CN108172977B - 应用在无线局域网的双频双极化板状天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用在无线局域网的双频双极化板状天线，包括反射板、+45°极化端口、‑45°极化端口、第一2.4G一分二线路板、第二2.4G一分二线路板、第一至第二5G一分四线路板、第一分频合一线路板和第二分频合一线路板，反射板上设有第一至第二2.4G辐射振子、第一至第四5G辐射振子，第一分频合一线路板上设有第一2.4G频段输入端口、第一5G频段输入端口、第一分频合一线路和第一双频段输出端口；第二分频合一线路板上设有第二2.4G频段输入端口、第二5G频段输入端口、第二分频合一线路和第二双频段输出端口。本发明体积较小、成本较低、结构和安装较为简单、性能指标较好、可提高天线的辐射效率。

Description

应用在无线局域网的双频双极化板状天线

技术领域

本发明涉及天线领域，特别涉及一种应用在无线局域网的双频双极化板状天线。

背景技术

现有的无线局域网的双频双极化板状天线大部分采用两幅天线(2.4G频段的天线和5G频段的天线)装在一个天线壳子里，这样的结构势必造成天线的体积大，成本高，调试难，不适合批量生产且两幅天线之间易产生干扰，产品使用的效果差，缺乏市场竞争能力；少部分双频双极化板状天线由于未能很好的解决低驻波和良好的方向性等问题，难于满足无线局域网基站设备在无线网络覆盖中的应用。

在现有的无线局域网的双频双极化板状天线的赋形技术应用上，方向图的上侧第一副瓣抑制一般在15dB左右，方向图的下侧第一副瓣零点填充小于-20dB，性能指标差，它会对基站产生干扰，降低相邻基站或使用同信道基站的信噪比，对系统将影响网络覆盖的质量和单位的容量。

在现有的无线局域网的双频双极化板状天线的5G频段的辐射振子，由于频率高，辐射振子体积很小，金属结构的辐射振子的制作要求的精度很高，制造出来的难度很大，所以5G频段的辐射振子基本使用微带线路板结构，这样就增加了线路板结构的辐射振子带来的介质损耗，降低了天线的辐射效率。

在现有的无线局域网的双频双极化板状天线的5G频段的辐射振子的振子电缆基本使用141-50镀锡电缆，这种电缆的外径达到3.52mm，由于5G频段的辐射振子太小而馈电电缆又太粗，给天线振子在反射板上的固定和电缆焊接操作带来极大的不便，不利于产品的规模化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种体积较小、成本较低、结构和安装较为简单、性能指标较好、提高天线的辐射效率的应用在无线局域网的双频双极化板状天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种应用在无线局域网的双频双极化板状天线，包括反射板、+45°极化端口、-45°极化端口、第一2.4G一分二线路板、第二2.4G一分二线路板、第一5G一分四线路板、第二5G一分四线路板、第一分频合一线路板和第二分频合一线路板，所述+45°极化端口和-45°极化端口均设置在所述反射板的始端，所述反射板上设有第一2.4G辐射振子、第二2.4G辐射振子、第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子，所述第一分频合一线路板上设有第一2.4G频段输入端口、第一5G频段输入端口、第一分频合一线路和第一双频段输出端口；所述第二分频合一线路板上设有第二2.4G频段输入端口、第二5G频段输入端口、第二分频合一线路和第二双频段输出端口；所述第一2.4G辐射振子、第二2.4G辐射振子、第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子均使用压铸锌合金金属结构振子；

所述第一2.4G辐射振子通过第一振子电缆与所述第一2.4G一分二线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二2.4G辐射振子通过第二振子电缆与所述第一2.4G一分二线路板的第二输入端口馈电连接，所述第一2.4G一分二线路板的输出端口通过第一连接线缆与所述第一2.4G频段输入端口馈电连接，所述第一5G辐射振子通过第三振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二5G辐射振子通过第四振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第三输入端口馈电连接，所述第三5G辐射振子通过第五振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第四输入端口馈电连接，所述第四5G辐射振子通过第六振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第二输入端口馈电连接，所述第一5G一分四线路板的输出端口通过第二连接线缆与所述第一5G频段输入端口馈电连接，所述第一2.4G频段输入端口和第一5G频段输入端口均通过所述第一分频合一线路与所述第一双频段输出端口馈电连接，所述第一双频段输出端口通过第三连接线缆与所述+45°极化端口馈电连接；

