CN108155473A - 馈电结构及基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种馈电结构及基站天线，所述基站天线包括反射板和安装在反射板上的至少一个馈电结构，所述馈电结构包括辐射器、馈电巴伦和馈电板，馈电巴伦一端连接辐射器，另一端穿出馈电板接地，且馈电巴伦接地的那一端面上开设有至少一个凹槽，实现其间断接地。工作时，激励信号由馈电板通过馈电巴伦，变换传输到辐射器。本发明可提高天线辐射性能，改善天线交叉极化比，有利于提升天线增益，改善基站覆盖，优化天线电气性能。

Description

馈电结构及基站天线
技术领域
本发明涉及移动通信领域，应用于基站天线馈电系统，尤其是涉及一种用于改善天线辐射性能、提高天线交叉极化比的馈电结构及基站天线。
背景技术
基站天线作为基站中最为重要的部件之一，主要负责将通信设备的电信号和空间辐射电磁波进行转换。基站天线根据极化方式可分为单极化和双极化基站天线。双极化天线与单极化天线相比，可以缩短天线之间的空间间隔，且具有降低呼损，减少干扰，服务质量高等优点。
基站天线一般由相同结构的辐射单元组合成阵列形式。其中，在基站天线的辐射单元中，人们已经投入相当大的人力和物力进行了广泛而深入的研究。辐射单元一般包括辐射面、馈电支撑板和馈电底座，辐射面表面设置有振子，馈电支撑板位于辐射面和馈电底座之间，其一端与辐射面上的振子连接，另一端穿出馈电底座接地。
在现有技术中，上述辐射单元的馈电支撑板底面(即其接地面)通常是直连接地的，也就是说其接地端面是连续的。在实际使用和研究实验中，我们发现，这种直连接地结构的天线，其天线辐射的交叉极化比性能较差，且不易调试，影响了天线增益与通信覆盖质量等特性。
因此，需要对上述辐射单元的接地结构进行改进，以提高改善天线辐射性能，提高天线的交叉极化比。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种馈电结构及基站天线，以改善天线辐射性能，提高天线交叉极化比。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种馈电结构，所述馈电结构包括辐射器、馈电巴伦和馈电板，所述馈电巴伦一端连接辐射器，另一端穿出馈电板接地，激励信号由馈电板通过馈电巴伦，变换传输到辐射器，且所述馈电巴伦接地的那一端面上开设有至少一个凹槽。
优选地，所述凹槽在馈电巴伦的接地端面上的位置可调。激励信号传输到辐射器上振子的过程中，通过调节凹槽的位置(即馈电结构间断接地点的位置)，改变天线电流分布，调整辐射性能，可较大程度地改善天线辐射性能，尤其是交叉极化比。
优选地，所述凹槽在馈电巴伦的接地端面上沿馈电巴伦的对称轴对称分布。
优选地，所述馈电巴伦上还挖有至少一个孔。
优选地，所述馈电结构还包括反射板，所述反射板与所述馈电巴伦的接地端面相连。
优选地，所述馈电巴伦靠近辐射器的端面上设置有凸起，所述馈电巴伦通过所述凸起穿过辐射器并与辐射器相连。
优选地，所述馈电巴伦上附有第一导体和第二导体，所述第一导体通过所述凸起穿过辐射器并与辐射器相连，所述第二导体与馈电巴伦的所述凹槽底面相接。
优选地，所述馈电巴伦包括相交的第一馈电巴伦和第二馈电巴伦，所述第一馈电巴伦上的所述凹槽沿第一馈电巴伦的对称轴对称分布，所述第二馈电巴伦上的所述凹槽沿第二馈电巴伦的对称轴对称分布。
优选地，所述第一馈电巴伦和第二馈电巴伦上分别设置有用于实现两者相交的卡槽。
优选地，所述凹槽为条形凹槽。
优选地，所述凹槽为矩形凹槽，或所述凹槽的底面为弧形面、侧面为竖直平面。
本发明还提供了另外一种技术方案：一种基站天线，包括反射板和至少一个上述所述的馈电结构，所述馈电结构安装在反射板上。
