CN110649374A - 一种基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站天线，涉及基站天线技术领域，解决了在100MHz‑500MHz频段中，基站天线风阻面积大、可靠性低、成本高的问题。其技术方案要点是，包括反射杆、辐射单元组件、调节杆和馈电网络；辐射单元组件设置于反射杆上，反射杆周围通过横臂设置若干用于调节天线方向性的调节杆，辐射单元组件包括固定杆、振子以及引向器。通过以上设计，在实现同等电性能的前提下，大幅地缩窄了天线宽度，极大的降低了风阻面积，减轻了产品重量，提升了产品的可靠性，同时降低了产品成本，提升了产品的经济性。

Description

一种基站天线

技术领域

本发明涉及基站天线技术领域，特别涉及一种基站天线。

背景技术

传统移动通信频率分布在800MHz-6GHz频段，其基站天线一般采用阵列天线，主要由若干辐射单元、馈电网络和反射板、外罩等零部件组成，设计及生产过程中，天线的方向性主要依靠反射板及其附件进行调节。由于电磁波特性，频率越低，基站天线的尺寸就越大。当移动通信频段布置在500MHz 以下频率时，按此方案设计的天线则带来一系列问题，诸如重量重、体积大、风阻大、运输难、成本高等问题。

比如230MHz这个频段，这个频段是国家工信部分配给为电力、石油等行业专网频段，此频段波长λ≈1.3米，具有很好的绕射效果，可在复杂地形中长距离传播，因此在专网领域使用具备无可比拟的优势。但目前还没有一种主要针对230MHz专网设计的定向基站天线。

230MHz频段如果采用常规板状天线技术设计的基站天线，其宽度大约1 米，根据具体所需增益要求的不同，其长度1至8米不等。此时天线自身具有较大的面积，使用过程中容易受到较大的风量冲击，天线容易失效导致可靠性降低甚至是损毁；因其体积庞大，为了保证基本的结构强度，不得不加强设计，导致产品重量重、成本高，并且对其配套安装设施要求产生连环效应，导致在实际工程中无法可经济性地使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基站天线，其增益、瓣宽、前后比等电性能优良，产品宽度约为常规设计的一半，有效地降低了风阻面积，减轻了重量，提升了产品可靠性，降低了对安装设施的要求；组装式的结构可便于日常运输、储存和安装，进而具有良好的经济性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基站天线，包括反射杆、辐射单元组件、馈电网络和调节杆，所述辐射单元组件包括固定杆、振子以及引向器；以所述反射杆为起点，所述振子和引向器沿着固定杆轴向依次设置于所述固定杆上；所述辐射单元组件设置于反射杆的周向侧壁上，所述辐射单元组件通过固定杆安装于反射杆上。

通过采用上述技术方案，辐射单元组件可便于实现基站信号辐射，通过将辐射单元组件与反射杆相结合，可使得本技术方案的结构更加精简；振子、引向器和固定杆组成的辐射单元自身可具有较大的空隙，可便于有效地降低受到风阻面积，进而有效地提高本技术方案的使用寿命；其次，较少的表面积可便于日常运输、储存和安装，进而具有良好的经济性，在100-500MHz 频段具有电气性能优良，结构可靠(风阻极小)，包装体积相对较小，运输及安装轻便等优势。

本发明的进一步设置，所述引向器沿着固定杆的轴向均布且数量至少为一个，所述引向器沿着远离所述振子的方向布置。

通过采用上述技术方案，引向器为导体，通过引向器的设置，可以调节天线的水平波瓣宽度和增益。

本发明的进一步设置，所述振子与反射杆的间距、引向器的间距、以及相邻所述引向器的间距均为0.1～0.5λ。

本发明的进一步设置，所述振子的长度为0.4～0.6λ，所述引向器的长度为0.35～0.55λ。

通过采用上述技术方案，通过引向器的设置，可使得本技术方案在信号辐射时的水平波瓣宽度和增益。

本发明的进一步设置，所述辐射单元组件的数量至少为两个且沿着反射杆的轴向均布。

通过采用上述技术方案，数量至少为两个的辐射单元组件可便于提高信号辐射的范围，本技术方案针对223-235MHz(简称230MHz)频段设置，且具有良好的技术优势及经济优势，为电力专网的组网提供了可靠的基站天线。当数量至少为两个辐射单元组件可绕着反射杆的轴向的侧壁设置时，相邻两个固定杆的轴向可绕着反射杆朝向不同的角度，以便于根据实际情况及时地调节辐射单元组件的信号辐射方向，以满足不同的使用环境需求。辐射单元组件内的引向器可自由组阵、辐射单元组件的朝向可自由变阵、进而实现不同瓣宽的天线，以及安装杆与反射杆之间的俯仰角可调节，实现各种场景的信号辐射要求。