所述第一2.4G辐射振子通过第七振子电缆与所述第二2.4G一分二线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二2.4G辐射振子通过第八振子电缆与所述第二2.4G一分二线路板的第二输入端口馈电连接，所述第二2.4G一分二线路板的输出端口通过第四连接线缆与所述第二2.4G频段输入端口馈电连接，所述第一5G辐射振子通过第九振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二5G辐射振子通过第十振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第三输入端口馈电连接，所述第三5G辐射振子通过第十一振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第四输入端口馈电连接，所述第四5G辐射振子通过第十二振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第二输入端口馈电连接，所述第二5G一分四线路板的输出端口通过第五连接线缆与所述第二5G频段输入端口馈电连接，所述第二2.4G频段输入端口和第二5G频段输入端口均通过所述第二分频合一线路与所述第二双频段输出端口馈电连接，所述第二双频段输出端口通过第六连接线缆与所述-45°极化端口馈电连接。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一2.4G辐射振子上设有第一馈电铜片以及通过所述第一馈电铜片焊接的第一辐射面，所述第二2.4G辐射振子上设有第二馈电铜片以及通过所述第二馈电铜片焊接的第二辐射面，所述第一5G辐射振子上设有第三馈电铜片以及通过所述第三馈电铜片焊接的第三辐射面，所述第二5G辐射振子上设有第四馈电铜片以及通过所述第四馈电铜片焊接的第四辐射面，所述第三5G辐射振子上设有第五馈电铜片以及通过所述第五馈电铜片焊接的第五辐射面，所述第四5G辐射振子上设有第六馈电铜片以及通过所述第六馈电铜片焊接的第六辐射面。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一振子线缆与所述第二振子线缆的电长度相等，所述第三振子电缆、第四振子电缆、第五振子电缆和第六振子电缆的电长度不相等，所述第七振子电缆和第八振子电缆的电长度相等，所述第九振子电缆、第十振子电缆、第十一振子电缆和第十二振子电缆的电长度不相等。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子的馈电均采用镀锡电缆馈电而成，所述镀锡电缆的芯线的外径为0.3mm～0.7mm，介质的外径为1.6mm～2.0mm，屏蔽层的外径为1.8mm～2.2mm的50欧镀锡电缆。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一分频合一线路板和第二分频合一线路板均包括第一接地沉铜孔、2.4G频段传输线、5G频段传输线和公共传输线路，所述2.4G频段传输线和5G频段传输线均由多节阻抗变换线、短路线和开路线构成，所述2.4G频段传输线和5G频段传输线均与所述公共传输线路连接。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第三辐射面、第四辐射面、第五辐射面或第六辐射面中每个四分之一辐射面上均设有一个馈电孔位，每个所述馈电孔位的内径是不同的，其中一组相对的四分之一辐射面上靠近所述第三馈电铜片的两边各设有一个台阶。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述反射板的长度为498mm～552mm，宽度为138mm～142mm，厚度为1.3mm～1.7mm，所述反射板采用铝合金板。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一2.4G辐射振子和第二2.4G辐射振子的之间的间距为0.89λ，所述第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子之间的间距为0.89λ，所述第一5G辐射振子到所述反射板的尾端的距离为0.7λ，λ为波长。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一2.4G一分二线路板上设有多个第二接地沉铜孔、一个第三接地沉铜孔、短路传输线和2.4G传输线，所述2.4G传输线分别与所述第三接地沉铜孔、所述第一2.4G一分二线路板的第一输入端口、所述第一2.4G一分二线路板的第二输入端口和所述第一2.4G一分二线路板的输出端口连接。

在本发明所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线中，所述第一5G一分四线路板上设有多个第四接地沉铜孔和5G传输线，所述5G传输线分别与所述第一5G一分四线路板的第一输入端口、所述第一5G一分四线路板的第二输入端口、所述第一5G一分四线路板的第三输入端口和所述第一5G一分四线路板的输出端口连接。

实施本发明的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，具有以下有益效果：由于设有反射板、+45°极化端口、-45°极化端口、第一2.4G一分二线路板、第二2.4G一分二线路板、第一5G一分四线路板、第二5G一分四线路板、第一分频合一线路板和第二分频合一线路板，反射板上设有第一2.4G辐射振子、第二2.4G辐射振子、第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子，采用2.4G频段的馈电网络和5G频段的馈电网络通过分频合一线路板的馈电连接，实现了一个端口上的双频特性，其辐射性能指标驻波比，方向图等也得以大大改善，由于在一个端口上实现了双频特性，使得天线结构的体积大大变小，能降低天线成本，增强天线的市场竞争力，第一2.4G辐射振子、第二2.4G辐射振子、第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子采用压铸锌合金金属结构振子，这样可以避免线路板结构的辐射振子带来的介质损耗，减少使用介质微带所带来的介质损耗，提高天线的辐射效率，因此体积较小、成本较低、结构和安装较为简单、性能指标较好，提高了天线的辐射效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明应用在无线局域网的双频双极化板状天线一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中反射板的结构示意图；

