CN108511882A - 一种便于自动化生产的振子和天线 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种便于自动化生产的振子。本申请的振子，包括辐射体和振子支撑座；辐射体包括辐射阵列，辐射阵列的同一表面具有四个导体耦合柱，辐射阵列和导体耦合柱一体成型；振子支撑座表面具有垂直于表面延伸的四个导体柱，每个导体柱上设有至少两孔洞，一个孔洞用于插入辐射体的导体耦合柱，一个孔洞用于插入馈电导体；辐射体四个导体耦合柱插入振子支撑座导体柱的孔洞中，两者电容耦合连接，馈电导体沿对角线方向耦合馈电。本申请的振子直接将辐射阵列的导体耦合柱插入振子支撑座导体柱的孔洞中即可，结构简单、组装方便，能提高自动化程度，降低建网成本。本申请的振子不需电镀，减少了焊接工序，由紧固件连接即可，成本低，利于自动化。
Description
技术领域
本申请涉及天线领域，特别是涉及一种便于自动化生产的振子。
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，天线宽带化成为发展的趋势。如今，2G、3G、4G LTE网络并存，使用普通的窄频带天线，一个基站就需要布置许多副天线，增加了系统复杂性和物业成本。为了降低建网成本，天线的宽带化已经成为当前的热点之一。为了兼容多种通信制式，超宽频双极化天线或超宽频多频天线已被大规模使用。
天线的性能很大程度上取决于辐射振子的性能，一般现有的宽带振子都有比较复杂的结构，过多的部件使天线装配比较繁琐，因此研发一款利于生产或便于自动化生产的简单的高质量的宽带振子是很有必要的。
发明内容
本申请的目的是提供一种新结构的便于自动化生产的振子
为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：
本申请公开了一种便于自动化生产的振子，包括辐射体和振子支撑座；辐射体包括一个辐射阵列，辐射阵列的同一个表面上具有垂直于辐射阵列面延伸的四个导体耦合柱，辐射阵列和导体耦合柱一体成型；振子支撑座的表面具有垂直于表面延伸的四个导体柱，每个导体柱上开设有至少两个孔洞，其中一个孔洞用于插入辐射体的导体耦合柱，一个孔洞用于插入馈电导体，馈电导体沿对角线方向耦合馈电；辐射体的四个导体耦合柱插入振子支撑座的导体柱的孔洞中，两者进行电容耦合连接，馈电导体沿对角线方向耦合馈电，从而激活整个振子。
本申请的振子，结构简单，组装方便，直接将辐射体的导体耦合柱插入振子支撑座导体柱的孔洞中即可完成组装，能够提高自动化生产程度，降低建网成本，并且，在结构上将馈电导体直接插入振子支撑座导体柱的另外一个孔洞中，更加方便加工。
优选的，导体耦合柱的外表面套设有绝缘套。
优选的，辐射阵列上开设有若干个固定孔，相应的在振子支撑座的导体柱上也开设有孔洞，通过紧固件将辐射阵列与振子支撑座固定在一起。
优选的，辐射阵列与振子支撑座之间由一块绝缘介质隔离板隔开。
优选的，辐射体的正上方设置有一个金属寄生片，金属寄生片由绝缘支撑柱支撑在辐射体上方。
优选的，辐射阵列的四周，于辐射阵列末端具有至少两个金属导体挂件。
优选的，金属导体挂件通过绝缘介质片与辐射阵列连接。
优选的，辐射阵列的四周，于辐射阵列末端具有至少两个金属导体柱。
本申请的一种实现方式中，通过金属导体挂件和/或金属导体柱，实现辐射阵列的不对称结构设计，例如将两个金属导体挂件或者两个金属导体柱设置在四周的同一侧边，而非对角线对称布置，从而实现不对称结构设计。
由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
本申请的振子直接将辐射阵列的导体耦合柱插入振子支撑座导体柱的孔洞中即可完成组装，结构简单、组装方便、利于自动化生产，能够提高自动化生产程度，降低建网成本。并且，本申请的振子不需要电镀，因此减少了对振子的焊接工序，振子的组装仅仅通过紧固件连接起来，降低了成本，利于自动化生产。
