CN110707420B - 一种双极化天线振子及包含该天线振子的天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双极化天线振子及包含该天线振子的天线，该双极化天线振子采用金属反射板、双极化辐射板及引向辐射板三层组合，且使用45°折叠偶极子以对角组阵的方式，一方面提高+45°极化馈电端口与‑45°极化馈电端口之间的隔离度，另一方面使天线的增益最大化，进而使单个天线振子的增益达到10.5dBi，不仅简化了天线的结构，而且缩小了天线的尺寸。

Description

一种双极化天线振子及包含该天线振子的天线
技术领域
本发明属于天线的设计领域，尤其涉及一种双极化天线振子及包含该天线振子的天线。
背景技术
随着通信行业的发展，基站不断趋向小型化，基站天线需要在越来越小的空间里满足增益的需求。一般常见单个双极化天线振子的增益是8dBi 左右,如果要达到10dBi的增益，则需要两个振子组阵，这样不仅结构复杂，而且需要的尺寸也比较大，不能满足日趋小型化的基站对天线的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种双极化天线振子及包含该天线振子的天线，使单个天线振子的增益达到10.5dBi，不但简化了天线的结构，而且缩小了天线的尺寸。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种双极化天线振子，包括：
金属反射板，所述金属反射板呈方形；
双极化辐射板，设于所述金属反射板上方；
引向辐射板，设于所述双极化辐射板上方；所述引向辐射板上设有引向辐射片；
其中，所述双极化辐射板包括+45°极化馈电网络、-45°极化馈电网络、第一折叠偶极子、第二折叠偶极子；所述+45°极化馈电网络包括+45°极化馈电端口，所述-45°极化馈电网络包括-45°极化馈电端口；
所述+45°极化馈电端口连接两个呈对角设置的第一折叠偶极子，两个所述第一折叠偶极子沿所述金属反射板的一条对角线设置，所述第一折叠偶极子的振臂折叠成45°；
所述-45°极化馈电端口连接两个呈对角设置的第二折叠偶极子，两个所述第二折叠偶极子沿所述金属反射板的另一条对角线设置，所述第二折叠偶极子的振臂折叠成45°。
根据本发明一实施例，所述引向辐射板呈方形，所述引向辐射板的四个角上各设有所述引向辐射片，各所述引向辐射片折叠成90°。
根据本发明一实施例，所述第一折叠偶极子的振臂上设有第一凹槽。
根据本发明一实施例，所述第二折叠偶极子的振臂上设有第二凹槽。
根据本发明一实施例，所述金属反射板的周围设有侧壁。
根据本发明一实施例，所述金属反射板长100mm、宽100mm、厚12mm。
一种用于通信设备的天线，包括上述实施例中的双极化天线振子。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明一实施例中的双极化天线振子，由于采用金属反射板、双极化辐射板及引向辐射板三层组合，且使用45°折叠偶极子以对角组阵的方式，一方面提高+45°极化馈电端口与-45°极化馈电端口之间的隔离度，另一方面使天线的增益最大化，进而使单个天线振子的增益达到10.5dBi，不仅简化了天线的结构，而且缩小了天线的尺寸。
2)本发明一实施例中的双极化天线振子，由于在引向辐射板的各个角上设置引向辐射片，各引向辐射片折叠成90°设置，不仅具有引向的作用，提高天线的增益，而且可以增加天线的共振点，扩展天线的工作带宽。
3)本发明一实施例中的双极化天线振子，各折叠偶极子的振臂上设置凹槽，可增加天线的工作带宽，使天线的应用场景更广。
4)本发明一实施例中的双极化天线振子，由于在金属反射板的周围设置侧壁，使在金属反射板尺寸较小的情况下，使波瓣宽度变窄，以提高天线的增益。
附图说明
图1为本发明一实施例中的双极化天线振子的结构示意图；
图2为本发明一实施例中的折叠偶极子的结构示意图；
图3为本发明一实施例中的折叠偶极子的振臂的结构示意图；
图4为本发明一实施例中的双极化天线振子的驻波图；
图5为本发明一实施例中的双极化天线振子的隔离度性能图；
图6为本发明一实施例中的双极化天线振子在水平方向上的性能图；
图7为本发明一实施例中的双极化天线振子在垂直方向上的性能图。
附图标记说明：