图3为所述实施例中第一2.4G辐射振子的立体结构示意图；

图4为所述实施例中第一2.4G辐射振子的主视结构示意图；

图5为所述实施例中第一5G辐射振子的立体结构示意图；

图6为所述实施例中第一5G辐射振子的主视结构示意图；

图7为所述实施例中第一2.4G一分二线路板的结构示意图；

图8为所述实施例中第一5G一分四线路板的结构示意图；

图9为所述实施例中第一分频合一线路板的结构示意图；

图10为所述实施例中应用在无线局域网的双频双极化板状天线测试的驻波图；

图11为所述实施例中应用在无线局域网的双频双极化板状天线在2450MHz时的测试的方向图；

图12为所述实施例中应用在无线局域网的双频双极化板状天线在5500MHz时的测试的方向图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明应用在无线局域网的双频双极化板状天线实施例中，该应用在无线局域网的双频双极化板状天线的结构示意图如图1所示。本发明的应用在无线局域网的双频双极化板状天线是一款应用在无线局域网覆盖的基站设备上，使无线局域网的设备工作于中心频率为2.4GHz(2400MHz～2500MHz)及5.0GHz(5150MHz～5850MHz)两个频段。图1中，该应用在无线局域网的双频双极化板状天线包括反射板1、+45°极化端口2、-45°极化端口3、第一2.4G一分二线路板4、第二2.4G一分二线路板5、第一5G一分四线路板6、第二5G一分四线路板7、第一分频合一线路板8和第二分频合一线路板9，+45°极化端口2和-45°极化端口3均设置在反射板1的始端，反射板1上设有第一2.4G辐射振子10、第二2.4G辐射振子11、第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子14。

图2为本实施例中反射板的结构示意图如图2所示，图3为本实施例中第一2.4G辐射振子的立体结构示意图；图4为本实施例中第一2.4G辐射振子的主视结构示意图；图5为本实施例中第一5G辐射振子的立体结构示意图；图6为本实施例中第一5G辐射振子的主视结构示意图；图7为本实施例中第一2.4G一分二线路板的结构示意图；图8为本实施例中第一5G一分四线路板的结构示意图；图9为本实施例中第一分频合一线路板的结构示意图。值得一提的是，本实施例中，第一2.4G辐射振子10和第二2.4G辐射振子11的结构是相同的，第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子14的结构是相同的，第一2.4G一分二线路板4和第二2.4G一分二线路板5的结构是相同的，第一5G一分四线路板6和第二5G一分四线路板7的结构是相同的，第一分频合一线路板8和第二分频合一线路板9的结构是相同的。

本实施例中，第一分频合一线路板8上设有第一2.4G频段输入端口C1、第一5G频段输入端口C2、第一分频合一线路和第一双频段输出端口C；第二分频合一线路板9的结构与第一分频合一线路板8是相同的，第二分频合一线路板9上设有第二2.4G频段输入端口、第二5G频段输入端口、第二分频合一线路和第二双频段输出端口(图中未示出)；本发明采用2.4G频段的馈电网络和5G频段的馈电网络通过分频合一线路板的馈电连接，实现了一个端口上的双频特性，在幅度、相位和阻抗匹配上采用全新的设计理念，使得各个极化的端口不但实现双频的谐振，其辐射性能指标驻波比，方向图等也得以大大改善，天线带宽得以扩展，可同时用于2400～2500MHz和5150～5850MHz通信频段。同时由于在一个端口上实现了双频特性，使得天线结构的体积和面积大大变小，能降低天线成本，使得天线具有结构简单和高性能等优点，增强天线的市场竞争力，性能指标优于同类产品。

本发明采用空气微带技术，第一2.4G辐射振子10、第二2.4G辐射振子11、第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子15均使用压铸锌合金金属结构振子；这样可以避免线路板结构的辐射振子带来的介质损耗，减少使用介质微带所带来的介质损耗，提高天线的辐射效率。