附图说明
图1是本申请实施例一中振子的分解结构示意图；
图2是本申请实施例一中振子的另一分解结构示意图；
图3是本申请实施例一中振子安装到反射板的分解结构示意图；
图4是本申请实施例一中安装到反射板的结构示意图；
图5是本申请实施例一中阵列天线的结构示意图；
图6是本申请实施例一中单个振子的回波损耗S11测试结果；
图7是本申请实施例一中单个振子的回波损耗S22测试结果；
图8是本申请实施例一振子的隔离度S21测试结果；
图9是本申请实施例一振子的水平面方向图测试结果；
图10是本申请实施例一振子在0°方向的交叉极化图；
图11是本申请实施例一振子在±60°方向的交叉极化图；
图12是本申请实施例二中振子的分解结构示意图；
图13是本申请实施例二中振子另一视角的分解结构示意图；
图14是本申请实施例二中振子的结构示意图；
图15是本申请实施例三中振子的结构示意图；
图16是本申请实施例三中振子另一视角的结构示意图；
图17是本申请实施例四中振子的结构示意图；
图18是本申请实施例四中振子另一视角的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
实施例
本例便于自动化生产的振子，如图1至图4所示，包括辐射体1和振子支撑座2；辐射体包括一个辐射阵列，辐射阵列的同一个表面上具有垂直于辐射阵列面延伸的四个导体耦合柱，辐射阵列和导体耦合柱一体成型；本例具体的，辐射阵列由四个大小相同的振子臂11、12、13和14组成，辐射体1的几何中心处具有垂直向下延伸的四个导体耦合柱15、16、17和18，辐射体和导体柱一体成型。
振子支撑座2的表面具有垂直向上延伸的四个导体柱21，每个导体柱上开设有至少两个孔洞，其中一个孔洞用于插入辐射体的导体耦合柱，一个孔洞用于插入馈电导体，馈电导体沿对角线方向耦合馈电。装配时，辐射体的四个导体耦合柱插入振子支撑座导体柱的孔洞中，两者进行电容耦合连接，馈电导体沿对角线方向耦合馈电，从而激活整个振子。
其中，导体耦合柱的外表面套设有绝缘套。辐射阵列上开设有若干个固定孔，相应的在振子支撑座的导体柱上也开设有孔洞，通过紧固件将辐射阵列与振子支撑座固定在一起。辐射体与振子支撑座之间由一块绝缘介质隔离板隔开。
本例的改进方案中，辐射体的正上方位于辐射体几何中心处设置有一个与辐射体平行的金属寄生片3，金属寄生片3由绝缘支撑柱31支撑在辐射体上方。进一步的，辐射体的四个振子臂的末端具有两个金属导体挂件4，金属导体挂件4与振子臂间通过绝缘介质片5连接，两个金属导体挂件使辐射体呈不对称结构设计。
本例的单个振子安装在反射板上组成天线，如图3和图4所示。此外，本例的振子也可以多个组合安装在反射板上，形成阵列天线，如图5所示，具体的根据使用需求而定。
本例采用网络分析仪，对本例的天线进行测试，结果如图6至图8所示。图6和图7分别是单个振子和两个振子的回波损耗测试结果，结果显示，单个振子和两个振子的回波损耗实测数据都优于-20dB。图8是隔离度测试结果，结果显示，本例的振子隔离度实测数据优于-32dB。
对本例的振子进行室外远场测试，测试单个振子的水平面方向图，结果如图9和表1所示，结果显示，本例的振子在690MHz-960MHz频段下，波束宽度大约在61-67度。
表1各频点的水平面波瓣宽度测试结果
| 频点(MHz) | 波瓣宽度(度) | 频点(MHz) | 波瓣宽度(度) |
| 610 | 68.7 | 860 | 64.4 |
| 690 | 67.7 | 880 | 64.0 |
| 750 | 67.0 | 900 | 63.7 |
| 790 | 66.1 | 920 | 62.7 |
| 840 | 65.7 | 940 | 62.0 |
| / | / | 960 | 61.4 |