1：金属反射板；2：双极化辐射板；201：+45°极化馈电端口；202：-45°极化馈电端口；203：PCB板；204：第一折叠偶极子；20401：第一凹槽；205：第二折叠偶极子；20501：第二凹槽；3：引向辐射板；4：引向辐射片；5：侧壁。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种双极化天线振子及包含该天线振子的天线作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例一
本发明提供的双极化天线振子，包括：金属反射板1，该金属反射板1 呈方形；双极化辐射板2，设于金属反射板1上方；引向辐射板3，设于双极化辐射板2上方；该引向辐射板3上设有引向辐射片4。其中，双极化辐射板2包括+45°极化馈电网络、-45°极化馈电网络、第一折叠偶极子204、第二折叠偶极子205；+45°极化馈电网络包括+45°极化馈电端口201及第一功分网络，-45°极化馈电网络包括-45°极化馈电端口202及第二功分网络。+45°极化馈电端口201设于第一功分网络上，-45°极化馈电端口202 设于第二功分网络上。该+45°极化馈电端口201连接两个呈对角设置的第一折叠偶极子204，两个第一折叠偶极子204沿金属反射板1的一条对角线设置，且第一折叠偶极子204的振臂折叠成45°；相应的，-45°极化馈电端口202连接两个呈对角设置的第二折叠偶极子205，两个第二折叠偶极子205 沿金属反射板1的另一条对角线设置，且第二折叠偶极子205的振臂折叠成 45°。
具体的，如图1所示。金属反射板1呈正方形，其长度为100mm、宽度为100mm、厚度为12mm。该金属反射板1可使天线定向辐射，避免天线出现双向辐射。金属反射板1的周围设有一圈侧壁5，由于金属反射板1的尺寸较小，侧壁5可使天线辐射的波瓣宽度变窄，可提高天线的增益。
双极化辐射板2包括双极化馈电网络、PCB板203、折叠偶极子。折叠偶极子设于PCB板203下层，双极化馈电网络设于PCB板203上层。
双极化馈电网络包括+45°极化馈电端口201及第一功分网络、-45°极化馈电端口202及第二功分网络，+45°极化馈电端口201设于第一功分网络上，-45°极化馈电端口202设于第二功分网络上。第一功分网络、第二功分网络沿金属反射板1的两条对角线设置。
折叠偶极子包括两个对角设置的第一折叠偶极子204、两个对角设置的第二折叠偶极子205，如图2所示。两个第一折叠偶极子204沿金属反射板1 的一条对角线设置，两个第二折叠偶极子205沿金属反射板1的另一条对角线设置。各第一折叠偶极子204及各第二折叠偶极子205的振臂折叠成45°设置，利用对角距离最远的原理，使天线的间距最大，从而使天线的增益最大化。
各第一折叠偶极子204的振臂上均设有第一凹槽20401，该第一凹槽 20401可以是方形槽，也可以是圆形槽。各第二折叠偶极子205的振臂上均设有第二凹槽20501，该第二凹槽20501可以是方形槽，也可以是圆形槽。且第一折叠偶极子204的振臂宽度和第二折叠偶极子205的振臂宽度均呈渐变之势，如图3所示。将第一折叠偶极子204的振臂及第二折叠偶极子205 的振臂上开设凹槽及宽度呈渐变之势，可增加天线的工作带宽，使天线的应用场景更广。
主要以+45°极化馈电端口201连接两个对角设置的第一折叠偶极子204 及-45°极化馈电端口202连接两个对角设置的第二折叠偶极子205组成的双极化辐射板2是该双极化天线振子的主辐射区，向外辐射能量。+45°极化馈电端口、-45°极化馈电端口是天线的两个射频端口，可以同时工作，用于收发信号。
引向辐射板3呈方形，设于双极化辐射板2之上。该引向辐射板3上设有引向辐射片4，各引向辐射片4折叠成90°设于引向辐射板3的各个角上。这样，一方面可以起到引向的作用，提高天线的增益；另一方面可以增加天线的共振点，扩展天线的工作带宽。
本发明提供的双极化天线振子采用金属反射板1、双极化辐射板2及引向辐射板3三层组合，且使用45°折叠偶极子以对角组阵的方式，一方面提高+45°极化馈电端口与-45°极化馈电端口之间的隔离度，另一方面使天线的增益最大化，进而使单个天线振子的增益达到10.5dBi，不仅简化了天线的结构，而且缩小了天线的尺寸。
该双极化天线振子可工作在2.3G-2.8GHz的频率之间，适用于4G/5G基站天线、WiFi天线以及其他移动通信天线的双极化电磁偶极子天线上。该双极化天线振子的驻波及隔离度，如图4、5所示。其驻波为1.4，隔离度为30dB。该双极化天线振子在水平及垂直方向上的测试结果，如图6、7所示。其增益为10.5dBi，其水平及垂直方向上的波瓣宽度均为50°。由此可见，该双极化天线振子具有较好的性能，实现了以较小的尺寸达到了较高的增益，解决了当天线要求高增益、小尺寸时，因列阵距离过近导致双极化间的隔离度恶化的问题及当天线要求高增益、水平和垂直波瓣同时变窄时，因横向、纵向同时列阵导致天线结构及馈电网络过于复杂、成本高、一致性差的问题，满足了日趋小型化的基站对天线的要求。