本实施例中，第一2.4G辐射振子10通过第一振子电缆16与第一2.4G一分二线路板4的第一输入端口A1(即第一振子电缆16馈电连接处的输出端)，馈电连接，第二2.4G辐射振子11通过第二振子电缆17与第一2.4G一分二线路板4的第二输入端口A2(即第二振子电缆17馈电连接处的输出端)馈电连接，第一2.4G一分二线路板4的输出端口A(即第一连接线缆28馈电处的输入端)通过第一连接线缆28与第一2.4G频段输入端口馈电C1连接，第一5G辐射振子12通过第三振子电缆18与第一5G一分四线路板6的第一输入端口B1(即第三振子电缆18馈电连接处的输出端)馈电连接，第二5G辐射振子13通过第四振子电缆19与第一5G一分四线路板6的第三输入端口B3(即第四振子电缆19馈电连接处的输出端)馈电连接，第三5G辐射振子14通过第五振子电缆20与第一5G一分四线路板6的第四输入端口B4(即第五振子电缆20馈电连接处的输出端)馈电连接，第四5G辐射振子15通过第六振子电缆21与第一5G一分四线路板6的第二输入端口B2(即第六振子电缆21馈电连接处的输出端)馈电连接，第一5G一分四线路板6的输出端口B(即第二连接线缆29的电连接处的输入端)通过第二连接线缆29与第一5G频段输入端口C2馈电连接，第一2.4G频段输入端口C1和第一5G频段输入端口C2均通过第一分频合一线路与第一双频段输出端口C馈电连接，第一双频段输出端口C通过第三连接线缆30与+45°极化端口2馈电连接。

值得一提的是，本实施例中，第一5G一分四线路板6中的第一输入端口B、第二输入端口B2、第三输入端口B3和第四输入端口B4的幅度和相位不同，传输线设计成有多节阻抗变换线的5G一分四线路板传输线路结构。

本实施例中，第一2.4G辐射振子10通过第七振子电缆22与第二2.4G一分二线路板5的第一输入端口馈电连接，第二2.4G辐射振子11通过第八振子电缆23与第二2.4G一分二线路板5的第二输入端口馈电连接，第二2.4G一分二线路板5的输出端口通过第四连接线缆31与第二2.4G频段输入端口馈电连接，第一5G辐射振子12通过第九振子电缆24与第二5G一分四线路板7的第一输入端口馈电连接，第二5G辐射振子13通过第十振子电缆25与第二5G一分四线路板7的第三输入端口馈电连接，第三5G辐射振子14通过第十一振子电缆26与第二5G一分四线路板7的第四输入端口馈电连接，第四5G辐射振子15通过第十二振子电缆27与第二5G一分四线路板7的第二输入端口馈电连接，第二5G一分四线路板7的输出端口通过第五连接线缆32与第二5G频段输入端口馈电连接，第二2.4G频段输入端口和第二5G频段输入端口均通过第二分频合一线路与第二双频段输出端口馈电连接，第二双频段输出端口通过第六连接线缆33与-45°极化端口3馈电连接。

本发明采用天线赋形技术，双频双极化板状天线赋形技术如下：在无线局域网的网络覆盖中，随着无线网络覆盖的宽带网络用户不断增加，宽带网络需不断的扩容，这样基站与基站之间的距离越来越近，为了实现最近距离覆盖和极小的通信道干扰，就需采用零点填充和上第一副瓣抑制的赋形天线技术，最终提高载波信噪比，优化网络质量和降低掉线率。

标准的方向图中，主瓣上、下两侧有着对称的旁瓣，各旁瓣间的电平值为零，此区载的能量很低，接受信号的电平会降低30dB，甚至更多，所以它们所覆盖的地面区域网络覆盖的性能较差，采用零点填充的方法，可重新用双频双极化板状天线的发射功率来填充朝向地面的零值区域，能使天线的能量分配更均匀，以提供统一和稳定的网络覆盖性能。

在城区，网络覆盖基站的数量越来越多，基站天线上的第一副瓣电平对整个系统的性能有着很大的影响，当天线以电子或机械调下倾时，第一副瓣将在水平或略高于水平方向上产生不需要的能量，它会对其它基站产生干扰，降低相邻基站或使用同信道基站的信噪比，对系统将影响网络覆盖的质量和单位的容量，因此，为了使网络系统获得最佳性能，上侧第一副瓣电平抑制至少应低于主瓣18dB，最好低于20dB或更多。