本发明的进一步设置，所述馈电网络包括用于功分网络和外接主设备的功分器，所述功分器设置于反射杆上，所述辐射单元组件通过同轴电缆与功分器连接。

通过采用上述技术方案，馈线为同轴电缆，辐射单元组件引出的同轴电缆与功分器相连，功分器设置有电缆以用于外接主设备。

本发明的进一步设置，包括径向设置于反射杆的调节杆、设置于反射杆上且数量至少为两个的第二固定板，所述第二固定板上分别对应设有的横臂，相邻所述横臂之间互相平行。

通过采用上述技术方案，相邻横臂的首端之间和尾端之间均设有调节杆，反射杆及调节杆为导体。若干调节杆通过横臂径向设置在反射杆周围，通过调节杆的设置，可以调节天线的前后比水平瓣宽。横臂为可伸缩或沿着自身轴向分段或可绕着放射杆中轴线转动的横臂，以便于根据实际需要，及时地调节调节杆与反射杆的间距。

本发明的进一步设置，包括用于调节安装位置的夹码组件，所述夹码组件包括用于安装的安装杆、以及设置于反射杆上的第一夹码和第二夹码；所述安装杆的一端固定于第一夹码内，另一端固定于第二夹码内。

本发明的进一步设置，所述夹码组件还包括用于调节安装杆倾斜角度的调节臂，所述调节臂的一端设置于反射杆上，所述调节臂的另一端与第二夹码固定连接；所述第一夹码转动连接于反射杆的侧壁上。

通过采用上述技术方案，调节臂为V型折叠式调节臂，可使得安装杆以第一夹码为圆心点、第二夹码为半径进行转动，以实现调节安装杆与反射杆两者轴向之间的倾斜角度，进而便于调节辐射单元组件和反射杆的天线增益。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在较低频段(比如100-500MHz)，可实现比较优良的增益、瓣宽、前后比等电性能指标；

2、在实现上述优良电性能的基础上，可大幅地降低风阻面积、降低产品重量，进而提高产品可靠性；

3、便于日常运输、储存和安装，产品用材少，成本低，进而具有良好的经济性；

4、组装式的结构既可便于运输和储存，还可便于适配不同场合所需的天线增益。

总的来说本发明发明，在实现优良电性能指标的基础上，结构简单，可有效地降低受到风阻面积，提升可靠性；通过系列化的设计进而实现不同瓣宽的天线，实现各种场景的信号辐射要求，组装式的结构可便于日常运输、储存和安装，进而具有良好的经济性。

附图说明

图1是本实施例一种基站天线的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是本实施例一种基站天线的另一视角的结构示意图；

图5是图4中C处的放大图；

图6是本实施例的方向图。

附图标记：1、反射杆；2、第一固定板；3、辐射单元组件；31、固定杆； 32、振子；33、引向器；4、馈电网络；41、功分器；5、第二固定板；6、横臂；7、连接装置；8、夹码组件；81、安装杆；82、第一夹码；83、第二夹码；9、调节臂；10、调节杆；11、极坐标；13、侧瓣；14、主瓣；15、后瓣。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种基站天线，如图1至图5所示，一种基站天线，包括反射杆1、辐射单元组件3和调节杆10，辐射单元组件3包括固定杆31、振子32 以及引向器33；以反射杆1为起点，振子32和引向器33沿着固定杆31轴向依次设置于固定杆31上；辐射单元组件3设置于反射杆1的周向侧壁上，辐射单元组件3通过第一固定板2安装于反射杆1上，或者直接焊接于反射杆1上。

辐射单元组件3可便于实现基站信号辐射，通过将辐射单元组件3与反射杆1相结合，可使得本技术方案的结构更加精简；振子32、引向器33和固定杆31组成的辐射单元自身可具有较大的空隙，在实现上述优良电性能的基础上，可大幅地降低风阻面积、降低产品重量，进而提高产品可靠性，进而有效地提高本技术方案的使用寿命；其次，便于日常运输、储存和安装，产品用材少，成本低，进而具有良好的经济性；在100-500MHz频段具有电气性能优良，结构可靠(风阻极小)，包装体积相对较小，运输及安装轻便等优势。

引向器33沿着固定杆31的轴向均布且数量至少为两个，引向器33沿着远离振子32的方向布置。引向器33为导体，通过引向器33的设置，可以调节天线的水平波瓣宽度和增益，在较低频段(比如100-500MHz)，可实现比较优良的增益、瓣宽、前后比等电性能指标。如果想获得该频段(100-500MHZ) 的辐射性能，根据背景技术所描述的常规技术则天线的整体宽度大概为1米，而通过本采用本实施例，则可使得天线的整体宽度下降至0.5米～0.6米，可较大程度地降低天线所占用的空间面积。

振子32与反射杆1的间距、与引向器33的间距、以及相邻引向器33 的间距均为0.1～0.5λ。振子32的长度为0.4～0.6λ，引向器33的长度为 0.35～0.55λ。通过引向器33的设置，可使得本技术方案在信号辐射时的水平波瓣宽度和增益。

辐射单元组件3的数量为四个且沿着反射杆1的轴向均布，但不仅限于四个，相邻辐射单元组件3之间通过馈电网络4连接，馈电网络4设置于第一固定板2上。数量至少为两个的辐射单元组件3可便于提高信号辐射的范围。

馈电网络4包括用于功分网络和外接主设备的功分器41，功分器41设置于反射杆1上，辐射单元组件3与功分器41通过连接器和馈线连接。馈线为同轴电缆，辐射单元组件3引出的同轴电缆与功分器41相连，功分器41 设置有电缆以用于外接主设备。