实施例二
本发明还提供了包含上述实施例一中描述的双极化天线振子的天线单元，该天线单元可工作在2.3G-2.8GHz的频率之间，适用于4G/5G基站、WiFi以及其他移动通信设备上。该天线的驻波可达到1.4、隔离度可达到30dB，其水平及垂直方向上的波瓣宽度可达到50°，该天线的增益可达到10.5dBi，实现了以较小的尺寸达到了较高的增益，解决了当天线要求高增益、小尺寸时，因列阵距离过近导致双极化间的隔离度恶化的问题及当天线要求高增益、水平和垂直波瓣同时变窄时，因横向、纵向同时列阵导致天线结构及馈电网络过于复杂、成本高、一致性差的问题，满足了日趋小型化的基站对天线的要求。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种双极化天线振子，其特征在于，其增益可达到10.5dBi，其结构主要包括：
金属反射板，所述金属反射板呈方形；
双极化辐射板，设于所述金属反射板上方；
引向辐射板，设于所述双极化辐射板上方；所述引向辐射板上设有引向辐射片；
其中，所述双极化辐射板包括+45°极化馈电网络、-45°极化馈电网络、第一折叠偶极子、第二折叠偶极子；所述+45°极化馈电网络包括+45°极化馈电端口，所述-45°极化馈电网络包括-45°极化馈电端口；
所述+45°极化馈电端口连接两个呈对角设置的所述第一折叠偶极子，两个所述第一折叠偶极子沿所述金属反射板的一条对角线设置，所述第一折叠偶极子的振臂折叠成45°；
所述-45°极化馈电端口连接两个呈对角设置的所述第二折叠偶极子，两个所述第二折叠偶极子沿所述金属反射板的另一条对角线设置，所述第二折叠偶极子的振臂折叠成45°。
2.如权利要求1所述的双极化天线振子，其特征在于，所述引向辐射板呈方形，所述引向辐射板的四个角上各设有所述引向辐射片，各所述引向辐射片折叠成90°。
3.如权利要求1或2所述的双极化天线振子，其特征在于，所述第一折叠偶极子的振臂上设有第一凹槽。
4.如权利要求1或2所述的双极化天线振子，其特征在于，所述第二折叠偶极子的振臂上设有第二凹槽。
5.如权利要求1所述的双极化天线振子，其特征在于，所述金属反射板的周围设有侧壁。
6.如权利要求1所述的双极化天线振子，其特征在于，所述金属反射板长100mm、宽100mm、厚12mm。
7.一种用于通信设备的天线，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的双极化天线振子。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113410619A (zh) * 2021-06-17 2021-09-17 东南大学 一种用于基站天线阵列解耦的缺口型引向器
GB2620546A (en) * 2022-05-10 2024-01-17 Bae Systems Plc Dipole structures and antennae

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361156A (zh) * 2011-09-16 2012-02-22 广州杰赛科技股份有限公司 一种宽带双极化辐射单元
CN104157972A (zh) * 2014-08-25 2014-11-19 罗森伯格技术（昆山）有限公司 双极化振子
US20170085009A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Paul Robert Watson Low-profile, broad-bandwidth, dual-polarization dipole radiating element
CN107834210B (zh) * 2017-11-21 2023-11-24 广东通宇通讯股份有限公司 天线安装结构件及其引向器
CN109638428A (zh) * 2019-01-08 2019-04-16 广州亚美信息科技有限公司 一种应用于5g的新一代通信天线

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