图10为本实施例中应用在无线局域网的双频双极化板状天线测试的驻波图；图11为本实施例中应用在无线局域网的双频双极化板状天线在2450MHz时的测试的方向图；图12为本实施例中应用在无线局域网的双频双极化板状天线在5500MHz时的测试的方向图。在无线局域网的双频双极化板状天线的赋形技术应用上，在振子电缆、分频合一线路板和一分四线路板上的阻抗匹配、幅度和相位等电性能上采用全新的独特的设计，使得本发明的用在无线局域网的双频双极化板状天线的方向图的上侧第一副瓣抑制达到23dB以上，方向图的下侧第一副瓣零点填充远大于-20dB，性能指标大大优于同类产品，请参见图12。

本实施例中，反射板1的长度为498mm～552mm，宽度为138mm～142mm，厚度为1.3mm～1.7mm，该反射板采1用铝合金板。反射板1的正面中心线上靠极化端口的是第一2.4G辐射振子10和第二2.4G辐射振子11组阵，第一2.4G辐射振子10和第二2.4G辐射振子11的之间的间距为0.89λ，λ为波长。第二2.4G辐射振子11到+45°极化端口2或-45°极化端口3的距离与第一2.4G辐射振子10到第四5G辐射振子15的距离是一样的，为0.7λ，第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子15之间的间距为0.89λ，第一5G辐射振子12到反射板1的尾端的距离为0.7λ。天线的馈电网络分为两组极化：一组为+45°极化端口2，另一组为-45°极化端口3。

本实施例中，第一2.4G辐射振子10上设有第一馈电铜片101以及通过第一馈电铜片101焊接的第一辐射面，第二2.4G辐射振子11上设有第二馈电铜片111以及通过第二馈电铜片111焊接的第二辐射面，第一5G辐射振子12上设有第三馈电铜片121以及通过第三馈电铜片121焊接的第三辐射面，第二5G辐射振子13上设有第四馈电铜片131以及通过第四馈电铜片131焊接的第四辐射面，第三5G辐射振子14上设有第五馈电铜片141以及通过第五馈电铜片141焊接的第五辐射面，第四5G辐射振子15上设有第六馈电铜片151以及通过第六馈电铜片151焊接的第六辐射面。

+45°极化端口2的馈电网络如下，以第一2.4G辐射振子10为例，第一2.4G辐射振子10有两个第一馈电铜片101，第一2.4G辐射振子10的其中一组相对的辐射面通过其中一个第一馈电铜片101焊接连接，构成一组半波对称振子；第一2.4G辐射振子10的另外一组相对的辐射面通过另外一个第一馈电铜片101焊接连接，构成另外一组半波对称振子，两个2.4G辐射振子的+45°极化的一组半波对称振子通过第一振子线缆16与第二振子线缆17连接到第一2.4G一分二线路板4的第一输入端口A1和第二输入端口A2连接处馈电，由于2.4G辐射振子组阵采用等幅同相的设计方法，第一振子线缆16与第二振子线缆17的电长度相等。

以第一5G辐射振子12为例，第一5G辐射振子12中有两个第三馈电铜片121，第一5G辐射振子12的其中一组相对的辐射面通过其中一个第三馈电铜片121焊接连接，构成一组半波对称振子；第一5G辐射振子12的另外一组相对的辐射面通过另外一个第三馈电铜片121焊接连接，构成另外一组半波对称振子，两个5G辐射振子的+45°极化的一组半波对称振子通过第三振子电缆18和第六振子电缆21接到第一5G一分四线路板6的第一输入端口B1和第二输入端口B2处馈电连接，第四振子电缆19和第五振子电缆20接到第一5G一分四线路板6的第三输入端口B3和第四输入端口B4处馈电连接，由于5G辐射振子组阵后馈电网络采用赋形技术的设计方法，第三振子电缆18、第四振子电缆19、第五振子电缆20和第六振子电缆21的相位有超前和落后的关系，所以第三振子电缆18、第四振子电缆19、第五振子电缆20和第六振子电缆21的电长度是不相等的。

第一2.4G频段一分二线路板4的输出端口A通过第一连接电缆28与第一2.4G频段输入端口C1馈电连接，第一5G频段一分四线路板6的输出端口B通过第二连接电缆29与第一5G频段输入端口C2馈电连接，第一双频段输出端口C通过第三连接电缆30与+45°极化端口2馈电连接。