本实施例一种基站天线还包括径向设置于反射杆1的调节杆10、设置于反射杆1上且数量为三个的第二固定板5，第二固定板5上分别对应设有的横臂6，相邻横臂6之间互相平行且通过调节杆10连接，横臂6通过第二固定板安装于反射杆1上或者直接焊接在反射杆1上。相邻横臂6之间互相平行且通过调节杆10安装，反射杆1及调节杆10为导体。反射杆1与调节杆 10之间、相邻调节杆10之间的任意相邻间距为0.05-0.5λ；若干调节杆10 通过横臂6径向设置在反射杆1周围，通过调节杆10位置和数量的设置，可以调节天线的前后比及水平瓣宽。横臂6可为可伸缩式的杆件，或为沿着自身轴向呈分段式结构的杆件，或为可绕着放射杆中轴线转动的杆件，可伸缩、分段以及转动均采用本技术领域常用的结构，以便于根据实际需要，及时地调节调节杆10与反射杆1的间距。

当本实施例中基站天线的总长度超过3m或者包括数量超过两个辐射单元组件3时，反射杆1可分为数量至少为两段，相邻两段反射杆1之间通过连接装置7连接。在本实施例中，连接装置7可为本技术领域常用的夹板，但不仅限于此，可将两段反射杆1组合成一体均可。反射杆1分为数量至少为两段后，可便于折叠缩短总体的长度，以便于包装和运输。同理地，调节杆10亦分为数量至少为两段。

本实施例一种基站天线还包括用于调节安装位置的夹码组件8，夹码组件8包括用于安装的安装杆81、以及设置于反射杆1上的第一夹码82和第二夹码83；安装杆81的一端固定于第一夹码82内，另一端固定于第二夹码 83内。夹码组件8还包括用于调节安装杆81倾斜角度的调节臂9，调节臂9 的一端设置于反射杆1上，调节臂9的另一端与第二夹码83固定连接；第一夹码82转动连接于反射杆1的侧壁上。

调节臂9为V型折叠式调节臂9，可使得安装杆81以第一夹码82为圆心点、第二夹码83为半径进行转动，以实现调节安装杆81与反射杆1两者轴向之间的倾斜角度，进而便于调节辐射单元组件3和反射杆1的天线增益。如图6所示，图6为本实施例的方向图，图6图表可通过本技术领域惯用的测量仪器获得，通过本实施方式，可实现较优良的增益、瓣宽和前后比等电性能指标。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种基站天线，其特征在于，包括反射杆(1)、辐射单元组件(3)和调节杆(10)，所述辐射单元组件(3)包括固定杆(31)、振子(32)以及引向器(33)；以所述反射杆(1)为起点，所述振子(32)和引向器(33)沿着固定杆(31)轴向依次设置于所述固定杆(31)上；所述辐射单元组件(3)设置于反射杆(1)的周向侧壁上，所述辐射单元组件(3)通过固定杆(31)安装于反射杆(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种基站天线，其特征在于，所述引向器(33)沿着固定杆(31)的轴向均布且数量至少为一个。

3.根据权利要求2所述的一种基站天线，其特征在于，所述振子(32)与反射杆(1)的间距、与引向器(33)的间距，以及相邻所述引向器(33)的间距均为0.1～0.5λ。

4.根据权利要求1所述的一种基站天线，其特征在于，所述振子(32)的长度为0.4～0.6λ，所述引向器(33)的长度为0.35～0.55λ。

5.根据权利要求1所述的一种基站天线，其特征在于，包括馈电网络(4)，所述辐射单元组件(3)的数量至少为两个且沿着反射杆(1)的轴向均布，相邻所述辐射组件(3)通过馈电网络(4)连接。

6.根据权利要求5所述的一种基站天线，其特征在于，所述馈电网络(4)包括用于功分网络和外接主设备的功分器(41)，所述功分器(41)设置于反射杆(1)上，所述辐射单元组件(3)通过同轴电缆与功分器(41)连接。

7.根据权利要求1所述的一种基站天线，其特征在于，包括径向设置于反射杆(1)的调节杆(10)、设置于反射杆(1)上且数量至少为两个的第二固定板(5)，所述第二固定板(5)上分别对应设有的横臂(6)，相邻所述横臂(6)之间互相平行。

8.根据权利要求1所述的一种基站天线，其特征在于，包括用于调节安装位置的夹码组件(8)，所述夹码组件(8)包括用于安装的安装杆(81)、以及设置于反射杆(1)上的第一夹码(82)和第二夹码(83)；所述安装杆(81)的一端固定于第一夹码(82)内，另一端固定于第二夹码(83)内。

9.根据权利要求8所述的一种基站天线，其特征在于，所述夹码组件(8)还包括用于调节安装杆(81)倾斜角度的调节臂(9)，所述调节臂(9)的一端设置于反射杆(1)上，所述调节臂(9)的另一端与第二夹码(83)固定连接；所述第一夹码(82)转动连接于反射杆(1)的侧壁上。

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