可以根据设定的需求而改变。
本发明还提供一种带有双极化辐射振子的天线，包括反射板、第一馈线和第二馈线；第一馈线和第二馈线均为同轴电缆；特别地，还包括以上所述的双极化辐射振子；双极化辐射振子的调谐臂部的非与振子瓣部相连的一端与所述反射板连接在一起且电性导通以实施直流接地；第一馈线的内导体与第一馈电导体导通，第一馈线的外导体与中心部导通；第二馈线的内导体与第二馈电导体导通，第二馈线的外导体与中心部导通。
最好还设有寄生片，所述双极化辐射振子处在反射板与寄生片之间。所述寄生片可以通过绝缘支架而固定于反射板，或者通过绝缘支架而固定于振子瓣部，或者固定于属于天线外罩的一个部位上。
所述寄生片的形状可以是圆形或正方形或正六边形或正八变形。
所述寄生片的中心优选正对中心部的中心。
本发明还提供一种带有双极化辐射振子的天线，包括反射板、第一馈线和第二馈线；第一馈线和第二馈线均为同轴电缆；特别地，还包括以上所述的双极化辐射振子；双极化辐射振子通过绝缘固定架固定于反射板上；双极化辐射振子的调谐臂部的非与振子瓣部相连的一端朝向但不接触所述反射板以实施耦合接地；第一馈线的内导体与第一馈电导体导通，第一馈线的外导体与中心部导通；第二馈线的内导体与第二馈电导体导通，第二馈线的外导体与中心部导通。该结构的天线最好也设有寄生片。有关寄生片的固定方式以及形状选择可以与前述的相同。
本发明的双极化辐射振子具有结构极其简化，生产成本和装配成本更低等的优点，而且无需完全改变形态，只要对尺寸稍加改变便可适用其他频段，适用面更广泛。本发明的天线与现有的同频段的天线相比，其振子片至反射板之间的距离更短，因此体积更为小巧。
附图说明：
图1是实施例1的主视结构示意图；
图2是实施例1的仰视结构示意图；
图3是实施例1的后视结构示意图；
图4是实施例1的立体结构示意图一；
图5是实施例1的立体结构示意图二；
图6是实施例2的主视结构示意图(不含第一馈电导体和第二馈电导体)；
图7是实施例3的主视结构示意图(不含第一馈电导体和第二馈电导体)；
图8是实施例4的剖视结构意图(双极化辐射振子没有被剖切)；
图9是实施例5的剖视结构意图(双极化辐射振子没有被剖切)。
附图标记说明：1-双极化辐射振子；3-反射板；4-天线外罩；5-第一馈线；6-第二馈线；7-寄生片；8-绝缘支柱；11-第一振子瓣部；12-第二振子瓣部；13-第三振子瓣部；14-第四振子瓣部；15-中心部；16-调谐臂部；17-第一馈电导体；18-第二馈电导体；19-内导体焊接部；21-第一馈电缝隙；22-第二馈电缝隙；23-第三馈电缝隙；24-第四馈电缝隙；151-第一馈线过孔；152-第二馈线过孔；171-过桥部。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明内容作进一步说明。
实施例1
本实施例是一种在690-960MHz低频频段的双极化辐射振子1。如图1至图5所示，包括：中心部15、第一振子瓣部11、第二振子瓣部12、第三振子瓣部13、第四振子瓣部14、调谐臂部16、第一馈电导体17和第二馈电导体18。
第一振子瓣部11、第二振子瓣部12、第三振子瓣部13和第四振子瓣部14均呈等边直角三角形状。各振子瓣部沿中心部15的周向均匀分布在中心部15的外周。相邻的振子瓣部之间一共形成有4条平行形的馈电缝隙，分别为第一馈电缝隙21、第二馈电缝隙22、第三馈电缝隙23和第四馈电缝隙24。这些馈电缝隙的宽度为10±3mm，长度为80±3mm。中心部15和该4个振子瓣部是在一片平面铝片上冲压形成的。在各个振子瓣部的中央还被冲压出仍与该振子瓣部相连的调谐臂部16。本实施例的调谐臂部16是直条状的，宽为8±3mm，长为50±3mm。4个调谐臂部16都是从外向内地被折弯而朝向中心部15的同一侧的，且4个调谐臂部16均与中心部15垂直。
第一馈电导体17是用于向相对设置的第一馈电缝隙21和第三馈电缝隙23馈电的，第二馈电导体18是用于向相对设置的第二馈电缝隙22和第四馈电缝隙24馈电的。第一馈电导体17和第二馈电导体18设置在中心部15的与调谐臂部16所在侧相反的一侧。如图1所示，第一馈电导体17和第二馈电导体18都是由冲压制得的两头被同向地弯折成90°的金属细长体。