-45°极化端口的馈电网络如下：以第一2.4G辐射振子10为例，第一2.4G辐射振子10的一组-45°极化通过第一馈电铜片101焊接连接构成一组半波对称振子，两个2.4G辐射振子的+45°极化的一组半波对称振子通过第七振子线缆22与第八振子线缆23连接到第二2.4G一分二线路板5的第一输入端口和第二输入端口连接处馈电，再第二2.4G一分二线路板5的输出端口通过第四连接电缆31连接到第二2.4G频段输入端口处馈电连接；由于2.4G辐射振子组阵采用等幅同相的设计方法，第七振子电缆22和第八振子电缆23的电长度相等。

第一5G辐射振子12的一组-45°极化通过第三馈电铜片121焊接连接构成一组半波对称振子，两个5G辐射振子的+45°极化的一组半波对称振子通过第九振子电缆24和第十二振子电缆27接到第二5G一分四线路板7的第一输入端口和第二输入端口处馈电连接，第十振子电缆25和第十一振子电缆26接到第二5G一分四线路板7的第三输入端口和第四输入端口处馈电连接，由于5G辐射振子组阵后馈电网络采用赋形技术的设计方法，第九振子电缆24、第十振子电缆25、第十一振子电缆26和第十二振子电缆27的相位有超前和落后的关系，所以第九振子电缆24、第十振子电缆25、第十一振子电缆26和第十二振子电缆27的电长度不相等。

第二2.4G一分二线路板5的输出端口通过第四连接电缆31与第一2.4G频段输入端口馈电连接，第二5G一分四线路板7的输出端口通过第五连接电缆132与第二5G频段输入端口馈电连接，第二分频合一线路板9的输出端口通过第六连接电缆33与-45°极化端口3馈电连接。

频率越高，波长就越短，辐射振子的体积就越小，频率越低，波长就越大，辐射振子的体积就越大。辐射振子的体积越小，对产品制作的精度要求就越高，制作和性能开发的难度就越大，鉴于5G辐射振子体积很小，振子金属件壁厚较薄，馈电孔位较小，外径只有2.2mm，传统的50欧141镀锡电缆外径太大(外径为3.52mm)，不适合此辐射振子馈电，本实施例中，第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子15的馈电均采用镀锡电缆馈电而成，镀锡电缆的芯线的外径为0.3mm～0.7mm，介质的外径为1.6mm～2.0mm，屏蔽层的外径为1.8mm～2.2mm的50欧镀锡电缆。由于电缆外径小，给天线振子在反射板1上的固定和电缆焊接带来了极大的操作便利，能提高产品的生产效率，有利于产品的规模化生产。

本实施例中，第一分频合一线路板8和第二分频合一线路板9均包括第一接地沉铜孔81、2.4G频段传输线82、5G频段传输线83和公共传输线路，2.4G频段传输线82和5G频段传输线83均由多节阻抗变换线、短路线和开路线构成，2.4G频段传输线82和5G频段传输线83均与公共传输线路连接。第一分频合一线路板8和第二分频合一线路板9能展现一个极化端口具有2.4G频段和5G频段的双频频段。

本实施例中，第三辐射面、第四辐射面、第五辐射面或第六辐射面中每个四分之一辐射面上均设有一个馈电孔位122，每个馈电孔位122的内径是不同的，5G辐射振子的馈电孔位采用由大到小的设计，这样电缆的芯线和内介质在圆柱体的下方到上方穿电缆馈电焊接操作中由于电缆镀锡层的卡住而刚好到位。

第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子14的圆柱体下方的壁厚比上方的薄，为了防止圆柱体破裂，同时也为了防止馈电铜片在馈电时与另外一组辐射面接触短路，采用台阶式设计方法，即在馈电铜片的两边像台阶一样切掉一小部分，使得辐射振子较低一端的馈电铜片在馈电时不会短路，同时也防止了辐射振子圆柱体下方由于太薄而破裂，即在其中一组相对的四分之一辐射面上靠近第三馈电铜片的两边各设有一个台阶123，这样可以避免线路板结构的辐射振子带来的介质损耗，减少使用介质微带所带来的介质损耗，提高天线的辐射效率；采用有锥度和有弧度的杯型梅花瓣形状设计，使得馈电点到达各顶部的电长度是渐变的，从而达到各个频点的谐振；由于第一5G辐射振子12、第二5G辐射振子13、第三5G辐射振子14和第四5G辐射振子14采用有锥度和有弧度的杯型梅花瓣形状设计，等于该辐射振子的上部接上了不同的平滑过渡段，使得沿天线表面电流反射很小，从而有效地展宽阻抗和带宽，实现频段的宽频特性。