与现有技术相比，本发明通过在馈电巴伦的接地面(即辐射单元和馈电板连接的接地面)上开槽，或在开槽基础上再增挖孔，实现其间断接地；且通过调节间断接地点的位置，改变了天线电流分布，优化方向图性能，从而较大程度地改善辐射性能，尤其是交叉极化比，有利于提升天线增益，改善基站覆盖，优化天线电气性能。
附图说明
图1是本发明馈电结构的立体结构示意图；
图2是本发明馈电结构(不带馈电板)的立体结构示意图；
图3是本发明第一馈电巴伦一种实施方式的立体结构示意图；
图4是本发明第一馈电巴伦另一种实施方式的立体结构示意图；
图5是本发明第二馈电巴伦一种实施方式的立体结构示意图；
图6是本发明第二馈电巴伦另一种实施方式的立体结构示意图；
图7是现有馈电巴伦直连接地的方向图实测效果图；
图8是本发明馈电巴伦间断接地的方向图实测效果图。
附图标记：
1、辐射器，2、第一馈电巴伦，21、凸起，22、凹槽，23、第一导体，24、第二导体，25、卡槽，26、孔，3、第二馈电巴伦，31、凸起，32、凹槽，33、第一导体，34、第二导体，35、卡槽，36、孔，4、馈电板，41、馈电孔，42、固定孔。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种馈电结构及基站天线，可提高天线辐射性能，改善天线交叉极化比，有利于提升天线增益，改善基站覆盖，优化天线电气性能。
结合图1和图2所示，本发明实施例所揭示的一种馈电结构，包括辐射器1、馈电巴伦、馈电板4和反射板(图未示)，馈电巴伦的一端穿出辐射器1且与辐射器1上的振子(图未示)相接，另一端则穿出馈电板4与反射板相连接地，其中，辐射器1和馈电板4均与馈电巴伦相垂直，即它们两者是相平行的。激励信号由馈电板4通过馈电巴伦变换传输到辐射器1辐射出去。
馈电巴伦包括相正交的第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3，用于给辐射器1上各自对应的振子(图未示)馈电，以实现两个垂直方向的极化，即实现双极化。
具体地，结合图3和图4所示，第一馈电巴伦2靠近辐射器1的端面上设有凸起21，第一馈电巴伦2通过该凸起21穿过辐射器1；第一馈电巴伦2靠近馈电板4的端面上设置有凹槽22，凹槽22的设置使得第一馈电巴伦2的接地端面(即穿出馈电板的那一端面)不是连续的，而是间断的，即实现间断接地。
同样的，结合图5和图6所示，第二馈电巴伦3相对的两端面上同样分别设置有相应的凸起31、凹槽32，其中，凸起31、凹槽32的设置位置、形状等与第一馈电巴伦2上的相同，具体可参照上述第一馈电巴伦2的描述。
进一步地，第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3上除分别设置凹槽22、32，还可挖至少一个孔26、36，孔26、36的位置可设置在馈电巴伦的背面，用于干扰馈电巴伦2、3接地电流分布，如图3所示。
优选地，本实施例中，第一馈电巴伦2上的凹槽22沿第一馈电巴伦2的对称轴对称分布，第二馈电巴伦3上的凹槽32同样沿第二馈电巴伦3的对称轴对称分布。
当然，本发明对两个馈电巴伦2、3上凹槽22、32的设置数量、大小、形状等参数不做限定，可根据实际需要进行调整设置。本实施例中，凹槽22、32设置数量为两个，且沿各自馈电巴伦2、3的对称轴相对称，形状为条状的，结合图3～图6所示，如可为矩形凹槽，也可为底面为弧形面、侧面为竖直平面。
进一步地，凹槽22、32在各自馈电巴伦2、3的端面上设置的位置也可以根据需要进行调整，通过调节凹槽22、32的位置，可改变馈电巴伦2、3上接地点的位置，从而改变天线的电流分布，调整其辐射性能。
结合图3～图6所示，第一和第二馈电巴伦2、3上均附着有第一导体23、33和第二导体24、34，其中，第一导体23、33通过其对应的馈电巴伦上的所述凸起穿出辐射器1，与辐射器1上的振子相接。第二导体24、34则与其对应的馈电巴伦的凹槽底面相接。