第一馈电导体17的被弯折的一段跨过第一馈电缝隙21后焊接在第一振子瓣部11的靠近第一馈电缝隙21的部位上，第一馈电导体17的被弯折的另一段跨过第三馈电缝隙23后焊接在第四振子瓣部14的靠近第三馈电缝隙23的部位上。第二馈电导体18的被弯折的一段跨过第二馈电缝隙22后焊接在第三振子瓣部13的靠近第二馈电缝隙22的部位上，第二馈电导体18的被弯折的另一段跨过第四馈电缝隙24后焊接在第四振子瓣部14的靠近第四馈电缝隙24的部位上。
在第一馈电导体17和第二馈电导体18上各自设有内导体焊接部19，内导体焊接部19至其所在馈电导体的两头的沿线距离是相等的。而本实施例的第一馈电导体17上还设有过桥部171，以使处在同一平面内的按十字交叉布置的第一馈电导体17和第二馈电导体18互相之间不接触。
如图3所示，在中心部15上还设有第一馈线过孔151和第二馈线过孔152。第一馈线过孔151正对第一馈电导体17的内导体焊接部19；第二馈线过孔152正对第二馈线导体18的内导体焊接部19。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图6所示，4个振子瓣部是呈四分之一圆状状。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于：如图7所示，4条馈电缝隙是喇叭形的缝隙。
实施例4
本实施例是一种带有双极化辐射振子的天线。如图8所示，包括：反射板3、天线外罩4、第一馈线5、第二馈线6、寄生片7以及实施例1所述结构的双极化辐射振子1。本实施例的天线实施直流接地，于是4个调谐臂部16的非与振子瓣部相连的一端是与反射板3焊接在一起的。
第一馈线5的内导体经第一馈线过孔152而与第一馈电导体17的内导体焊接部19焊接在一起，第一馈线5的外导体与中心部15焊接在一起。第二馈线6的内导体经第二馈线过孔152而与第二馈电导体18的内导体焊接部19焊接在一起，第二馈线6的外导体与中心部16焊接在一起。
本实施例的寄生片7是固定于天线外罩4的内壁面上的，外形是正方形。寄生片7的中心正对中心部15的中心。双极化辐射振子1处在反射板3与寄生片7之间。双极化辐射振子1的振子瓣部至反射板3之间的距离D1为45±3mm，至寄生片7之间的距离D2为25±3mm。相比现有同频段产品的振子瓣部至反射板之间通常70～100mm的距离，本发明的天线体积明显更小。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于：如图9所示，双极化辐射振子1通过作为绝缘固定架的绝缘支柱8固定于反射板3上。双极化辐射振子1的调谐臂部16的非与振子瓣部相连的一端朝向但不接触反射板3以实施耦合接地。
本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。
Claims (27)
1.双极化辐射振子，包括中心部和振子瓣部；所述振子瓣部有4个，振子瓣部沿中心部的周向均匀分布在中心部的外周；相邻的振子瓣部之间形成有馈电缝隙；还包括有用于向所述馈电缝隙进行馈电的第一馈电导体和第二馈电导体；其特征是：所述中心部和振子瓣部是在一片平面金属片上冲压形成的；在各个振子瓣部的中央还被冲压出仍与振子瓣部相连的调谐臂部；所述调谐臂部被折弯而朝向中心部的同一侧。
2.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：所述调谐臂部是从外向内地被折弯而朝向中心部的同一侧的。
3.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：所述调谐臂部是从内向外地被折弯而朝向中心部的同一侧的。
4.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：部分调谐臂部是从外向内地被折弯，部分调谐臂部是从内向外地被折弯，而这些调谐臂部最终朝向中心部的同一侧。
5.如权利要求1或2或3或4所述的双极化辐射振子，其特征是：调谐臂部是与所述中心部垂直的。
6.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：调谐臂部非与振子瓣部相连的一端还形成有较调谐臂部的宽度更宽的用于与反射板连接且导通的连接部。