本实施例中，第一2.4G一分二线路板4上设有多个第二接地沉铜孔41、一个第三接地沉铜孔42、短路传输线43和2.4G传输线44，其中，第二接地沉铜孔41的主要作用是和背面接地导通，第三接地沉铜孔42是短路线的短路连接点，2.4G传输线44分别与第三接地沉铜孔42、第一2.4G一分二线路板4的第一输入端口A1、第一2.4G一分二线路板的第二输入端口A2和第一2.4G一分二线路板的输出端口A连接。由于2.4G频段只有两个单元馈电组阵，增益较低，在线路板的设计上采用等幅同相的设计方法，为了达到阻抗的完全匹配，在传输线旁设计了一段短路传输线43，并设计有多节阻抗变换线。

本实施例中，第一5G一分四线路板6上设有多个第四接地沉铜孔61和5G传输线62，5G传输线62分别与第一5G一分四线路板6的第一输入端口B1、第一5G一分四线路板6的第二输入端口B2、第一5G一分四线路板6的第三输入端口B3和第一5G一分四线路板6的输出端口B连接。

该应用在无线局域网的双频双极化板状天线的5G频段是由四个单元列阵组成，增益较高，其馈电网络里的第一5G一分四线路板6主要是采用赋形技术的原理来设计，第一5G一分四线路板6的第一输入端口B1、第二输入端口B2、第三输入端口B3和第四输入端口B4的幅度不同，第一5G一分四线路板6的第一输入端口B1的相位比第二输入端口B2的相位要超前20度，第三输入端口B3的相位比第四输入端口B4的相位要落后10度，为了达到性能和阻抗的较好结合，采用独特的传输线设计，并设计成有多节阻抗变换线。

经仪器的检测验证，实现在一个极化端口里面有双频的谐振，频率范围可从2400～2500/5150～5850MHz，驻波比小于1.7，2400～2500MHz频段增益在12dBi左右，水平角度65度，垂直角度30度，前后比大于26dB；5150～5850MHz频段增益在15dBi左右，水平角度65度，垂直角度15度，前后比大于28dB；如图10，图11和图12所示，5G频段的方向图上侧第一副瓣抑制达到23dB以上，方向图的下侧第一副瓣零点填充远大于-20dB，性能指标大大优于同类产品，见图12；性能指标明显优于同类产品，而且体积较小，重量较轻，便于天线的安装；能满足在无线局域网网络覆盖的需求，性能指标远远大于同类产品，能提高产品的市场竞争力。

总之，本发明能实现双频双极化板状天线在一个端口上的双频特性，并实现良好的驻波和方向图等高性能指标，本发明体积较小，成本较低，结构和安装较为简单，能应用于无线局域网基站设备的2.4GHz和5.0GHz频段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，包括反射板、+45°极化端口、-45°极化端口、第一2.4G一分二线路板、第二2.4G一分二线路板、第一5G一分四线路板、第二5G一分四线路板、第一分频合一线路板和第二分频合一线路板，所述+45°极化端口和-45°极化端口均设置在所述反射板的始端，所述反射板上设有第一2.4G辐射振子、第二2.4G辐射振子、第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子，所述第一分频合一线路板上设有第一2.4G频段输入端口、第一5G频段输入端口、第一分频合一线路和第一双频段输出端口；所述第二分频合一线路板上设有第二2.4G频段输入端口、第二5G频段输入端口、第二分频合一线路和第二双频段输出端口；所述第一2.4G辐射振子、第二2.4G辐射振子、第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子均使用压铸锌合金金属结构振子；

所述第一2.4G辐射振子通过第一振子电缆与所述第一2.4G一分二线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二2.4G辐射振子通过第二振子电缆与所述第一2.4G一分二线路板的第二输入端口馈电连接，所述第一2.4G一分二线路板的输出端口通过第一连接线缆与所述第一2.4G频段输入端口馈电连接，所述第一5G辐射振子通过第三振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二5G辐射振子通过第四振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第三输入端口馈电连接，所述第三5G辐射振子通过第五振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第四输入端口馈电连接，所述第四5G辐射振子通过第六振子电缆与所述第一5G一分四线路板的第二输入端口馈电连接，所述第一5G一分四线路板的输出端口通过第二连接线缆与所述第一5G频段输入端口馈电连接，所述第一2.4G频段输入端口和第一5G频段输入端口均通过所述第一分频合一线路与所述第一双频段输出端口馈电连接，所述第一双频段输出端口通过第三连接线缆与所述+45°极化端口馈电连接；