另外，第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3上分别设置有用于实现两者相交的卡槽25、35，本实施例中，卡槽25、35沿第一、第二馈电巴伦的对称轴开设，实现两个馈电巴伦的对称相交。
馈电板4用于向馈电巴伦2、3馈电。具体地，如图1所示，馈电板4上开设有与馈电巴伦2、3的接地面相对应的馈电孔41，接地面通过这些馈电孔41穿出馈电板4接地，馈电信号通过该馈电孔41向馈电巴伦2、3馈电。
馈电板4上还设置固定孔42，馈电板通过穿过这些固定孔42相应固定元件固定到反射板上。本实施例中，固定孔42为圆形，设置数量为四个，它们的连线构成一矩形区域，馈电巴伦2、3相交叉的间断接地面位于该矩形区域内。当然，本发明对固定孔42的形状、数量也不做具体限定。
反射板与馈电板4相连，且靠近馈电板4设置，即整个馈电结构固定到反射板上。反射板上可设置一个或多个馈电结构，从而形成基站天线结构。
因此，本发明通过在馈电巴伦的接地端面上开槽，可改变天线上的电流分布，优化方向图性能。如图7和图8所示，分别为现有馈电巴伦直连接地的方向图实测效果图及本发明间断接地的方向图实测效果图。这两张图中，深色曲线代表交叉极化，浅色曲线代表主极化，且两个颜色对应的五条曲线分别是测试频率1.7/1.9/2.0/2.2/2.4GHz，且两个曲线图中，横坐标代表水平面方位角0-360°，纵坐标代表主极化和交叉极化辐射方向图的电平值。需要说明的是，图中交叉极化曲线与主极化曲线的顶点越远代表交叉极化比越好，因此，从图8可以看出，本发明较现有基站天线的交叉极化比明显提升。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种馈电结构，其特征在于，所述馈电结构包括辐射器、馈电巴伦和馈电板，所述馈电巴伦一端连接辐射器，另一端穿出馈电板接地，且所述馈电巴伦接地的那一端面上开设有至少一个凹槽。
2.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述凹槽在馈电巴伦的接地端面上的位置可调。
3.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述凹槽在馈电巴伦的接地端面上沿馈电巴伦的对称轴对称分布。
4.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述馈电巴伦上还挖有至少一个孔。
5.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述馈电巴伦靠近辐射器的端面上设置有凸起，所述馈电巴伦通过所述凸起穿过辐射器并与辐射器相连。
6.根据权利要求5所述的馈电结构，其特征在于，所述馈电巴伦上附有第一导体和第二导体，所述第一导体通过所述凸起穿过辐射器并与辐射器相连，所述第二导体与馈电巴伦的所述凹槽底面相接。
7.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述馈电巴伦包括相交的第一馈电巴伦和第二馈电巴伦，所述第一馈电巴伦上的所述凹槽沿第一馈电巴伦的对称轴对称分布，所述第二馈电巴伦上的所述凹槽沿第二馈电巴伦的对称轴对称分布。
8.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述凹槽为条形凹槽。
9.根据权利要求8所述的馈电结构，其特征在于，所述凹槽为矩形凹槽，或所述凹槽的底面为弧形面、侧面为竖直平面。
10.一种基站天线，其特征在于，所述基站天线包括反射板和至少一个上述权利要求1所述的馈电结构，所述馈电结构安装在反射板上。
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