7.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：所述中心部设有馈线过孔。
8.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：第一馈电导体和第二馈电导体是2条互不导通的在PCB上制得的印刷微带线。
9.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：第一馈电导体和第二馈电导体是2条互不导通的由冲压制得的金属细长体。
10.如权利要求9所述的双极化辐射振子，其特征是：第一馈电导体和第二馈电导体是由冲压制得的两头被弯折的金属细长体。
11.如权利要求9或10所述的双极化辐射振子，其特征是：第一馈电导体和第二馈电导体的两头是被同向地折弯90°±5°。
12.如权利要求9或10所述的双极化辐射振子，其特征是：第一馈电导体和第二馈电导体各自的中部还形成有内导体焊接部。
13.如权利要求12所述的双极化辐射振子，其特征是：所述内导体焊接部至其所在馈电导体的两头的沿线距离是相等的。
14.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：第一馈电导体和第二馈电导体设置在中心部的与调谐臂部所在侧相反的一侧。
15.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：其中一条馈电导体上还设有过桥部。
16.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：所述中心部、振子瓣部以及调谐臂部是在边长140～160mm的正方形金属片上或边长45～60mm的正方形金属片上冲压制成。
17.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：所述振子瓣部呈等边直角三角形状。
18.如权利要求1所述的双极化辐射振子，其特征是：所述振子瓣部呈四分之一圆状。
19.如权利要求17或18所述的双极化辐射振子，其特征是：所述馈电缝隙是平行形的缝隙或是喇叭形的缝隙。
20.一种带有双极化辐射振子的天线，包括反射板、第一馈线和第二馈线；第一馈线和第二馈线均为同轴电缆；其特征是：还包括权利要求1所述的双极化辐射振子；双极化辐射振子的调谐臂部的非与振子瓣部相连的一端与所述反射板连接在一起且电性导通以实施直流接地；第一馈线的内导体与第一馈电导体导通，第一馈线的外导体与中心部导通；第二馈线的内导体与第二馈电导体导通，第二馈线的外导体与中心部导通。
21.如权利要求20所述的一种带有双极化辐射振子的天线，其特征是：还设有寄生片，双极化辐射振子处在反射板与寄生片之间。
22.如权利要求20所述的一种带有双极化辐射振子的天线，其特征是：寄生片通过绝缘支架而固定于反射板，或者通过绝缘支架而固定于振子瓣部。
23.如权利要求20所述的一种带有双极化辐射振子的天线，其特征是：还包括天线外罩，寄生片固定于属于天线外罩的一个部位上。
24.如权利要求21或22或23所述的一种带有双极化辐射振子的天线，其特征是：所述寄生片的中心正对中心部的中心。
25.如权利要求20所述的一种带有双极化辐射振子的天线，其特征是：双极化辐射振子的振子瓣部至反射板之间的距离D1为45±3mm，至寄生片之间的距离D2为25±3mm。
26.一种带有双极化辐射振子的天线，包括反射板、第一馈线和第二馈线；第一馈线和第二馈线均为同轴电缆；其特征是：还包括权利要求1所述的双极化辐射振子；双极化辐射振子通过绝缘固定架固定于反射板上；双极化辐射振子的调谐臂部的非与振子瓣部相连的一端朝向但不接触所述反射板以实施耦合接地；第一馈线的内导体与第一馈电导体导通，第一馈线的外导体与中心部导通；第二馈线的内导体与第二馈电导体导通，第二馈线的外导体与中心部导通。
27.如权利要求26所述的一种带有双极化辐射振子的天线，其特征是：还设有寄生片，双极化辐射振子处在反射板与寄生片之间。
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