所述第一2.4G辐射振子通过第七振子电缆与所述第二2.4G一分二线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二2.4G辐射振子通过第八振子电缆与所述第二2.4G一分二线路板的第二输入端口馈电连接，所述第二2.4G一分二线路板的输出端口通过第四连接线缆与所述第二2.4G频段输入端口馈电连接，所述第一5G辐射振子通过第九振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第一输入端口馈电连接，所述第二5G辐射振子通过第十振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第三输入端口馈电连接，所述第三5G辐射振子通过第十一振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第四输入端口馈电连接，所述第四5G辐射振子通过第十二振子电缆与所述第二5G一分四线路板的第二输入端口馈电连接，所述第二5G一分四线路板的输出端口通过第五连接线缆与所述第二5G频段输入端口馈电连接，所述第二2.4G频段输入端口和第二5G频段输入端口均通过所述第二分频合一线路与所述第二双频段输出端口馈电连接，所述第二双频段输出端口通过第六连接线缆与所述-45°极化端口馈电连接。

2.根据权利要求1所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一2.4G辐射振子上设有第一馈电铜片以及通过所述第一馈电铜片焊接的第一辐射面，所述第二2.4G辐射振子上设有第二馈电铜片以及通过所述第二馈电铜片焊接的第二辐射面，所述第一5G辐射振子上设有第三馈电铜片以及通过所述第三馈电铜片焊接的第三辐射面，所述第二5G辐射振子上设有第四馈电铜片以及通过所述第四馈电铜片焊接的第四辐射面，所述第三5G辐射振子上设有第五馈电铜片以及通过所述第五馈电铜片焊接的第五辐射面，所述第四5G辐射振子上设有第六馈电铜片以及通过所述第六馈电铜片焊接的第六辐射面。

3.根据权利要求2所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一振子线缆与所述第二振子线缆的电长度相等，所述第三振子电缆、第四振子电缆、第五振子电缆和第六振子电缆的电长度不相等，所述第七振子电缆和第八振子电缆的电长度相等，所述第九振子电缆、第十振子电缆、第十一振子电缆和第十二振子电缆的电长度不相等。

4.根据权利要求3所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子的馈电均采用镀锡电缆馈电而成，所述镀锡电缆的芯线的外径为0.3mm～0.7mm，介质的外径为1.6mm～2.0mm，屏蔽层的外径为1.8mm～2.2mm的50欧镀锡电缆。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一分频合一线路板和第二分频合一线路板均包括第一接地沉铜孔、2.4G频段传输线、5G频段传输线和公共传输线路，所述2.4G频段传输线和5G频段传输线均由多节阻抗变换线、短路线和开路线构成，所述2.4G频段传输线和5G频段传输线均与所述公共传输线路连接。

6.根据权利要求2至4任意一项所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第三辐射面、第四辐射面、第五辐射面或第六辐射面中每个四分之一辐射面上均设有一个馈电孔位，每个所述馈电孔位的内径是不同的，其中一组相对的四分之一辐射面上靠近所述第三馈电铜片的两边各设有一个台阶。

7.根据权利要求6所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述反射板的长度为498mm～552mm，宽度为138mm～142mm，厚度为1.3mm～1.7mm，所述反射板采用铝合金板。

8.根据权利要求5所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一2.4G辐射振子和第二2.4G辐射振子的之间的间距为0.89λ，所述第一5G辐射振子、第二5G辐射振子、第三5G辐射振子和第四5G辐射振子之间的间距为0.89λ，所述第一5G辐射振子到所述反射板的尾端的距离为0.7λ，λ为波长。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一2.4G一分二线路板上设有多个第二接地沉铜孔、一个第三接地沉铜孔、短路传输线和2.4G传输线，所述2.4G传输线分别与所述第三接地沉铜孔、所述第一2.4G一分二线路板的第一输入端口、所述第一2.4G一分二线路板的第二输入端口和所述第一2.4G一分二线路板的输出端口连接。

10.根据权利要求1至4任意一项所述的应用在无线局域网的双频双极化板状天线，其特征在于，所述第一5G一分四线路板上设有多个第四接地沉铜孔和5G传输线，所述5G传输线分别与所述第一5G一分四线路板的第一输入端口、所述第一5G一分四线路板的第二输入端口、所述第一5G一分四线路板的第三输入端口和所述第一5G一分四线路板的输出端口连接。