对本例的振子进行交叉极化测试，结果如图10和图11所示，其中图10是0°方向的交叉极化图，图11是±60°方向的交叉极化图。图10的结果显示，690MHz-960MHz内0°方向交叉极化优于25dB；图11的结果显示，690MHz-960MHz内±60°方向交叉极化优于15dB。
以上结果说明本例的振子带宽、隔离度和方向性都符合设计要求。
并且，本例的振子在各项性能都满足设计要求的情况下，结构简单、组装方便、利于自动化生产，能够提高自动化生产程度，便于自动化生产。
实施例二
本例的振子与实施例一类似，如图12至图14所示，其辐射阵列同样由四个大小相同的振子臂组成，所不同的是，各振子臂表面的带宽匹配槽结构设计有所不同，并且在振子臂末端开设有心形结构，其他与实施例一相同。
同样的，本例的振子具有实施例一类似的功能和效果。
实施例三
本例的振子与实施例一相比，所不同的是，本例的辐射阵列整体呈圆形，其他与实施例一相同，如图15和图16所示。
同样的，本例的振子具有实施例一类似的功能和效果。
实施例四
本例的振子与实施例二类似，如图17和图18所示，所不同的是，本例的
其辐射阵列同样由四个大小相同的振子臂组成，所不同的是，辐射体的四个振子臂的末端没有设计金属导体挂件，而是设计有两个金属导体柱组61和62，金属导体柱组由两个金属导体柱组成，金属导体柱垂直于辐射阵列向振子支撑座的表面方向延伸。
同样的，本例的振子具有实施例一类似的功能和效果。
可以理解，本申请的振子具体结构形态并不只限于实施例一至实施例四的几种，例如辐射阵列的具体结构形态、位置布置、带宽匹配槽的具体开设方式等都可以根据具体使用需求调整；同样的，辐射阵列或振子的形状也可以为圆形、方形、心形或气体多边形等，在此不做具体限定。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种便于自动化生产的振子，其特征在于：包括辐射体和振子支撑座；所述辐射体包括一个辐射阵列，辐射阵列的同一个表面上具有垂直于辐射阵列面延伸的四个导体耦合柱，辐射阵列和导体耦合柱一体成型；
所述振子支撑座的表面具有垂直于表面延伸的四个导体柱，每个导体柱上开设有至少两个孔洞，其中一个孔洞用于插入辐射体的导体耦合柱，一个孔洞用于插入馈电导体，馈电导体沿对角线方向耦合馈电；
辐射体的四个导体耦合柱插入振子支撑座的导体柱的孔洞中，两者进行电容耦合连接，馈电导体沿对角线方向耦合馈电，从而激活整个振子。
2.根据权利要求1所述的振子，其特征在于：所述导体耦合柱的外表面套设有绝缘套。
3.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于：所述辐射阵列上开设有若干个固定孔，相应的在振子支撑座的导体柱上也开设有孔洞，通过紧固件将所述辐射阵列与所述振子支撑座固定在一起。
4.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于：所述辐射阵列与所述振子支撑座之间由一块绝缘介质隔离板隔开。
5.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于：所述辐射体的正上方设置有一个金属寄生片，所述金属寄生片由绝缘支撑柱支撑在辐射体上方。
6.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于：所述辐射阵列的四周，于辐射阵列末端具有至少两个金属导体挂件。
7.根据权利要求6所述的振子，其特征在于：所述金属导体挂件通过绝缘介质片与辐射阵列连接。
8.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于：所述辐射阵列的四周，于辐射阵列末端具有至少两个金属导体柱。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的振子的天线或者阵列天线。
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